Cuillère intelligente d'assistance pour patients atteints de Parkinson

Composants et fournitures

Composant	Quantité
Shield idIoTware	1
Micro-servomoteur SG90	1
Unité de mesure inertielle (IMU) 6 degrés de liberté	1
Arduino UNO	1

Outils et machines nécessaires

• Imprimante 3D (générique)

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos de ce projet

Vue d'ensemble

La maladie de Parkinson est un trouble progressif du système nerveux qui affecte le mouvement. Les symptômes commencent progressivement, parfois par un tremblement à peine perceptible dans une seule main. Les tremblements sont fréquents, mais le trouble cause également raideur et ralentissement des mouvements.

Aux stades précoces, le visage peut montrer peu ou pas d'expression. Les bras ne se balancent pas en marchant. La parole peut devenir douce ou traînante. Les symptômes s'aggravent au fil du temps.

Bien que la maladie de Parkinson ne puisse pas être guérie, les médicaments peuvent améliorer significativement les symptômes. Parfois, une chirurgie est suggérée pour réguler certaines régions du cerveau.

Symptômes

Les signes et symptômes varient selon les personnes. Les premiers signes peuvent être légers et passer inaperçus. Les symptômes commencent souvent d'un côté du corps et restent plus prononcés de ce côté, même après qu'ils affectent les deux côtés.

• Tremblement. Généralement commence dans un membre, souvent la main ou les doigts. Frottement pouce-index (tremblement de "roulement de pilule"). Tremblement au repos.
• Mouvement ralenti (bradykinésie). Rend les tâches simples difficiles et longues. Pas plus courts, difficulté à se lever, traînement des pieds.
• Muscles rigides. Raideur douloureuse limitant l'amplitude des mouvements.
• Posture et équilibre altérés. Posture voûtée, problèmes d'équilibre.
• Perte des mouvements automatiques. Diminution des clignements, sourires, balancement des bras en marchant.
• Changements de la parole. Parole douce, rapide, traînante, hésitante, monotone.
• Changements de l'écriture. Difficulté à écrire, écriture petite.

Référence : Mayo Clinic

Inspiration du projet

Nous avons été grandement inspirés par Liftware Steady (site officiel), un produit commercial pour cet usage. Notre objectif était de comprendre la dynamique du système et les enseignements tirés de la construction d'un projet similaire avec des composants standards.

Idée de conception initiale

Nous avons vite réalisé que ce serait un projet difficile, nous plongeant dans le contrôle de mouvement, la physique et les mathématiques 3D. Ce projet nous a permis de mettre la théorie en pratique.

La conception devait être tenue en main et compenser les tremblements pour stabiliser une cuillère à l'extrémité du prototype.

Il était évident qu'il fallait un capteur mesurant l'inclinaison, l'accélération, relative et absolue. Le MPU6050 d'InvenSense, que nous connaissions, offrait la réponse dynamique souhaitée.

Pour bouger la cuillère assez vite et précisément, un servomoteur de modélisme semblait approprié : réponse rapide et bon couple.

En tant que fabricants du shield Idiotware, son utilisation était naturelle pour démarrer rapidement avec tout le câblage et la configuration matérielle.

Étapes de construction du projet

Démonstration

En quelques jours, nous avons d'abord déterminé les valeurs du capteur MPU6050, puis construit un mécanisme de rotation biaxe personnalisé utilisant deux servomoteurs (dont les axes étaient placés orthogonaux) et quelques pièces imprimées en 3D.

Perspectives d'avenir

Nos questions initiales ont trouvé des réponses dans notre premier prototype. Certaines de nos hypothèses sur la vitesse et la réactivité étaient proches de la réalité.

• Rendre le prototype encore plus petit en utilisant un ATtiny/ATmega328 nu sur PCB, avec câblage manuel
• Fixer les servos plus près
• Ajouter une batterie 18650 pour l'alimentation

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Code

Cuillère pour patients Parkinson

Code pour technologie d'assistance : GitHub