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Coordonné par Bosch Sensortec, ce projet bénéficie d'un financement de 15 millions d'euros de la part d'organismes nationaux au sein du cluster européen EUREKA Xecs.
Communiqué de presse conjoint du consortium SensorTech4Health
Le texte suivant a été traduit automatiquement de l'allemand et n'a pas été post-édité.
Compter ses pas, mesurer son pouls ou la durée de son sommeil : nombreux sont ceux qui connaissent et utilisent ces fonctionnalités proposées par les applications pour smartphone et les trackers d’activité, qui permettent de savoir si l’on atteint les objectifs que l’on s’est fixés. Pour évaluer en continu si une personne mène une vie saine, ces mesures sont toutefois trop incomplètes et trop disparates. C’est là qu’intervient le projet international « SensorTech4Health » : il vise à développer des systèmes d’assistance destinés à la prévention sanitaire, qui permettent de mener une vie autonome le plus longtemps possible chez soi.
« Nous voulons faire des capteurs non seulement des composants techniques, mais aussi des compagnons bienveillants pour une vie plus saine », explique le Dr Stefan Finkbeiner, PDG de Bosch Sensortec. « Notre objectif est d’améliorer durablement la qualité de vie des personnes grâce à une technologie de capteurs intelligente qui s’intègre naturellement au quotidien. En mettant la prévention au cœur de nos préoccupations, nous permettons aux personnes de rester en forme et de mener une vie autonome plus longtemps. Nous redéfinissons ainsi l’avenir de la prévention en matière de santé « », ajoute M. Finkbeiner.
Les nouveaux systèmes d’assistance seront conçus sur mesure pour leurs utilisateurs et intégreront tous les logiciels intelligents nécessaires pour garantir une utilisation simple et intuitive. Huit entreprises industrielles internationales collaborent à ce projet avec les équipes de recherche sur le sommeil de l’hôpital universitaire de Fribourg et de l’Institut national de santé mentale en République tchèque, ainsi qu’avec les experts en capteurs de gaz de l’Université de la Sarre. Bosch Sensortec a pris en charge la coordination de l’ensemble du projet. La recherche doit déboucher directement sur des produits industriels commercialisables.
Odeurs, bruits et IA : des systèmes d’assistance pour une société en meilleure santé
Détecter précocement les risques pour la santé et les prévenir n’est pas seulement important pour chaque individu. Dans une société vieillissante, où les traitements et les soins sont coûteux et où la main-d’œuvre dans le secteur de la santé se fait rare, le fait que de nombreuses personnes passent à côté de la possibilité de rester en bonne forme physique à long terme constitue un facteur grave. En surveillant sa santé, son niveau de stress et ses habitudes de sommeil, chacun peut préserver plus longtemps sa qualité de vie et éviter des coûts élevés au système de santé. Dans ce contexte, le projet vise à développer des systèmes d’assistance intelligents qui contribuent à un mode de vie sain, au bien-être et à la sécurité.
Pour ce faire, ces systèmes devront collecter des informations de santé dans un environnement tel qu’un logement, une chambre d’hôpital ou même directement sur le corps. La technologie devra apprendre à « comprendre » ces données et, à l’aide de méthodes d’apprentissage automatique, les mettre en relation avec une situation donnée afin de déclencher ou de proposer des mesures appropriées – ne serait-ce que d’aérer lorsque l’air est vicié. « L’objectif est de développer des solutions techniques accessibles à tous. Cela va des jeunes, pour les aider à adopter un mode de vie sain, jusqu’aux personnes âgées, aux personnes dépendantes et aux malades chroniques dans leur environnement domestique », explique Christian Bur, ingénieur chercheur post-doctoral à l’Université de la Sarre, qui participe à ces recherches.
Les partenaires issus des milieux scientifiques et économiques développent divers types d’appareils qui surveillent de manière automatisée et discrète la qualité du sommeil, le niveau de stress et les paramètres de santé. « Ces appareils disposeront de fonctionnalités totalement inédites. Les systèmes devront notamment détecter les émanations corporelles et les gaz respiratoires, ainsi que les composés organiques volatils. Grâce à l’intelligence artificielle et à des algorithmes adaptés , ces valeurs mesurées seront mises en relation avec celles d’autres capteurs », explique l’expert en capteurs de gaz.
Aider sans regarder : la protection des données comme principe de conception
Les partenaires développent des systèmes d'assistance pouvant être intégrés dans un environnement domotique. Une telle technologie pourrait contribuer à permettre aux personnes de rester plus longtemps autonomes chez elles. À l'aide de méthodes d'apprentissage automatique, un tel assistant pourrait, par exemple, déduire, à partir de bruits et d'odeurs caractéristiques, si quelqu'un est présent dans l'appartement et est en train de cuisiner – et donc si tout va bien. « C’est la combinaison de capteurs de gaz, qui détectent certaines substances dans l’air, et de microphones qui rend cela possible. Les microphones n’enregistrent pas la parole, mais transforment les ondes sonores en signaux électriques grâce aux variations de pression sur une membrane microscopique. Les valeurs de mesure individuelles et les données brutes ne sont pas très significatives en elles-mêmes. Mais lorsque nous combinons les données issues de plusieurs types de capteurs et de mesures, et que nous les analysons à l’aide de méthodes d’intelligence artificielle, nous obtenons une technologie d’assistance d’un genre nouveau », explique Christian Bur.
