Qu’elles soient intégrées à un système domotique ou portées discrètement, ces nouvelles technologies visent à surveiller la santé et le bien-être et à améliorer la qualité de vie. Face au vieillissement de la population et à l’augmentation des coûts de santé, le projet met l’accent sur la prévention afin d’aider les personnes à rester en forme et autonomes plus longtemps. Bosch Sensortec coordonne ce projet, qui a bénéficié d’un financement de 15 millions d’euros de la part d’organismes nationaux de financement au sein du cluster EUREKA Xecs.
Pour beaucoup, les applications pour smartphones ou les traqueurs d’activité qui les aident à atteindre leurs objectifs – tels que les podomètres ou les appareils qui suivent la fréquence cardiaque et la qualité du sommeil – font désormais partie du quotidien. Cependant, ces données étant incomplètes et décontextualisées, elles ne suffisent pas à assurer un suivi régulier de la santé et du bien-être. C’est là qu’intervient SensorTech4Health. Ce projet international vise à développer des technologies de santé préventive qui permettront aux personnes de continuer à vivre de manière autonome chez elles plus longtemps.
« Notre objectif est de développer des capteurs qui soient plus que de simples composants techniques : ils agiront comme de véritables compagnons attentifs, aidant les personnes à mener une vie plus saine », explique le Dr Stefan Finkbeiner, directeur général de Bosch Sensortec. « Notre objectif est d’utiliser une technologie de capteurs intelligents qui s’intègre naturellement au quotidien afin d’améliorer durablement la qualité de vie des personnes. En privilégiant la prévention, nous leur permettons de préserver leur forme physique et leur autonomie plus longtemps. Avec ce projet, nous façonnons l’avenir de la médecine préventive», déclare Finkbeiner.
Les nouveaux systèmes d'assistance seront conçus en fonction des besoins des utilisateurs, grâce à une technologie intelligente qui garantira une utilisation simple et intuitive. Huit entreprises internationales collaborent avec des équipes de recherche sur le sommeil du Centre médical universitaire de Fribourg et de l'Institut national tchèque de la santé mentale, ainsi qu'avec des experts en capteurs de gaz de l'Université de la Sarre. Ce projet, coordonné par Bosch Sensortec, vise à développer des produits commercialisables.
Odeurs, sons et intelligence artificielle : des systèmes d'assistance pour une société plus saine
Détecter précocement les risques pour la santé est crucial, non seulement pour les individus, mais aussi dans une société vieillissante où les soins de santé sont limités et les traitements onéreux. Ne pas pouvoir rester en bonne santé plus longtemps a des conséquences importantes. Le suivi du stress, des habitudes de sommeil et de l'état de santé général permet de maintenir une bonne qualité de vie plus longtemps, tout en évitant une surcharge coûteuse du système de santé. Le projet SensorTech4Health s'attaque de front à ces enjeux en concevant des systèmes d'assistance intelligents qui favorisent des modes de vie plus sains, le bien-être et la sécurité.
Les nouvelles technologies exploiteront les informations provenant de l'environnement de l'utilisateur (son domicile, sa chambre d'hôpital, etc.) ou directement de son corps pour surveiller sa santé. Grâce à l'apprentissage automatique, ces technologies innovantes apprendront à « comprendre » ces données et à les contextualiser, permettant ainsi aux appareils de prendre ou de suggérer des mesures appropriées, même aussi simples qu'ouvrir les fenêtres d'une pièce mal aérée. « Nous développons des solutions techniques pour tous, à domicile, des jeunes souhaitant adopter un mode de vie sain aux personnes âgées, aux personnes dépendantes et aux personnes atteintes de maladies chroniques », explique le Dr Christian Bur, chercheur principal du projet à l'Université de la Sarre.
Des partenaires académiques et industriels développent une gamme d'appareils variés qui surveillent automatiquement et discrètement la qualité du sommeil, le stress et d'autres indicateurs de santé. « Ces appareils auront des fonctions inédites ; par exemple, la capacité d'analyser les odeurs corporelles, l'haleine et les composés organiques volatils. » « Les indicateurs mesurés par les différents capteurs seront analysés conjointement et contextualisés grâce à l'intelligence artificielle et à des algorithmes adaptés », explique l'expert en capteurs de gaz.
Respect de la vie privée dès la conception.
Les partenaires développent des assistants intégrables aux systèmes de maison connectée, permettant ainsi aux personnes de continuer à vivre de manière autonome chez elles. L'équipe souhaite concevoir des assistants capables d'utiliser l'apprentissage automatique pour surveiller le bien-être des utilisateurs, par exemple en détectant qu'une personne cuisine à la maison, signe que tout va bien. « Ceci serait possible grâce à une combinaison de microphones et de capteurs de gaz qui détectent certaines substances dans l'air. Les microphones n'enregistrent pas la parole ; ils transforment le son en signaux électriques par variation de pression sur une membrane microscopique. Les indicateurs isolés et les données brutes ne sont pas très révélateurs. Mais en combinant les indicateurs et les données provenant de différents types de capteurs et en utilisant l'intelligence artificielle pour l'analyse, nous sommes en mesure de créer une technologie d'assistance novatrice », explique Bur.
