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Quatre ans de recherche urbaine 2001-2004. Volume 2

 | 
Émilie Bajolet
, 
Marie-Flore Mattéi
, 
Jean-Marc Rennes

V. Milieux physiques, ambiances urbaines et technologies

Projet Automoville-Médiville

Les nouvelles technologies pour l’amélioration de l’autonomie et de la mobilité en milieu urbain : télémédecine et déplacement des malvoyants

Geneviève Baudoin

Texte intégral

  • 1 Professeur en télécommunications à l’ESIEE, directrice de recherche.

1Note portant sur l’auteur1

OBJET ET PROBLÉMATIQUE

2L’objet du projet « Automoville-Médiville » est la conception et le dimensionnement de nouveaux services urbains exploitant les possibilités offertes par les nouvelles technologies de l’information et des communications pour des applications à la télémédecine (Médiville) et à l’aide au déplacement urbain des aveugles et des malvoyants (Automoville).

3La problématique de Médiville est de permettre le maintien des patients à domicile et leur surveillance lors de déplacements en milieu urbain. Il s’agit de permettre un accès rapide et sécurisé à l’information concernant le patient quelle que soit sa situation géographique, le patient bénéficiant d’un suivi personnalisé 24h/24 sans modification de son mode de vie, le corps médical accédant à distance aux informations confidentielles nécessaires au suivi du patient.

4La problématique d’Automoville est de faciliter la localisation et le déplacement des aveugles dans les infrastructures urbaines complexes inter-modales, d’exploiter de façon sélective les informations de localisation, de proximité, d’orientation, de généraliser l’utilisation de ce type de dispositif à d’autres usages et d’autres publics afin de faciliter la compréhension et l’utilisation des infrastructures urbaines et des réseaux de transports.

5Cinq institutions ont participé au projet : l’École Supérieure d’Ingénieurs en Électronique et Électrotechnique (ESIEE), l’Institut National des Télécommunications (INT), l’Institut Supérieur de Technologie et de Management (ISTM), l’Université de Marne-la-Vallée (UMLV) et le Laboratoire d’Ergonomie et d’Informatique (LEI) de l’Université de Paris V.

MÉDIVILLE

MÉTHODOLOGIE

6La méthodologie suivie au sein du projet Médiville s’est appuyée sur une démarche en cinq étapes principales :

Une phase de constitution du réseau

7Elle a permis d’intégrer des partenaires qui pouvaient aider l’équipe dans la définition du contexte et des principaux enjeux du projet sur les plans scientifique, médical, sociologique et sociétal.

8Nous nous sommes rapprochés pour cela de représentants du corps médical (médecins hospitaliers et médecins de ville, INSERM), de représentants de collectivités locales, et de sociologues. Les échanges se sont faits sur la base d’entretiens, workshops ou à travers différents colloques (CATEL, ERGO-IA ou BIOMEDSIM).

Une phase d’identification et d’analyse du contexte, des besoins et des scénarios d’usage

9Elle a permis de dégager les tendances et les contraintes en matière économique, technologique, déontologique et réglementaire en prenant en compte les résultats d’études préexistantes (DHOS CREDES, DREES, R. Beuscart…).

Une phase d’analyse et de définition des services et de sélection des technologies appropriées

10Cette phase était fondée sur une approche du type « analyse de la valeur ».

Une phase de conception et de réalisation

11Cette phase a été conduite dans une logique de « maquettage interactif ». Au cours de cette phase, l’équipe a veillé à corriger les principaux défauts et à améliorer l’IHM du démonstrateur (notamment pour la partie serveur).

Une phase d’expérimentation et test du démonstrateur en environnement simulé

12Cette phase a permis en particulier de vérifier la pertinence et la fiabilité des informations issues des capteurs, de consolider les algorithmes de traitement et de transmission des données. Elle a aussi été mise à profit pour bâtir quelques scénarios d’usage (contextes de l’urgence médicale en cas de chute ou du suivi du rythme cardiaque en continu par exemple).