Le consortium veille tout particulièrement à ce que les systèmes ne portent pas atteinte à la vie privée et soient conformes à la protection des données. « Les systèmes s’appuieront uniquement sur des capteurs de gaz et des microphones qui, sans reconnaissance vocale, se contenteront de capter les sons. Ils ne disposeront d’aucune caméra capable de filmer et ne téléchargeront ni n’enverront aucune donnée vers un cloud. Le traitement des signaux s’effectuera exclusivement en local, au sein même des appareils », explique M. Bur. La technologie est conçue pour fonctionner discrètement, automatiquement et en toute sécurité en arrière-plan, sans qu’il soit nécessaire d’appuyer sur des boutons.
De nouveaux systèmes d’assistance, notamment pour les personnes malentendantes
Outre les systèmes destinés à la maison connectée, des appareils intelligents devraient voir le jour, que l'on pourra par exemple poser sur sa table de chevet. Des systèmes de capteurs de gaz devraient même être intégrés dans des textiles intelligents, tels que les draps, afin de surveiller en permanence les paramètres de santé des personnes dépendantes ou malades, sans les déranger. Étant donné que la perte auditive augmente le risque de démence, des recherches sont menées sur des systèmes d'assistance destinés à faciliter l'écoute. Des implants cochléaires intelligents devraient être développés, offrant des performances accrues grâce à des microphones améliorés. D’autres produits électroniques destinés à l’aide auditive devraient lutter contre la perte auditive et améliorer la qualité de vie , par exemple en filtrant les bruits de fond gênants et en rendant ainsi les conversations plus intelligibles.
La détection par capteurs de gaz permet d’identifier des molécules individuelles parmi des milliards de molécules d’air
L’un des objectifs centraux du projet est de surveiller la santé et le bien-être à l’aide d’une technologie innovante de capteurs de gaz. Pour ce faire, les chercheurs exploitent un phénomène particulier : « Un organisme produit en permanence des métabolites que la peau et l’air expiré rejettent dans l’environnement », explique Christian Bur, qui mène des recherches en tant que candidat à l’habilitation à la chaire de métrologie de Sarrebruck au sein de l’équipe du professeur Andreas Schütze et dirige le domaine des capteurs de gaz médicaux. Ces « cocktails » de molécules qui se diffusent dans l’air sont très caractéristiques, mais la plupart du temps imperceptibles pour le nez humain. Christian Bur mène des recherches sur des systèmes de capteurs de gaz capables de détecter ces composés organiques volatils avec une précision toujours plus grande.
Ces systèmes collectent les substances présentes dans l'air ambiant et les identifient grâce à l'intelligence artificielle – un véritable défi, car le mélange de substances doit être isolé à très faibles concentrations parmi une infinité de particules constituant le mélange air-gaz. Christian Bur est spécialiste des systèmes de capteurs de gaz médicaux et des méthodes d’apprentissage automatique associées. Avec son équipe, il détecte les traces les plus infimes de ces substances dans l’air. Ces « organes sensoriels » techniques repèrent, dans l’univers de l’air ambiant, des molécules individuelles parmi des milliards d’autres particules et mesurent leur concentration. Grâce à des méthodes d’apprentissage automatique basées sur les données des capteurs, les systèmes identifient les substances. « En collaboration avec des entreprises partenaires, nous développons dans le cadre de ce projet des systèmes dotés de couches de capteurs de gaz innovantes, qui mesurent en continu et avec une grande sensibilité la concentration de certaines substances. Nous utilisons des capteurs de gaz à semi-conducteurs à base d’oxyde métallique », explique Christian Bur. 1,2 million d’euros sont alloués à l’Université de la Sarre dans le cadre de ce projet.
Projet SensorTech4Health
Le projet international « Projet de recherche collaborative : technologies de capteurs microélectroniques pour la prévention sanitaire personnalisée – SensorTech4Health2030 », dans le domaine de la santé numérique, bénéficie d’un financement d’environ 15 millions d’euros accordé par les ministères nationaux dans le cadre du cluster EUREKA Xecs. Le ministère fédéral allemand de la Recherche, de la Technologie et de l’Espace soutient les partenaires allemands par l’intermédiaire de la société VDI/VDE Innovation + Technik GmbH.
Les partenaires industriels sont Bosch Sensortec (Allemagne), Robert Bosch GmbH (Bosch Corporate Research, Allemagne), Robert Bosch Oy (Finlande), Intervall Beratung GmbH (Allemagne), Cochlear Technology Center (Belgique), VS Particle (Pays-Bas), Sintex (République tchèque) et PulseOn (Finlande). Les partenaires universitaires sont le Centre hospitalier universitaire de Fribourg, l'Université de la Sarre (Allemagne) et l'Institut national de santé mentale (République tchèque).
Pour toute question, veuillez contacter :
Dr Christian Bur : Tél. : 0681/302 2256, e-mail : c.bur(at)lmt.uni-saarland.de
Pour plus d'informations : https://sensortech4health.eu
