Apside x Gyrolift : bien plus qu’une solution pour les PMR

Qu’est-ce que le Gyrolift ? //

La startup Gyrolift, fondée par Lambert Trénoras en 2017, propose un fauteuil roulant électrique composé d’un gyropode et d’un siège présentant la fonction de verticalisation. Ce produit, qui s’adresse à un public en quête d’autonomie et de mobilité, propose une solution aux personnes à mobilité réduite (PMR) afin qu’elles puissent évoluer dans tout type d’environnement. Il leur est ainsi désormais possible de travailler sur des postes jusque-là inaccessibles et inadaptés à leur situation.

Conçu autour du principe des ADAS (pour Advanced Driver-Assistance Systems), le fauteuil vise à augmenter la sécurité et à assister le conducteur. Les ADAS ont donc pour but de prévenir l’apparition de situations dangereuses et de réduire la criticité lorsque celles-ci apparaissent.

A l’inverse du monde automobile, où les ADAS prennent la main sur l’utilisateur comme sur les fonctions de conduite autonome, ils visent à augmenter, dans le cadre professionnel, capacités de la personne en limitant/automatisant des fonctionnalités pouvant être remplies par des tiers. La quête d’autonomie est donc ici pour l’utilisateur et non pour le véhicule contrairement aux standards de l’industrie automobile.

Genèse du projet : Apside x Gyrolift //

Le partenariat avec Gyrolift s’est fait naturellement avec Apside. En lien avec la Mission Handicap, Gyrolift a été invité à venir présenter leur fauteuil innovant à l’occasion de la semaine du Handicap 2021.

A la suite de cette visite et séduite par les valeurs qui ont porté ce projet innovant, Apside propose un partenariat par le biais de son bureau d’étude (BE). En effet, sponsorisé par la direction du groupe (et plus précisément par Pierre Gauthier, Président), le projet a remporté l’unanimité !

Ce partenariat vise à développer les compétences des Apsidiens juniors sur des thématiques présentes chez nos clients comme l’architecture système/fonctionnelle, les fonctions ADAS, la gestion de trame CAN, le prototypage… Le projet a été réalisé cette année, sur 6 mois, par une équipe de deux stagiaires dans le cadre de leur projet de fin d’études. Il est reconduit pour l’année 2023 sur le même mode de fonctionnement.

Le projet Gyrolift consiste actuellement à proposer différentes fonctions et réaliser des POC (Proof of Concept) de celles-ci. L’objectif à long terme est de s’inscrire dans une démarche de mécénat de compétences pour Gyrolift en testant la pertinence d’un certain nombre de fonctions directement au bureau d’études avant de leur proposer une solution d’intégration et d’industrialisation éventuelles pour les plus pertinentes au vu du POC.

Comment sont conçues les fonctions étudiées : les technologies //

La carte principale du système est une Raspberry PI 4, une carte Arduino vient jouer le jeu de carte d’acquisition pour les capteurs ultrasons d’écholocalisation et une seconde carte Raspberry est utilisée comme carte de gestion de l’IHM (Interface Home Machine). Chacune de ces cartes est développée avec ses propres fonctions, elles-mêmes conçues dans une optique de transposabilité. L’objectif n’est pas de concevoir des fonctions uniquement pour le stage mais réutilisables dans d’autres contextes. Ainsi, une des fonctions développées a pu reprendre une partie des codes d’un stage précédent.

Le développement de fonctions sur Arduino s’effectue avec le langage éponyme, proche cousin du C++. Les fonctions ici sont principalement de l’acquisition de données et de la mise en forme en vue de leur partage vers la carte principale où siège l’intelligence du code. La Raspberry principale est quant à elle codée en Python. Les fonctions décisionnelles du projet sont réalisées en Python (de même que la Raspberry gérant l’IHM pour les fonctions pré-affichage), et utilisent le logiciel QT pour l’interface graphique.

Enfin, le projet aura également abordé un volet électronique et câblage (trois niveaux de puissance) et permis de travailler sur des questions de dissociation des puissances et de control/command afin d’assurer la protection des composants importants du circuit.

Comment sont conçues les fonctions étudiées : les options possibles //

Une phase conséquente de la conception a été d’interfacer toutes les fonctions avec un système d’options. L’ensemble des fonctions développées peut être ajouté ou enlevé afin de passer du fauteuil initial au prototype développé avec ses 4 fonctions ADAS et son IHM.