ARCHITECTURE GÉNÉRALE DE LA PLATE-FORME DE DÉMONSTRATION MÉDIVILLE

Partie domestique

131. Concept

14La plate-forme est constituée d’un boîtier porté par le patient doté d’un émetteur VHF et d’une base réceptrice reliée à un ordinateur spécifique de type PC, connecté à Internet. La portée radio est d’environ dix mètres.

152. Choix des capteurs

16Les rapports d’étude de l’existant et des usages réalisés par l’ISTM nous ont conduit au choix des capteurs suivants :

  • attitude du patient : allongé ou debout/assis,
  • activité ou agitation,
  • fréquence cardiaque,
  • bouton d’appel déclenchant l’émission des données les plus récentes.

173. Traitement des capteurs

18Les informations issues des capteurs sont débruitées par des algorithmes dans le boîtier émetteur et un post-traitement assuré par la base domestique permet leur enregistrement daté et la production d’une alarme de chute et d’une alarme de pouls.

194. Plateforme de traitement de signaux ECG

20Basée sur un PC équipé d’une carte d’acquisition 16 voies/16 bits, cette plate-forme permettra la reconnaissance de cardiopathies et des tests de robustesse sur des signaux perturbés afin d’étudier la faisabilité d’alarmes automatiques.

Fig. 1 – Plateforme de traitement de signaux ECG.

Partie informatique et communications

211. Concept

22À l’heure actuelle, la plate-forme est constituée par un ensemble de postes de type PC reliés entre eux par Internet au travers d’un réseau privé virtuel (VPN). Chaque poste est, par nature, très différent puisque l’on peut différencier : 1) le poste patient, qui recueille et transmet les données acquises par la partie capteur (ce poste est développé conjointement avec l’INT) ; 2) le poste central, qui va jouer le rôle de répartiteur de données et de support pour les diverses bases de données du système ; 3) le poste médecin qui doit évoluer vers un système léger type PDA ou téléphone portable.

23La figure ci-dessous présente schématiquement l’architecture logicielle générale du projet et plus exactement l’ensemble des services présents au poste central.

Fig. 2 – Architecture logicielle générale, services présents au poste central.

242. Description des diverses parties du système

25– Le lien patient-serveur : ce lien de communication est principalement un lien descendant. Il servira de moyen de communication pour enregistrer et « monitorer » les flux de données fournis par les capteurs électroniques.

26– Le serveur : le serveur est un système qui a plusieurs tâches principales à réaliser :

  • servir de nœud central de communication,
  • accueillir, formater les données « patients »,
  • servir les requêtes émises par le personnel médical.

27– L’aide à la prescription : le service d’aide à la prescription permet au personnel médical à la suite d’une analyse des données associées aux données d’un patient particulier de pouvoir accéder aux informations associées à la prescription médicale.

28– La base de données principale : la base de données principale sert de lien pour associer toutes les informations associées au patient (diagnostics, pathologies, radios, signaux).

29– La base de donnés signaux : la base de données signaux est une base de donnés spécifique qui gère l’ensemble des signaux issus du lien patient-serveur.

30– La base de données images : la base de données images est une base de données technique pour pouvoir soutenir le personnel médical dans l’action de diagnostic (comparaison, recherche d’images radios).

31À l’heure actuelle, un certain nombre de briques de bases ont été réalisées :

32– Le serveur, entre autres, a vu son architecture de base définie et les premiers éléments d’identification et de services mis en place.

33– L’aide à la prescription a été décrite et implantée.

34– La base de donnée Image a également été étudiée et plusieurs versions de réalisation ont été proposées.

35– La description fonctionnelle et une première implémentation de la base de données patients ont également été testées.

VALORISATION ET MISE EN PLACE DES ACTIONS DE POURSUITE POUR LE PROJET MÉDIVILLE

36Le sous-projet Médiville, grâce à la réalisation de sa plate-forme de démonstration et à l’expérience acquise dans le domaine de la télésurveillance, va se poursuivre dans le cadre d’un nouveau projet nommé « TelePat » financé par le Ministère de la Recherche, en réponse à l’appel d’offres RNTS 2003.

