Phasage WatchCare

Les pré-projets

Ecowash

• Objectif : Optimiser la consommation d'eau
  
• Cible : Gros consommateurs, les radins, les colocations, les écolos
  
• Fonctionnement
  • Extension de tuyau connectée de diamètre standard
  • Transmission des mesures (volume d'eau, débit et temps) à un serveur
  • Serveur accessible via une interface (écran, smartphone, ordinateur, tablette...)
  • Signalisation de l'approche du seuil par changement de couleur de l'équipement
  • Réduction du débit suite à l'atteinte du seuil

Watch Care

• Objectif : Rendre plus sûre la salle de bain
• Fonctionnement
  • 2 capteurs

1. Capteur de mouvement pour détecter un malaise / une chute
2. Un micro pour confirmer l'intervention

• • Cas 1: Chute sans perte de conscience
    • Appel à l'aide détecté par le microphone
    • Envoi d'un message aux proches ou aux voisins
  • Cas 2: Perte de conscience
    • Alarme sonore au bout de 2 minutes
    • Envoi d'un message aux proches ou aux voisins
    • Ouverture de la porte pour l'intervention

Watch Care+ Watch Care couplé à d'autres fonctionnalités

• Objectif : Proposer un service afin d'identifier les problèmes rencontrés par les gens dans la salle de bain et mettre en place un objet connecté, adapté aux problèmes identifiés.

Jour 1

Qu'est-ce qu'on a fait ?

Partie recherche

• Choix de 3 projets de salle de bain connectée (Ecowash, WatchCare, WatchCare+)
• Réalisation des affiches pour chaque projet
• Choix du Projet à mettre en place (WatchCare)
• Mise en place d'un scénario d'usage
• Détermination des éléments clés du projet
• Réalisation d'une étude sur les risques rencontrés par les personnes âgées dans la salle de bain
• Création d'un persona (M.Robert)

Résultats

Partie recherche

Salle de bain : une pièce à risques

Selon l’Institut National de Prévention et d’Éducation pour la Santé, plus de 80% des accidents domestiques se déroulent dans la cuisine ou dans la salle de bain.

En effet, chez les personnes âgées, les principaux risques rencontrés dans la salle de bain sont les chutes et les brûlures.

Chutes
Les statistiques sont impitoyables : 46% des chutes de personnes âgées ont lieu dans la salle de bain ! Ces chutes sont souvent suivies de fractures du col du fémur, elles-mêmes entrainant des taux de dépendance ou de mortalité impressionnants.
Les tapis antidérapants, barres d'appui, barres de redressement, sièges de bain, tabourets de douche et spray antidérapants sont de bons moyens de prévention<ref>http://securite-salle-de-bain-et-wc.confort-domicile.com/securite-salle-de-bain-et-wc/dossier/127/la-salle-de-bain-une-piece-a-risque.html#-personnes-agees-restez-vigilant-a-votre-environnement-</ref>.

Brûlures
Un robinet d'eau chaude ouvert, un bain dont on n'a pas tâté la température...

Selon les données de l'OMS<ref>http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs344/fr/</ref> de 2012, les chutes à domicile sont la deuxième cause de décès accidentels ou de décès par traumatisme involontaire dans le monde, leur rapport indique que les personnes qui font le plus grand nombre de chutes mortelles sont des personnes de plus de 65 ans<ref>http://www.inpes.sante.fr/10000/themes/accidents/chutes.asp</ref>.

Pour faire face aux chutes et aux malaises dans la salle de bain, on propose WatchCare qui est un dispositif d’assistance à domicile destiné aux personnes âgées.

