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Fabrikarium 2016

Projet 3 Conception de prothèses de main ou d'accessoires esthétiques/fonctionnels

Pour ce 3ème groupe de travail, l'objectif fixé était de réflechir à la conception de prothèses esthétiques et d'accessoires utilitaires/fonctionnels à intégrer dans la prothèse de main ou dans/sur l'emboiture, pour différentes occasions de la vie de tous les jours (en cuisine, en soirée, pour faire du sport, etc...).

La session brainstorming de la première matinée s'est déroulée avec la présence et la participation active de Nicolas de MHK, et plusieurs accessoires fonctionnels ont été évoqués :

  • main avec led pour éclairer
  • manchon avec stylos et bloc note
  • manchon support de téléphone portable, lecteur mp3, lunettes
  • manchon esthétique, ou avec tissu doux pour l'effet "doudou"
  • main avec décapsuleur, accessoires de cuisine
  • main outils dans l'idée des bracelets ou des outils "leatherman"
  • ...

A la fin de la session de réflexion collective, 4 projets ont été choisis :

  • un prototype de main avec doigt éclairant (LED)
  • un manchon support de téléphone portable
  • un manchon avec tissu doux pour l'effet "doudou"
  • un manchon esthétique pour décorer les "jointures"

Un groupe de travail s'est constitué autour du projet de prototype de main éclairante, et un autre s'est concentré sur les manchons esthétiques ou fonctionnels.

Prothèse de main avec doigt éclairant

Motivations et principe envisagé

Lors de la session brainstorming, nous avons évoqué des situations de nuit ou d'obscurité dans lesquelles le besoin de lumière peut se ressentir. Il peut être difficile avec une main d'éclairer la serrure d'une porte tout en tenant les clés de la même main.

Le besoin ici est de pouvoir éclairer la serrure sans l'utilisation d'une lampe de poche ou d'un téléphone portable. Une solution à ce problème est d'incorporer un éclairage à la prothèse, en utilisant une LED logée à l'interieur d'un des doigts de la main.
Ci-dessous quelques croquis du schéma de principe, élaborés pendant la phase de recherche.

Prototype

Dans un premier temps, le travail de recherche a consisté à réflechir à différentes solutions et composants possibles afin de réaliser la partie électronique. Le choix s'est porté sur un système très simple nécessitant une LED, une lentille pour LED, un interrupteur, un support pour pile, et du fil électrique. Le principe de fonctionnement est détaillé sur la dernière image ci-dessous.

Pour la prothèse de main, un modèle de main 3D pour impression 3D, déjà adaptable à une emboiture disponible sur place, a été utilisé comme base de départ. Un travail de modélisation a ensuite été réalisé afin d'incorporer les différents composants du système électronique à l'interieur de la main 3D.

La lentille est insérée au sommet de l'index. La pile et son support sont insérés à l'intérieur de la paume de la main, ainsi que la base de l'interrupteur. Le levier de l'interrupteur est situé dans une chambre à l'interieur de l'auriculaire, qui est une partie séparable de la main, afin de donner accès à l'interrupteur.
Un "tube" doit être extrudé à partir du sommet de l'index pour permettre de connecter la LED, l'interrupteur et la pile ensemble. La cavité à linterieur de la paume de la main est refermée par un "cache" avec 3 vis.

Les fichiers du modèle 3D final sont disponibles dans la section suivante.

Matériel et modèle 3D

La liste des composants électroniques envisagés pour le prototype, avec un lien pour récuperer les spécifications et acheter le matériel :

Les fichiers du modèle de main 3D final :

Perspectives

L'équipe n'a pas eu le temps d'imprimer un modèle dans le temps imparti par le hackathon pour réaliser un prototype fonctionnel. En particulier, l'emplacement exact du passage de la connectique est encore incertain sans avoir fait un ou plusieurs prototypes, mais la simplicité du dispositif permet d'envisager de faire du prototypage à faible coût et besoin en matériel.

Manchons esthétiques ou fonctionnels

Manchon support de téléphone portable

L'idée a emergé lors d'une discussion avec Nicolas, où il exprimait la difficulté à manipuler parfois son téléphone portable, que cela pourrait être pratique de l'avoir "accroché" à sa prothèse en mode kit main libre pour l'audio, tout en ayant la possibilité d'utiliser l'écran tactile avec sa main.

Prototypage

Le prototype consiste en un manchon qui s'enfile sur l'emboiture de la prothèse. Le système pour maintenir le téléphone est intégré au manchon, et permet de le placer sur l'avant-bras à l'aide d'un système de fixation velcro.
Deux pastilles de fixation velcro peuvent également s'installer près du pouce au dos de la main, afin de fournir un positionnement "au niveau" du poignet. Ce système n'a pas été longuement éprouvé, et mérite des tests plus approfondis avant de le valider.

Un système complet apporté par l'équipe MHK, emboiture et main fabriqués en impression 3D, a été utilisé pour les tests pendant la phase de conception "couture". Le soutien de plusieurs personnes portant des prothèses de main ou d'avant-bras a permis de tester également sur des modèles réels.

La disparité des modèles d'emboitures implique de devoir fabriquer un manchon sur mesure.