37Ce nouveau projet s’appuiera intégralement, d’une part, sur la base technique de Médiville (système de télésurveillance mobile à domicile et serveur distant centralisé) qu’il fera évoluer pour une évaluation en milieu médical réel, d’autre part, sur le partenariat actuel de Médiville, à savoir l’ESIEE, l’ISTM et l’INT, complété par le concours de nouveaux partenaires tels que le SAMU-92 (à Garches), l’INSERM à Toulouse et le MEDIAG, société commercialisant un système de mesure d’ECG pour le patient à domicile (gamme Visiocor ©).

38Dans le cadre du projet TelePat seront effectuées :

  • Une évaluation de la plate-forme actuelle Médiville adaptée et complétée par sa combinaison avec un système de localisation du patient basé sur des capteurs IR fixes (développé par notre futur partenaire INSERM), ceci visant à rendre plus robuste la décision de détection de chute du patient.
  • Une partie exploratoire sur l’étude de l’évolution de la partie radio du système actuel vers des réseaux actuels émergents de type Bluetooth, Wi-Fi ou UWB, et également sur la gestion optimale de la qualité de service du réseau de télésurveillance (QoS).

39Les expérimentations en matière d’ergonomie et d’usages du système, ainsi que des campagnes de validation en collaboration avec le projet AILISA (Faculté de Médecine, Grenoble) seront également effectuées dans le cadre de ce nouveau projet.

AUTOMOVILLE

MÉTHODOLOGIE

40La méthodologie mise en œuvre a été la suivante :

Constitution du réseau de partenaires et établissement de contacts avec les acteurs du domaine

41Finalisation de la définition du service : analyse des besoins, définition des scénarios d’usage et spécification de l’interface utilisateur

42Nous avons fait un recensement des systèmes en cours de développement pour l’assistance aux personnes aveugles et des systèmes en fonctionnement dans diverses entreprises (Transports, Musées, Services…). Nous avons cherché à connaître les attentes envers la fonction globale de localisation ou navigation. Ceci a été mené par le biais d’entretiens auprès d’une vingtaine de sociétés ayant déployé un tel système ou développant des systèmes utilisés par les aveugles tels que PDA de la société Parrot et par la participation à une étude de l’Institut de la Ville en Mouvement sur l’aide à la mobilité des personnes aveugles.

43Parmi les nouveaux besoins exprimés, beaucoup concernaient l’amélioration de systèmes existants en particulier autour du GPS (Global Positioning System). La couverture de ce dernier est un des points clés sur lequel de très nombreux interlocuteurs ont mis l’accent. En ce sens il a semblé intéressant de travailler sur la localisation non seulement en extérieur mais aussi en intérieur. La continuité de la disponibilité de la fonction de localisation est une demande forte. Ceci se vérifie également au niveau plus global des futurs services géolocalisés que les opérateurs de télécommunication par exemple tentent actuellement de mettre en place. De plus, les raisons menant à ces nouveaux besoins sont relativement diverses et laissent donc espérer un marché assez large.

44L’ESIEE et le LEI ont travaillé sur le déplacement en extérieur, le LEI sur l’analyse des besoins et la définition des scénarios d’usage dans le cadre des déplacements extérieurs et l’ESIEE sur les aspects techniques. L’INT s’est intéressé aux déplacements en intérieur et à la continuité de la disponibilité de la fonction de localisation.

Développement de prototypes et maquettage logiciel de l’interface utilisateur

45Mise en place d’actions pour la poursuite et la valorisation du projet

BILAN DES PRINCIPALES ACTIONS

Bilan des technologies utilisables et permettant l’aide au déplacement des personnes aveugles et mal-voyantes

46Différentes technologies de l’information et de la communication sont utilisables pour le développement de systèmes d’aide au déplacement des aveugles : systèmes de localisation par satellites de type GPS, système de localisation dans les bâtiments, systèmes de communications mobiles et réseaux locaux sans fil, informatique portable et nomade, logiciels et bases de données de cartographies, interfaces homme-machine et interfaces vocales.