Fonctionnement du WatchCare

WatchCare se compose de:

• Un tapis pour détecter la chute et déclencher le capteur de mouvement
• Un capteur de mouvement pour détecter et confirmer un malaise ou une chute
• Un microphone (capteur de son) pour confirmer un appel à l'aide

WatchCare intervient dans deux cas:

Cas 1: Chute sans perte de conscience

• Détection et confirmation de chutes ou malaises par le tapis et le capteur de mouvement
• Demande de confirmation de l'appel à l'aide par le microphone et le haut-parleur
• Émission d'un appel

Cas 2: Perte de conscience

• Alarme sonore
• Émission d'un appel

Personas

M. Robert retraité de la SNCF, a 73 ans, sa femme est décédée il y a 6 ans. Il a deux enfants, un à Paris et l’autre à Lyon. Il vit seul dans un appartement de 45 m² à Saint-Étienne, plutôt solitaire et débrouillard, il est de nature autonome mais sa santé a commencé à se dégrader depuis 2 ans. Il aime prendre soin de lui avant sa sortie quasi quotidienne vers Centre 2.

« Je vais à la salle de bain plusieurs fois par jour, je prends ma douche environ 3 fois par semaine ! Vous savez ! Je n'ai plus l’énergie pour prendre ma douche chaque jour comme jadis, mais j’ai toujours cette habitude d’être tout le temps bien présenté et me sentir propre et bien dans ma peau. Vous voyez ce pansement que j’ai sur mon poignet, c’est à cause d’une chute dans ma salle de bain et encore j’ai été chanceux ! Ça aurait pu être pire pour moi. Mais depuis ce jour, j’ai peur d’une chute plus grave, sachant que je vis tout seul, mes deux enfants vivent à Lyon et Paris, et à part mes voisins que je croise de temps à autres, personne ne saura que quelque chose m’est arrivé dans ma salle de bain.»

Ses activités

• Réfléchir et penser 9/10
• Sortir 8/10
• Lecture 7/10
• Musique 4/10
• Télévision 7/10

Jour 2

Qu'est-ce qu'on a fait ?

Partie recherche

• Mise en place d'un scénario d'usage

Partie technique

• Création d'un algorigramme qui résume le fonctionnement du système
• Détermination des composantes utilisées et leurs rôles
• Définition des étapes de réalisation de l'installation
  

Résultats

Partie technique

Cahier des charges

Séquence d’usage	Cahier des charges
Installation	Simplifier l’installation
Initialisation	Définir la gestion du système (Plug & Play) Autonomie Dimension
Détection	Détection mouvement/présence= démarrage du système. Tapis = Impact Confirmation mouvement Question/réponse => vocal
Mise en veille	Sortie de la salle de bain

Algorigramme "WatchCare"

Cas non traités

• Chute et se releve dans les délais (comme la personne peut bouger donc elle peut se faire soigner ou demander de l'aide elle même).
• Évanouissement avec convolution (très faible pourcentage).

Cas traités

• Chute sans évanouissement sans se relever (blessure ou pas).
• Évanouissement sans chute (malaise).

Composants du système

Composantes du système
Tapis	Relève un impact Transcrit l’impact en signal au microcontrôleur
Microcontrôleur	La partie intelligente du système Gère les entrées et sorties Traite les informations Donne les actions à exécuter par le système
Capteur de mouvement	Détecte un mouvement dans son champ de vision
Microphone (capteur de son)	Capte le son et le retranscrit en signal au microcontrôleur
Hautparleur	Transforme un signal électronique en un signal sonore
Arduino	Carte électronique qui intègre le microcontrôleur

Etapes de la réalisation

• Capture d’impact sur un tapis (récupérer le signal dans la pièce)
• Relier le capteur au microcontrôleur
• Mettre en place la liaison Xbee
• Capture du mouvement
• Interpréter le signal avec des leds
• Concevoir l’interface de commande vocale

Scénario persona

Après l’accident que M. Robert a subi dans sa salle de bain, sa fille ainée a décidé d’intervenir, mais hélas, elle habite assez loin et personne ne peut savoir quand un autre accident pourrait arriver. Pour y remédier, elle a cherché des solutions sur internet et heureusement elle est tombée sur ‘’WatchCare‘’. Étant intéressée par le concept, elle a décidé d’offrir à son père le kit WatchCare.