Matériel utilisé

Le prototype a été réalisé avec les matériaux/outils suivants :

  • tissu élastique noir épais - toucher doux
  • tissu blanc fin pour le patron
  • chambre à air
  • colle néoprène
  • bandes et pastilles fixation velcro
  • fil, aiguille, épingles, mètre et ciseaux de couturière
  • (une machine à coudre peut simplifier la vie)

Le choix du tissu pour le prototype est important. Le tissu doit être suffisamment élastique pour être enfilé ou retiré facilement, et un toucher doux apporte un plus.
La phase "couture" peut également nécessiter le besoin d'utiliser une machine à coudre adéquate en fonction des caractéristiques du matériau.

La chambre à air a été utilisée pour réaliser le système de maintien du téléphone portable sur le manchon, ainsi que pour solidifier les extrémités du manchon. Le système de maintien du téléphone n'est pas fixé sur la totalité du manchon. Ceci permet de pouvoir régler les bandes de maintien en fonction de la taille du téléphone, à l'aide d'un système de fixation velcro.

Fabrication

La fabrication du prototype s'est déroulée en plusieurs étapes.

Etape 1: fabrication du patron

  • prise de mesures
  • création du patron sur le tissu blanc
  • couture sur prothèse
  • ajustements
  • découpe du patron final

Etape 2: préparation du manchon

  • application du patron sur le tissu à utiliser pour le prototype final (ici le tissu noir épais)
  • découpe et couture

Etape 3: préparation des bandes en chambre à air pour les extrémités du manchon

  • découpe des lamelles (ciseaux/cutter)
  • ponçer les lamelles avec du papier de verre pour l'adhérence de la colle néoprène
  • utiliser la colle néoprène pour coller une lamelle à chaque extrémité

Etape 4: préparation des bandes en chambre à air pour le maintien du téléphone.

  • découpe des lamelles (ciseaux/cutter)
  • ponçer les lamelles avec du papier de verre pour l'adhérence de la colle néoprène
  • découper des bandes de velcro à la taille nécessaire pour le système de fixation
  • coller les bandes de velcro aux endroits appropriés sur les lamelles de chambre à air
  • utiliser la colle néoprène pour coller la partie fixe des bandes de soutien sur le manchon

Etape 5: pastilles de fixation velcro pour positionnement au niveau du poignet (optionnel)

  • coller les pastilles de fixation velcro comme illustré sur la 10ème photo ci-dessous
  • coller les pastilles de fixation velcro au dos du télephone

L'utilisation de serre-joints est conseillée pour le collage à la néoprène, cette partie s'est avérée plus difficile que prévue. Il a été également remarqué que certains tissus peuvent colorer la matière d'une prothèse.

Ci-dessous, quelques photos qui illustrent une partie des étapes de fabrication, ainsi que le résultat final testé par Nicolas.

Perspectives

La fabrication d'un tel accessoire apparait réalisable avec peu de moyens, et peut permettre de s'adapter à divers appareils életroniques (téléphone portable, lecteur mp3, ...). Le choix des matériaux pour le manchon et le système de maintien du téléphone demande à être exploré plus longuement afin de garantir une bonne stabilité du téléphone.

Manchon avec tissu doux pour l'effet "doudou"

Motivations

Durant la phase de recherche de prototypes fonctionnels et esthétiques, a été évoquée l'idée d'une main à base de matériau doux, confortable, une sorte de "doudou" pour les enfants.

Les photos ci-dessous illustrent un prototype de main "doudou" avec une décoration maison.

Matériel et fabrication

Il est possible d'utiliser une mousse, de la ouate ou une (fausse) fourrure pour réaliser la partie "doudou". Les outils de bases de couture (fil, aiguilles, ciseaux) seront nécessaires également.

Divers matériaux récupérés sur des vêtements peuvent être utilisés pour la décoration.

Perspectives

Le prototype a bien fonctionné, et l'expérience a montré que la diversité des matériaux disponibles, est la clé pour stimuler la créativité du designer.

Manchon esthétique pour décorer les jointures apparentes

Cet accessoire a pour fonction de décorer ou rendre moins apparentes les jonctions entre les différentes parties de la prothèse à l'aide d'un manchon esthétique. L'accessoire sera élaboré en fonction de la forme et du nombre de jointures de la prothèse, afin de correspondre aux besoins et aux considérations esthétiques de chacun.

Quelques prototypes sont présentés sur les photos ci-dessous pour illustrer le principe de l'accessoire.

Matériel et fabrication

Ces prototypes ont été réalisés à l'aide de matériaux mis à la disposition de l'équipe lors du hackathon. Ils sont faits à partir de tissus qui peuvent s'acheter ou se récuperer sur divers vêtements, selon la disponibilité et le choix esthétique recherché.

Pour les attaches, il est possible d'utiliser du velcro, des boutons pressions ou des boutons aimantés entre autres.

Perspectives

Ces quelques jours ont permis à l'équipe d'explorer avec ingéniosité et créativité la conception de manchons esthétiques ou fonctionnels, en réfléchissant à des solutions abordables utilisant un maximum de matériaux de récupération.
Dans la perspective d'une prochaine expérience, il serait intéressant de prévoir une variété de tissus, en particulier des tissus "techniques" (dentelle,...), des vêtements (laine pour les manchons), des élastiques plats de différentes tailles (fin à large), une machine à coudre.

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