Cette conception répond à deux besoins :

–             Ne pas modifier le fonctionnel actuel, notamment en termes de sécurité. Les fonctionnalités de sécurité du fauteuil initial ne sont en aucun cas impactées par les fonctions ajoutées, celles-ci viennent agir avant les contrôles sécurité et de façon indépendante. L’objectif est de garantir la sécurité des testeurs mais également de concevoir un système plus simple, de façon à n’avoir qu’une seule série de tests et validations pour répondre aux exigences de sécurité générales.

–             Proposer un système d’options à la startup Gyrolift, notamment avec une possibilité de venir monter facilement les POC, et par la suite les futures fonctions industrialisées sur le fauteuil. L’objectif serait, selon l’étude réalisée par l’équipe projet, de proposer une capacité d’options sur l’ensemble de la production pour permettre l’ajout des quatre fonctions développées.

Les options du Gyrolift : confort et sécurité //

Comme évoqué ensuite, les équipes du bureau d’études Apside proposent 4 options. Les 2 premières portent notamment sur l’affichage présenté au client ainsi que le démarrage :

• IHM additionnel :

L’IHM développé propose le contrôle du démarrage du fauteuil, des boutons de sélection des fonctions actives, un affichage de la vitesse du fauteuil ainsi que l’heure. Il a été conçu pour être le plus ergonomique possible pour une personne pouvant souffrir de troubles moteurs au niveau des doigts avec notamment des boutons imposants et espacés. Un autre aspect consiste à inclure les possibles troubles visuels comme le daltonisme en présentant des pictogrammes différents selon la validation ou non des états ou des emplacements selon les messages véhicules.

• Détection d’installation :

Ce système de détection d’installation est basé sur 2 principes : l’utilisateur doit avoir attaché sa ceinture et avoir au moins 1 pied correctement positionné sur le repose-pied du fauteuil avant de pouvoir démarrer.

Ce contrôle du démarrage s’effectue par l’inhibition du bouton de levé des béquilles. Cette vérification d’installation permet de garantir une forme de sécurité pour l’environnement des utilisateurs. La validation de la présence de la ceinture permet également de s’assurer que l’utilisateur est parfaitement sécurisé et qu’en cas d’arrêt brutal, il n’y a pas de risque d’éjection de l’utilisateur.

Les options du Gyrolift : le déplacement du fauteuil //

Une fois le fauteuil démarré et prêt à être utilisé, les équipes du bureau d’études ont ajouté 2 autres options pour la bonne utilisation de l’appareil :

• Détection d’obstacles arrière

Une troisième fonction consiste à offrir à l’utilisateur d’avoir une connaissance de son environnement malgré une incapacité de sa part à se retourner, due à son handicap et à sa position sur le fauteuil.

Les distances mesurées par les 7 capteurs d’écholocalisation à ultrasons situés à l’arrière du Gyrolift sont exploitées de sorte à proposer un affichage coloré et à une distance variable sur trois zones comme présenté sur l’écran IHM (voir photo ci-contre).

Les zones colorées sont à une distance proportionnelle du fauteuil et de l’obstacle détecté. La couleur de la zone varie également selon la distance à l’obstacle, du vert au rouge en passant par le jaune.

• Feux automatiques

La fonction liée aux feux automatiques consiste en deux choses : tout d’abord permettre à l’utilisateur de contrôler les feux de son fauteuil, mais aussi d’activer un contrôle automatique de la luminosité ambiante permettant d’activer les feux en dessous d’un certain niveau, et de les éteindre au-dessus d’un autre niveau. Les seuils d’allumage/extinction des feux suivent le principe de l’hystérésis.

La fonction de contrôle des feux est à l’origine non-disponible sur le fauteuil, les équipes l’ont donc ajouté et ont proposé une automatisation de ce contrôle disponible sur l’IHM.

Les résultats //

Les stagiaires composant l’équipe projet ont implémenté 4 fonctions sur le Gyrolift durant leur stage. Un système de détection d’installation a été ajouté au fauteuil. Ils ont par ailleurs implémenté une fonction de détection d’obstacles à l’arrière du véhicule, ainsi qu’un système de feux automatiques. Ils ont également réalisé un IHM complet additionnel au fauteuil.

Pour conclure, ce projet s’inscrit dans l’esprit d’Apside avec un enjeu sociétal fort, mené dans un objectif de formation continue et d’expertise technique. Apside est heureuse d’avoir contribué à sa manière à cette réelle innovation pour améliorer la vie des personnes à mobilité réduite.

Un grand bravo à l’équipe en stage au moment du projet, Caroline P. et Remi B. ayant mené le projet, et désormais ingénieurs chez Apside Industrie.

Crédits photo : Gyrolift