6 semaines après l’installation du kit ‘’WatchCare’’, M.Robert a glissé à sa sortie de la baignoire, carrelage mouillé et étant déséquilibré, la chute été rude. Ayant des bleus partout sur son corps et une douleur atroce au niveau du col du fémur, il ne put se lever. Entre temps, la chute a déclenché WatchCare qui, à l’aide de détecteurs, a posé la question ‘’avez-vous besoin d’aide ?’’, M. Robert affirma en avoir besoin en répondant ‘’Oui’’ et un appel fut aussitôt émis à la personne désignée par M.Robert en cas d’urgence, en l’occurrence sa fille ainée, qui à son tour appelle les voisins et le SAMU pour intervenir le plutôt possible.

Jour 3

Qu'est-ce qu'on a fait ?

Partie recherche

Réalisation d'un état de l'art

• Recherche sur les causes des chutes.
• Recherche sur les blessures dans la salle de bain.
• Recherches sur les systèmes existants et à quoi ils répondent.
  
• Réalisation d'une étude de marché.
• Identification du positionnement et le public ciblé.

Partie technique

• tester les différents capteurs. L'équipe technique s'est divisée en deux sous équipes :
  

la première s'est chargée de tester le captage du son, tandis que la deuxième s'est penchée sur le captage du mouvement.

• Conception d'un prototype du WatchCare.

Résultats

Partie Recherche

Etat de l'art

Les causes des chutes

<ref>http://www.inpes.sante.fr/70000/dp/00/dp001110g.pdf</ref>

• On ne voit pas bien : la vue baisse, on ne porte pas de lunettes, les pièces sont mal éclairées.
  
• On a trébuché sur un obstacle : Un meuble ou une plante sont sur le passage, le sol a un dénivelé, les bords du tapis ne sont pas bien fixés au sol, des fils électriques trainent par terre.
  
• On a perdu l’équilibre : on a une démarche instable avec des pertes d’équilibre, on est moins vigilant, les muscles sont plus faibles. La prise de certains médicaments comme les antidépresseurs, les tranquillisants, les somnifères, les anti-migraineux ou les hypertenseurs peuvent provoquer des troubles de l’équilibre.
  
• On a un malaise : baisse de tension, malaise cardiaque, chute de glycémie, …
  
• On a une fracture d’un membre, chez une personne souffrant de l’ostéoporose.
  
• On est déprimé : un choc psychologique ou l’isolement social sont des facteurs fragilisant.

Les blessures

• Sur un total de plus de 2 millions de chutes par an chez les plus de 65 ans, on déplore 8500 décès.
• Globalement, sur 100 chutes, 10 entraineront une lésion traumatique (traumatisme crânien, foulure, etc.) et 5 une fracture, en particulier celle du col du fémur.
• D’après un sondage CNAMTS/CFES<ref>Sondage sur les chutes auprès des personnes âgées de 65 ans et plus, décembre 1999- CNAMTS/ CFES Institut français de démoscopie </ref>, 70% des chutes ont entrainé des soins, 19% des personnes ayant chuté se sont soignées elles-mêmes, 5% sont allées à la pharmacie. Dans 25% des cas, la chute n’a entrainé aucun soin.
• Outre les blessures physique, la chute entraine également des troubles psychologiques : elle symbolise une fragilité liée à la vieillesse.

La psychologie séniore

La chute est vécue comme un facteur aggravant les effets du vieillissement. C’est pourquoi le risque de chute est souvent occulté par les personnes concernées. Celui qui tombe nie être tombé, celui qui risque de tomber ne veut pas l’admettre et donc ne fait rien pour prévenir ou éviter la chute.<ref>http://www.inpes.sante.fr/70000/dp/00/dp001110g.pdf</ref>

Systèmes existants

TAPISMETRIC
Le système est constitué d’une fine sous-couche de détecteurs placés sous un revêtement de sol souple (PVC ou Linoléum). Cette sous-couche est reliée à une électronique externalisée, elle–même gérée par un logiciel spécifique qui permet de lancer l’alerte en temps réel en cas de chute. Le système permet de répondre aux besoins et obligations spécifiques des EHPAD dans la prise en charge et la gestion des chutes et de leurs risques.
Les avantages

• La rapidité : le système détecte en permanence et instantanément tous les types de chutes et permet ainsi une intervention immédiate du personnel de l’EHPAD pour secourir le résident.
• La traçabilité : le système suit tous les événements de chutes même lorsque le résident a pu se relever seul et permet ainsi au médecin de mieux évaluer leurs fréquences afin de prévenir le risque de chutes à répétition ou plus graves.
  