Expérimentation et évaluation d’un premier système permettant la localisation et le guidage par GPS destiné aux piétons en extérieur

47Un premier démonstrateur a été développé sur mini-PC. Il intègre un GPS, la synthèse vocale Elan, la reconnaissance vocale IBM, une base de données géographique et le logiciel de navigation ArcView®. Il peut informer vocalement l’utilisateur de sa position (noms de rue) et calculer un itinéraire entre le point de destination donné par l’utilisateur et son point de départ. L’entrée de commandes ou de données par l’utilisateur peut utiliser la reconnaissance ou un clavier à cinq touches. Une nouvelle version de démonstrateur est en cours de développement sur un PDA (Personal Digital Assitant). Étant donné la limitation des ressources des PDA, il n’est pas envisagé d’utiliser la reconnaissance de parole.

48Nous avons de plus évalué un système de capteurs permettant de palier les limitations du GPS pour un usage piéton.

Localisation à l’intérieur des bâtiments

49La solution technique est fondée sur l’utilisation d’un moyen unique de positionnement, tant en extérieur qu’en intérieur : un système de positionnement par satellite. L’ensemble de l’infrastructure nécessaire à la mise en œuvre de ces approches a été réalisé sous la forme d’assemblage de composants de base, nous fournissant ainsi une maquette de test. Les premiers résultats laissent apparaître de très bonnes performances, avec une précision de localisation en intérieur comprise entre un et deux mètres.

Analyse des scénarios d’utilisation, interface utilisateur

50L’analyse approfondie des usages nous a permis de prendre en compte le comportement de l’utilisateur pour le développement d’une interface utilisateur intuitive et la structuration de l’application logicielle. Nous avons particulièrement étudié l’ergonomie de l’interface et le contenu des messages à délivrer.

51Nous avons effectué une maquette logicielle de l’interface utilisateur mobilisant la synthèse vocale et réalisé un clavier de commande spécifique.

52De plus, si on n’utilise pas la reconnaissance vocale, dans l’application d’aide au guidage, il faut imaginer une façon d’indiquer au dispositif une destination de trajet sans utiliser de clavier alphanumérique. Nous avons proposé une approche de ce problème qui pourra être testée dans les suites du projet.

MISE EN PLACE D’ACTIONS DE POURSUITE DU PROJET AUTOMOVILLE

Trois dossiers

53Pour prolonger les travaux entrepris dans Automoville, nous avons déposé trois dossiers :

  • Deux dans le cadre du programme PREDIT (AIDA et RAMPE), un au dernier appel du RNRT (AMMAM). Les projets AIDA et AMMAM n’ont pas été retenus. Le projet RAMPE a été labellisé par le PREDIT et a démarré en janvier 2004.
  • Projet RAMPE (PREDIT) : Référentiel d’Assistance à la Mobilité dans les Pôles d’Échanges. Objet : concevoir, développer et expérimenter un dispositif actif et interactif d’assistance et d’information aux voyageurs particulièrement destiné aux personnes aveugles. Ce dispositif devrait équiper les points d’arrêt des transports collectifs (bus, tramway) ou être installé dans un pôle d’échanges. Partenaires : ESIEE, société Lumiplan, LEI.

Collaborations et prolongements

54Les résultats encourageants obtenus pour la localisation en intérieur ont déjà débouché sur des collaborations industrielles de faibles envergures, mais nous permettant de poursuivre nos travaux dans de bonnes conditions. De plus, le Groupe des Écoles des Télécommunications, a mis en place en 2004 un projet de géolocalisation en intérieur (GéoLoc-Int) permettant là encore d’accroître la visibilité de ce domaine. Les divers contacts en cours nous permettent d’espérer participer à des contrats du 6e PCRD dans le cadre de GALILEO, le futur système de localisation par satellites de la communauté européenne.

VALORISATION

55Publications dans des revues

56Eksler V., Baudoin G., Villegas M., (2002), « Location and navigation system for visually impaired », Internet Journal ElectronicLetters.com, novembre 2002.

