Le mouvement des opérateurs est une donnée essentielle pour prévenir les TMS, notamment en ergonomie physique où l’on analyse la relation entre l’activité et l’anatomie des personnes concernées. Afin de mesurer ces mouvements, les ergonomes et les préventeurs ont le choix entre des outils traditionnels ou des outils plus innovants,  comme la vision par ordinateur ou encore l’emploi de capteurs.

Chez Moovency, nous tenions à offrir le meilleur à nos clients et à choisir la solution la plus optimale. Celle qui saura allier simplicité, robustesse et précision. Après de nombreuses études et recherches, le constat était clair… Et c’est ainsi que l’idée des gants connectés est née. Explications.

Vision par ordinateur VS capteurs :
quel est le meilleur outil ?

Avant d’entrer dans le vif du sujet – les gants connectés –, il est important de faire un point sur les deux méthodes de mesure dont nous parlions un peu plus tôt : la vision par ordinateur VS les capteurs, et plus particulièrement les capteurs inertiels.

La vision par ordinateur

C’est un dispositif assez facile d’utilisation, mais qui relève d’une technologie très pointue. Pour faire simple, la vision par ordinateur permet à la machine de repérer les opérateurs dans des images captées par une caméra. La vision par ordinateur interprète ces images et détermine les positions des articulations des opérateurs, en 3D.

C’est un dispositif pratique pour les ergonomes et les préventeurs. Ils doivent uniquement filmer l’opérateur en pleine action, sans le déranger dans son travail.

Néanmoins, la vision par ordinateur a ses limites. En effet, les mains sont difficilement observables de façon continue avec une caméra. Étant souvent en interaction avec un produit ou un outil, il est difficile d’obtenir une mesure aussi précise que pour les autres parties du corps. 

Les capteurs inertiels

Les capteurs, quant à eux, relèvent d’une toute autre technologie – elle aussi très utilisée.  Ces capteurs souvent sans-fil permettent d’obtenir les orientations des parties du corps sur lesquelles ils sont attachés.

Ils intègrent un accéléromètre, un gyroscope et, souvent, un magnétomètre.

Schéma capteur inertiel

L’accéléromètre  permet de mesurer l’accélération du capteur. 

Le gyroscope, quant à lui, mesure la vitesse angulaire du capteur. Par exemple, le gyroscope est l’outil qui permet à nos téléphones de savoir s’ils sont en mode portrait ou en mode paysage.

A partir de ses deux grandeurs physiques, il est possible de calculer l’orientation du capteur. L’utilisation du gyroscope entraîne une erreur de dérive qui s’accentue au cours du temps.

Au fur et à mesure de son utilisation, il va se dérégler.

Pour pallier ce problème, le magnétomètre est souvent inclus dans le dans le capteur inertiel. Grâce au magnétisme, il situe le Nord et permet de corriger les erreurs inhérentes à l’utilisation du gyroscope. Néanmoins, le magnétomètre est très sensible aux interférences magnétiques et électriques… Ce qui devient une contrainte importante dans un environnement industriel.

Bien que les capteurs inertiels effacent le problème d’occultation de l’image rencontré avec la vision par ordinateur, ils font face à un autre inconvénient : ils sont contraignants et invasifs pour les opérateurs.

A l’image de cette danseuse, les capteurs inertiels sont placés sur tout le corps des opérateurs. Cela permet de le reconstruire dans sa globalité, sur ordinateur.
Aussi, les opérateurs peuvent également être amenés à enfiler une combinaison entière.

Dans les deux cas, cette solution n’est pas idéale puisque les opérateurs doivent sortir de la ligne de production.  Cela les sort de leur travail et leur fait perdre du temps… Ce qui peut générer frustration et incompréhension. 

Du côté employeur, c’est également un problème puisque quelques minutes perdues sur une ligne de production équivaut généralement à des milliers d’euros perdus.

Capteurs inertiels

Au-delà de la perte de temps, les ergonomes et préventeurs doivent également demander à l’opérateur de réaliser une série de postures pour que les capteurs puissent être calibrés. C’est un moment qui peut rapidement s’avérer être désagréable pour l’opérateur, car prendre des poses devant l’ensemble de ses collègues n’est pas du goût de tous.

Récapitulatif

Vision par ordinateur VS capteur inertiel

Le constat de Moovency

Chaque méthode apporte son lot d’avantages indéniable. Par sa simplicité d’utilisation et son aspect non-invasif pour les opérateurs, la vision par ordinateur tire son épingle du jeu. Néanmoins, la fiabilité des informations données par les capteurs et la possibilité d’avoir une vision globale du poste – qu’importe les occultations – sont également de réels atouts.