Télé alarme à détection de chute automatique Sérénities Automatic

• Pour les personnes vivant seules ou susceptible de tomber, de faire un malaise...
• Détecte les chutes à domicile
• 1 bracelet d'alarme étanche avec détection de chute automatique pour prévenir ses proches en cas de chute ou d'urgence associé à un téléphone amplifié à grosses touches
• En cas de chute suivie d'une immobilisation (perte de connaissance..) la télé alarme se déclenche automatiquement
• Le bracelet d'alarme permet de déclencher automatiquement la séquence d'appel d'urgence d'aide à la personne en cas de détection de chute vers 5 n° de téléphones pré-enregistrés à tour de rôle (envoi du Message vocal d'alerte pré-enregistré) jusqu'à ce que l'un d'entre eux réponde
• La séquence d'appel d'urgence peut également être déclenchée par l'utilisateur en appuyant sur le bouton
• La portée du bracelet d'alarme étanche est de 30 à 60 mètres de la base du téléphone
• Compatible avec les appareils auditifs et les box ADSL
  

Fonctionnement

• Le bracelet d'alarme dispose de capteur qui mesure l'activité physiologique
• En cas d’accélération anormale suivie d’un choc, la télé alarme identifie que c’est probablement une chute.
• Si l’activité physiologique est très réduite ensuite (période d’immobilisation), alors, la télé alarme déclenche automatiquement un appel d’urgence vers les proches.
• S’il n’y a pas de perte de connaissance, il est aussi possible de déclencher un appel d’urgence manuellement en pressant le bouton poussoir. La led rouge s’allume pour signaler que l’appel est lancé.
• Si c'est un répondeur, ou la boîte vocale d'un mobile qui répond, la télé alarme appelle automatiquement le numéro suivant.
• Lors d’un appel d’urgence, le dialogue téléphonique intervient à travers la base téléphonique : si l’utilisateur est proche de la base, il pourra dialoguer avec les secours à travers celle-ci. Au contraire, s’il est trop éloigné, il ne pourra pas dialoguer avec son entourage pour expliquer sa situation, et une intervention extérieure sera nécessaire.

Vigi'FallTM

La solution Vigi’Fall ™ émet automatiquement une alerte en cas de chute suivie de l’impossibilité de se relever seul. Elle est destinée aux personnes vivant à leur domicile, aux établissements gériatriques (EHPAD, foyers-logements…) et aux structures hospitalières (SSR, SLD…).

Fonctionnement

• La solution Vigi’Fall ™ détecte automatiquement les mouvements brusques et l’immobilisation prolongée
• La portée radio entre le Bio capteur et le Boitier Expert est de 60 à 80m
• En cas de chute, une alerte est transmise automatiquement vers les secours
  

Étude de marché

Positionnement

Un marché de niche sans concurrence directe

Public ciblé

Personnes âgées, leurs proches, B2B (sous-traitance de l’installation des produits à d’autres fournisseurs de carrelage, aménagement de la salle de bain…)

Partie Technique

Captage de son

test micro

On a fait des tests sur le micro qu'on a implémenté sur la carte Arduino ainsi que sur un micro extérieur pour déterminer un seuil à partir duquel on pourra confirmer que le bruit produit pourrait être assimilé à une chute d'une personne en salle de bain

visualisation sur LCD

Captage de mouvement

En ce qui concerne la deuxième équipe, elle a fait les tests nécessaires sur le capteur de mouvement avec la carte Ardino.

vignette

Implémentation des 2 capteurs

Après avoir testé chaque capteur séparément, on a fusionné les deux fonctions ( son & mouvement ) sur la même carte. La photo ci contre montre les 2 capteurs sur la même carte avec une LED bleu pour le capteur de mouvement et une LED rouge pour le capteur de son .