57Conférences avec Actes

58Andreao R., Dorizzi B., Boudy J., Mota J.-C., (2003), « Transformée en ondelettes et modèle de Markov cachés pour la segmentation automatique du signal ECG », Colloque GRETSI, France, septembre 2003.

59Caratori J., François M., Samama N., (2002), « Universal Positioning Theory Based on Global Positioning System-Upgrade », InLoc2002, Allemagne, juillet 2002.

60Caratori J., François M., Samama N., (2002), « Universal Positioning Theory Based on Global Positioning System (UPGRADE) – Details For The RnS Approach », NavSat2002, France, novembre 2002.

61Caratori J., François M., Samama N., (2003), « UPGRADE : Towards a Universal Positioning System ? », GPS2003, USA, septembre 2003.

62Dorizzi B., Baldinger J.L., Andreao R., Boudy J., (2003), « Système de Télésurveillance de patients à domicile – Projet Médiville », 2e Workshop Maison Intelligente et Dépendance, organisé par l’INT, février 2003.

63Salman D., Rocaries F., Hamam Y., Lacombe A., (2003), « Telemedecine tools for practioners and home hospitalisation », Colloque BIOMEDSIM, Li-ban, mai 2003.

64Rapports

65Baudoin G., Villegas M., (2001), Rapport d’expertise « aide à la mobilité des aveugles et malvoyants, technologie en cours d’expérimentation ou potentiellement intéressantes », IVM.

66Rapports de fin de projet ACI Ville : Automoville et Médiville.

67Participation à des ateliers et des groupes de travail

68Baudoin G., Villegas M., (2001), « Les nouvelles technologies de localisation et de navigation pour l’aide au déplacement des aveugles et malvoyants », Atelier Mobilité urbaine et autonomie des personnes aveugles et malvoyantes organisé par l’IVM, Paris, avril 2001.

69Participation au Groupe Franco-Suédois de télémédecine : groupe de discussion sur les applications de la télémédecine et recherche de coopération avec la Suède, lancé par l’Association franco-suédoise pour la Recherche, École des Mines de Paris, septembre-octobre 2002.

70Participations aux réunions de la SET (Société Européenne de Télémédecine) à l’École de Médecine de Paris, de janvier 2002 à septembre 2003.

71Autres résultats

72Réalisation d’un CD interactif pour le projet Médiville.

73Plateforme de démonstration Médiville.

74Prototypes et maquette logicielle d’interface utilisateur Automoville.

75Prolongements

76Projet RNTS TELEPAT (octobre 2003-2005).

77Projet PREDIT RAMPE (janvier 2004-2005).

Notes

1 Professeur en télécommunications à l’ESIEE, directrice de recherche.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 – Plateforme de traitement de signaux ECG.
URL http://books.openedition.org/pufr/docannexe/image/511/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 70k
Légende Fig. 2 – Architecture logicielle générale, services présents au poste central.
URL http://books.openedition.org/pufr/docannexe/image/511/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 72k

Auteur

Responsable scientifique

Équipe : Martine Villegas, Yskandar Hamam, François Rocaries (ESIEE) ; Nel Samama, Jean-Louis Baldinger, Jérôme Boudy, Bernadette Dorizzi, Jean-Pierre Levrey, Christian Perpère, Rodrigo Andreao (doctorant), François Delavault (INT, Laboratoire EPH électronique et Physique, Évry) ; Gérard Uzan (Université de Paris 5, LEI Laboratoire d’Ergonomie Informatique) ; Odile Picon (Université de Marne-la-Vallée, équipe ESYCOM EA2552) ; Alain Lacombe (ISTM, Noisy-le-Grand).


mailto:g.baudoin@esiee.fr
ESIEE – Laboratoire Signaux et Télécommunications
Équipe ESYCOM EA2552
Cité Descartes
BP 99
93162 Noisy-le-Grand Cedex
Tél. : 01 45 92 66 46

© Presses universitaires François-Rabelais, 2006

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