Chez Moovency, nous avons voulu prendre le meilleur des deux mondes. Nous souhaitions prendre tous les avantages des deux solutions, sans leurs inconvénients, afin de créer un outil de mesures précises et robustes.

C’est pourquoi nous avons conçu notre propre solution hybride, utilisant à 75% la vision par ordinateur et à 25% les capteurs, via nos gants connectés. 

Technologie de KIMEA

Pour la vision par ordinateur, nous utilisons une caméra de profondeur qui permet, grâce à des algorithmes exclusifs, d’obtenir les postures (en 3D et au cours du temps) d’une personne sur son poste de travail sans capteur ou marqueur sur le corps.

Et, en complément, nous avons imaginé les gants connectés, qui utilisent la technologie de centrale inertielle que nous avons évoqué dans cet article.

Focus sur les gants connectés

Des capteurs conçus spécialement pour l’industrie 

Nous l’avons vu plus tôt : le principal problème entraînant le manque de précision des capteurs inertiels est dû à la dérive du gyroscope. En sommes, l’erreur de mesure de ce composant a tendance à augmenter au cours du temps. 

Les capteurs inertiels sont généralement dotés d’un magnétomètre afin de corriger les dérives du gyroscope. Cependant, ce magnétomètre est très sensible et est perturbé par tout ce qui est magnétique et ferromagnétique… Ce que l’on trouve malheureusement très souvent dans les secteurs industriels.

Ainsi, les capteurs ne permettent généralement que de faire des captations d’environ deux minutes. Au-delà, il y a un dérèglement et les données sont faussées.

Temps de captation de KIMEA

Afin de pallier ce biais, nous avons développé nos propres centrales inertielles comprenant un algorithme unique de correction de la dérive du gyroscope.

Chaque recherche a été validée en laboratoire, afin de s’assurer de la fiabilité des résultats. Les capteurs ont été spécialement conçus pour KIMEA et permettent actuellement de faire des captations d’environ 30 minutes sans dérive.

Cette durée est idéale pour les ergonomes et préventeurs. Ainsi, ils peuvent analyser au mieux les postes de travail des opérateurs.

Notre mission étant de proposer les meilleures technologies pour nos clients, ces nouveaux capteurs vont contribuer à placer Moovency et le système KIMEA comme étant le dispositif de référence pour l’évaluation des sollicitations biomécaniques en ergonomie. 

Les poignets, nerf de la guerre contre les TMS

« En échangeant avec les premiers clients, issus de différents secteurs agroalimentaires et industriels, nous avons constaté un besoin important de précision de la mesure au niveau des poignets, une articulation qui est très sollicitée dans le travail manuel » explique le Dr. Pierre Plantard, co-fondateur de Moovency.

En effet, de nombreux opérateurs en agroalimentaire sont touchés par le syndrome du canal carpien. Nous souhaitions un système résistant aux occultations pour cette articulation. C’est pourquoi nous avons décidé d’ajouter des capteurs au niveau des poignets afin de mesurer continuellement cette partie du corps.

Il est important de souligner que, toutes activités confondues, l’articulation du poignet réalise des mouvements fins

Ses scores varient donc beaucoup, malgré de faibles amplitudes. Il est d’autant plus essentiel d’avoir un outil qui puisse mesurer ces mouvements. Et, actuellement, nous sommes les seuls acteurs basés sur vision qui sont capables de le faire.

« La captation des poignets est très complexe à partir d’une seule caméra. Nous avons donc développé en moins de six mois des gants connectés pour enrichir nos analyses de ces données importantes pour l’ergonome », précise le Dr. Pierre Plantard.

Les poignets, nerfs de la guerre contre les TMS

Les gants connectés, un outil non-invasif pour les opérateurs

« Nous avons mis un point d’honneur à conserver nos objectifs de rapidité, de facilité d’usage, et cela, sans aucune gêne pour les opérateurs, tout en développant un produit facile à mettre en place, s’intégrant totalement à l’équipement de protection individuel existant », ajoute le Dr. Pierre Plantard.

Afin de garantir le bon placement des capteurs, nous avons confectionné des gants comprenant des poches. L’utilisateur y insère les capteurs avec un emplacement prédéfini et anatomiquement valide. Ce dispositif de gants permet un placement optimal des capteurs sans connaissance anatomique préalable.

Ainsi, KIMEA ne nécessite pas de sortir le travailleur de son poste pour lui placer précisément une vingtaine de capteurs sur le corps ou d’enfiler une combinaison à chaque mesure. Notre solution n’implique pas, non plus, de processus de calibration qui demande d’adopter plusieurs postures dans un ordre précis. 

En sommes, KIMEA et ses gants connectés ne contraignent pas le travailleur dans ses mouvements avec des capteurs et des bandes d’attache.

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