Jour 4

Qu'est-ce qu'on a fait ?

• Élaboration du storyboard et scénario
• Création du logo
• Construction de la maquette

Résultats

Logo

Logo simple et attrayant, adapté à notre public cible. Le bleu pour la sécurité, l'eau et l'hygiène, le "W" fait référence à WatchCare et à Water (Eau).

Design/ Maquette

Description design prototype : Le boitier prend la forme d’un demi-cercle de couleur noir, la couleur et les dimensions sont temporaires et seront modifiées ultérieurement. La boite comporte des petits trous permettant la diffusion sonore, ainsi que deux LED, un vert qui signifie que la WatchCare est activée et un rouge pour signaler l’épuisement de batterie.

Algorithme global du système Watchcare

boolean aide = false ;


while(aide){
  
if(chute_detectee()){
	delay(5000); // on attend 5 sec pour déclencher le détecteur de mouvement
	if(!mouvement_detecte){

            char reponse= '';
            int count = 0; // Compteur qui s'incrémente à chaque fois qu'il ne reçoit pas de réponse       
            while(count<3 || reponse!='oui' || reponse!='non'){

	            println("Avez vous besoin d'aide"); // sonore
	            delay(1000); // on attend 1 sec pour récupérer la réponse
	            reponse=getanswer(); // getanswer fonction qui permet de récupérer la réponse via un microphone
	            count++;

             }
           	if(reponse=='oui' || count==3){

	             println("Aide demandée");
	             aide= true;    
	         }
	}
}
else {
	if(!time.chute_detectee()< 2 min){

		int count2 = 0;
		while (count2 < 10)
		{
			declencher_buzzer(); // fait un bruit pendant 1 seconde
			delay(1000); //1 seconde
			if (mouvement_detecte)
			{
				count2 = 20;
			}
			count2++;
		}

		if(count2==10){

            char reponse= '';
            int count = 0;       
            while(count<3 || reponse==''){

	            println("Avez vous besoin d'aide"); // sonore
	            delay(2000);
	            reponse=getanswer();
	            count++;

             }
           		if(reponse=='oui' || count==3){

	                println("Aide demandée");
	                aide= true;
	                
	            }

	    }
	}

}
}

Algorithme implémenté

#define SOUND_SENSOR A0
#define LED 2
#define THRESHOLD_VALUE 670

//the time we give the sensor to calibrate (10-60 secs according to the datasheet)
int calibrationTime = 10;        

//the time when the sensor outputs a low impulse
long unsigned int lowIn;         

//the amount of milliseconds the sensor has to be low 
//before we assume all motion has stopped
long unsigned int pause = 5000;  



int pirPin = 4;    //the digital pin connected to the PIR sensor's output
int ledPin = 3;
int ledVerte = 8;

/////////////////////////////
//SETUP
void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(SOUND_SENSOR, INPUT);
  pinMode(pirPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(ledVerte, OUTPUT);
  digitalWrite(pirPin, LOW);

  //give the sensor some time to calibrate
  Serial.print("calibrating sensor ");
    for(int i = 0; i < calibrationTime; i++){
      Serial.print(".");
      delay(1000);
      }
    Serial.println(" done");
    Serial.println("SENSOR ACTIVE");
    delay(50);
  }

////////////////////////////
//LOOP
void loop(){
   
    digitalWrite(ledVerte, HIGH);//dire systeme allume
    int time = 0;
    
     if(chute_detectee())
    {  
       delay(2000); // le temps que la chute soit terminée
       while( time < 10  ){
         if(mouvement_detectee()){
           time=10;
           digitalWrite(ledPin, HIGH);
           delay(100);
           digitalWrite(ledPin, LOW);
         }
         else{
         delay(600);
         time ++;
         digitalWrite(ledPin, LOW);
         }
     
     }
     /*else {
       digitalWrite(ledPin, LOW);
     }*/
    
 }
}
boolean chute_detectee()
{
  
       boolean chute = false;
        int sensorValue = analogRead(SOUND_SENSOR);//use A0 to read the electrical signal
	Serial.print("sensorValue ");
        Serial.println(sensorValue);
        if(sensorValue > THRESHOLD_VALUE)
	{
                chute= true;
		turnOnLED();//if the value read from A0 is larger than 670,then light the LED
		delay(100);
	}
	turnOffLED();
return chute;
  
