Smartfloor

Conception d’un panneau de plancher intégrant des capteurs capacitifs pour la collecte de données d’activité. Ces données peuvent servir de base d’information pour les maisons intelligentes ou pour la détection des chutes.

Fiche signalétique

  • Département responsable Architecture, bois et génie civil
  • Institut Institut des matériaux et de la technologie du bois
  • Unité de recherche Technologie des adhésifs
  • Centre BFH Centre BFH Bois – ressource et matériau
  • Organisation d'encouragement Innosuisse
  • Durée (prévue) 01.01.2022 - 01.01.2025
  • Responsable du projet Prof. Dr. Thomas Volkmer
  • Direction du projet Prof. Dr. Thomas Volkmer
  • Équipe du projet Filipp Wirth
    Corinne Amstutz Hugi
    Irene Weber
  • Mots-clés Capteurs capacitifs, apprentissage automatique, système de suivi, capteurs intégrés, plancher

Situation

Le vieillissement de la société et la pénurie de personnel qualifié dans le domaine des soins exigent l’élaboration de concepts permettant à une grande partie de la population de vieillir en toute sécurité entre ses quatre murs. Les progrès accrus dans le domaine des maisons intelligentes automatisent des tâches de contrôle et de surveillance, ce qui nous en décharge. Toutefois, de tels concepts sont souvent développés de manière très spécifique pour une tâche donnée, sans compter que les systèmes existants de détection des chutes font appel à des capteurs très complexes, ce qui rend leur utilisation à grande échelle complexe et donc couteuse. Les capteurs capacitifs, en revanche, se passent de composants mécaniques et peuvent être utilisés à grande échelle grâce aux composants électriques de moins en moins chers. Les capteurs capacitifs peuvent non seulement détecter un contact direct, mais aussi un rapprochement : ils sont ainsi en mesure de livrer une quantité d’informations largement supérieure à celle livrée par les capteurs de force, par exemple, et peuvent être placés sous des surfaces non conductrices. De ce fait, ils demeurent invisibles à la surface du produit.

Eine Abbildung zeigt einen Raum mit integrierter Sensorik im Boden. Eine Person ist gestürzt, eine andere Person läuft zu der gestürzten Person hin.
Der Boden soll erkennen, ob eine Person läuft oder gestürzt ist.

Approche

Le projet implique des développements dans différents domaines de la recherche, de l’électrotechnique à la science des matériaux en passant par l’informatique. Dans un premier temps, l’objectif sera d’étudier et d’évaluer les solutions disponibles sur le marché, afin de développer un concept qui consolide leurs points forts tout en contournant leurs limitations. L’étape suivante consistera à définir les scénarios d’utilisation qui doivent être reconnus et différenciés par le plancher. C’est sur cette base que seront ensuite conçus et disposés les capteurs. La mise au point des prototypes doit en outre s’accompagner de l’analyse des premiers jeux de données, afin de créer une base permettant d’identifier avec exactitude les différents scénarios d’utilisation et d’en déduire comment disposer les capteurs. Pour l’analyse des données, il est prévu de recourir à un algorithme d’apprentissage automatique, qui saura différencier la variance de mesures effectuées. De cette manière, les prototypes collectent des données au moyen desquelles l’algorithme des scénarios pourra être optimisé. Une phase de tests de développement est prévue en fin de projet, afin de peaufiner les algorithmes et, le cas échéant, le système électronique.

Résultat

L’objectif du projet est de mettre au point un plancher pourvu de capteurs intégrés capable de distinguer des scénarios d’utilisation définis. Le rôle du système de capteurs n’est pas uniquement de collecter les données correspondantes, mais aussi de les analyser. Comme il trouve son utilisation dans des scénarios très différents, l’analyse doit déboucher sur une classification des scénarios d’utilisation plutôt que sur des signaux de commutation. Par exemple, le système doit être à même de distinguer une personne qui marche d’une personne qui a chuté, ou encore un animal domestique d’un pot de fleurs. Les informations recueillies peuvent ensuite être utilisées dans les systèmes existants (systèmes d’alarme ou de maison intelligente, p. ex.).

Perspectives

Le projet porte sur la localisation de personnes dans les pièces d’une habitation. Les domaines d’application de cette technologie sont multiples. Outre la détection des chutes déjà mentionnée et son utilisation dans les maisons intelligentes, un tel système peut également permettre de contrôler les distances, p. ex. en période de pandémie. Un usage à grande échelle dans les bâtiments publics pourrait également permettre de réaliser des comptages rapides, des analyses de déplacement ou des statistiques, et de produire ainsi des informations passionnantes dans d’autres domaines de recherche. Une application dans le domaine des jeux vidéo et de la réalité augmentée ou virtuelle, un marché en perpétuelle croissance, est également envisageable : un plancher spécial pourrait localiser les personnes, puis placer leurs avatars à l’endroit correspondant dans un espace numérique. Selon la précision du système, on pourrait aussi imaginer la reconnaissance de personnes sur la base de modèles de déplacement spécifiques.