Pour l'équipe, il est primordial que ces systèmes respectent la vie privée des utilisateurs et que la sécurité des données soit garantie. « Les systèmes sont équipés de capteurs de gaz et de microphones qui enregistrent exclusivement le son, sans aucune technologie de reconnaissance vocale. » Les systèmes ne comporteront pas de caméras et ne stockeront ni n'enverront de données vers le cloud. « Le traitement du signal sera effectué localement sur les appareils eux-mêmes », explique Bur. Cette technologie est conçue pour fonctionner discrètement, automatiquement et en toute sécurité en arrière-plan, sans que les utilisateurs aient à appuyer sur aucun bouton pour contrôler les appareils.
Nouveaux systèmes d'assistance auditive et bien plus encore.
Le groupe vise à concevoir des technologies d'assistance non seulement intégrables aux maisons intelligentes, mais aussi si petites que les utilisateurs puissent les poser sur leur table de chevet. Le consortium prévoit même d'intégrer des capteurs de gaz dans des textiles intelligents, comme les draps, permettant ainsi une surveillance constante et non invasive des indicateurs de santé des personnes malades ou nécessitant des soins. La perte auditive accroît le risque de démence, ce qui souligne l'importance de la recherche sur les systèmes d'assistance auditive. Le consortium entend développer des implants cochléaires dotés de microphones améliorés, optimisant ainsi leurs performances. Il prévoit également de développer d'autres produits électroniques favorisant l'audition et améliorant la qualité de vie des personnes malentendantes ; par exemple, en atténuant les bruits de fond parasites, ce qui faciliterait la compréhension des conversations.
Les capteurs de gaz détectent des molécules individuelles parmi des milliards
L'un des principaux objectifs du projet est de promouvoir la santé et le bien-être grâce à de nouvelles technologies de capteurs de gaz. Pour ce faire, les chercheurs exploitent un phénomène spécifique qui se produit dans le corps. « Le corps produit constamment des déchets métaboliques qui sont rejetés dans l'environnement par la peau et la respiration », explique Christian Bur, chercheur postdoctoral et responsable de l'équipe de recherche sur les capteurs de gaz médicaux au sein du groupe de recherche « Technologies de mesure » d'Andreas Schütze, à l'Université de la Sarre. Les composés moléculaires que le corps libère dans l'air possèdent des caractéristiques distinctives, bien que nous ne puissions généralement pas les sentir. Christian Bur développe des systèmes de capteurs de gaz capables de mesurer avec précision ces composés organiques volatils.
Ces systèmes captent les substances présentes dans l'air et les identifient grâce à l'intelligence artificielle. Filtrer ces substances représente un véritable défi, car elles ne constituent qu'une infime fraction de l'air ambiant, ce qui signifie qu'elles doivent être séparées d'une quantité quasi infinie de particules en suspension. Christian Bur est spécialisé dans ce type de système de capteurs de gaz et dans les approches d'apprentissage automatique associées. Les systèmes développés par Bur et son équipe fonctionnent comme des organes sensoriels de haute technologie, isolant des molécules individuelles parmi des milliards présentes dans une pièce et mesurant leur concentration. Grâce à des techniques d'apprentissage automatique et aux données collectées par les capteurs, les systèmes sont capables d'identifier les composés. « Nous collaborons avec nos partenaires industriels pour développer des systèmes dotés de nouvelles couches de capteurs de gaz, capables de mesurer en continu et avec une très grande précision la concentration de substances spécifiques, grâce à des capteurs de gaz à semi-conducteurs à oxyde métallique », explique Bur. L'Université de la Sarre recevra 1,2 million d'euros pour financer ce projet.
Projet : SensorTech4Health
Le projet SensorTech4Health réunit des partenaires du monde académique et industriel dans le domaine de la santé numérique. Cette collaboration internationale a bénéficié d'un financement de 15 millions d'euros de la part d'organismes nationaux au sein du cluster EUREKA Xecs. Les partenaires allemands du projet ont reçu un financement du ministère fédéral de la Recherche, de la Technologie et de l'Espace, par l'intermédiaire de VDI/VDE Innovation + Technik GmbH.
Les partenaires industriels participant au projet sont Bosch Sensortec (Allemagne), Robert Bosch GmbH (Bosch Corporate Research, Allemagne), Robert Bosch Oy (Finlande), Intervall Beratung GmbH (Allemagne), le Centre technologique Cochlear (Belgique), VS Particle (Pays-Bas), Sintex (République tchèque) et PulseOn (Finlande). Les partenaires académiques sont le Centre hospitalier universitaire de Fribourg-en-Brisgau (Allemagne), l'Université de la Sarre (Allemagne) et l'Institut national de la santé mentale (République tchèque).