}

boolean mouvement_detectee()
{
  
  //boolean lockLow = true;
  boolean takeLowTime=false;  
  
   if(digitalRead(pirPin) == HIGH){
       /*digitalWrite(ledPin, HIGH);   //the led visualizes the sensors output pin state
       if(lockLow){  
         //makes sure we wait for a transition to LOW before any further output is made:
         lockLow = false;           
         delay(50);
         } */        
         takeLowTime = true;
       }

     if(digitalRead(pirPin) == LOW){       
       //digitalWrite(ledPin, LOW);  //the led visualizes the sensors output pin state

     //  if(takeLowTime){
       // lowIn = millis();          //save the time of the transition from high to LOW
        takeLowTime = false;       //make sure this is only done at the start of a LOW phase
        //}
       //if the sensor is low for more than the given pause, 
       //we assume that no more motion is going to happen
      /* if(!lockLow && millis() - lowIn > pause){  
           //makes sure this block of code is only executed again after 
           //a new motion sequence has been detected
           lockLow = true;                        
           Serial.print("motion ended at ");      //output
           Serial.print((millis() - pause)/1000);
           Serial.println(" sec");
           delay(50);
           }*/
       }
       
  return takeLowTime;
}

void turnOnLED()
{
	digitalWrite(LED,HIGH);
}
void turnOffLED()
{
	digitalWrite(LED,LOW);
}

Jour 5

Qu'est-ce qu'on a fait

• Finalisation de la vidéo
• Préparation de la présentation
• Documentation

Résultats

Description de la vidéo

(photomontage) Une vidéo (photomontage) de 1m16s sous forme d’une publicité qui vise un public large (personnes âgées, leurs proches…)

Voix Off

1. Statistique sur les chutes dans la salle de bain
2. Maintenant imaginez le futur de la salle de bain sans risques avec une innovation intelligente qui respecte votre intimité, votre autonomie et votre fierté.
3. Avec WatcheCare et sa facilité d’installation pensez à des lendemains plus surs.
4. Explication du dispositif
5. l’alliance d’un design épuré et d’une technologie de pointe ont fait de WatchCare un dispositif de sécurité indispensable au quotidien

Vidéo

Synthèse

Pour notre projet, nous sommes partis du fait que la salle de bain est un lieu à haut risque. Nous avons réfléchi à une solution pour limiter les risques que les gens rencontre dans la salle bain et nous avons trouvé comme idée le Watchcare. En faisant des recherches sur le concept de limitation des risques, nous avons trouvé que les personnes âgées sont les plus susceptibles d’avoir des accidents dans la salle de bain. Parmi ces accidents, c'est le risque de chute qui est le plus élevé et qui détient un important taux de mortalité . De ce fait nous avons décidé que notre dispositif ciblera les personnes âgées vivant seules et interviendra face à deux risques : la chute et le malaise.
Nous avons fait une étude de marché qui nous a permis de se positionner par rapport à l’offre. La majorité des dispositifs présents sur le marché interviennant lors d’une chute sont des détecteurs de chute sous forme de bracelet. Il n’y a pas un détecteur destiné spécialement à la salle de bain. Suite à un benchmark, nous avons trouvé que notre produit serait une innovation sur le marché et qu'il n’aura pas de concurrent directe à court terme, nous nous positionnons alors sur un marché de niche. Le produit final se démarque à travers plusieurs avantages par rapport aux offres des potentiels concurrents indirects. Pour la commercialisation du produit, notre cible est plus large, on vise dans un premier temps les seniors et leurs proches, puis dans un deuxième temps toute personne souhaitant sécuriser sa salle de bain.

• Il respecte l’intimité, le rapport au corps, l’autonomie et la fierté de la personne.
• Il couvre la totalité de l’espace de la salle de bain.
• Il permet la gestion des fausses alertes grâce à une confirmation vocale.