Une entreprise suisse a recours aux solutions de Siemens pour créer un fauteuil innovant doté de la technologie VR

Améliorer la qualité de vie des personnes

Située à Zurich, en Suisse, l'entreprise Limbic Life développe et commercialise la chaise Limbic, qui permet une assise en apesanteur avec une grande liberté de mouvement. Les capteurs de mouvement de la chaise permettent de contrôler précisément la réalité virtuelle (VR) et de réaliser d'autres activités comme jouer aux jeux vidéos, effectuer des diagnostics médicaux et des tâches d'ingénierie.

Patrik Künzler, PDG et fondateur de Limbic Life, a créé son entreprise peu après son passage au MIT Media Lab, lorsqu'il est retourné à Zurich.

"Le principe selon lequel la forme suit la fonction a vu le jour au XXe siècle," souligne Patrik Künzler. "Aujourd'hui, nous nous servons de la neuroscience et la médecine pour élaborer des produits ludiques, utiles et excellents pour la santé."

Les bases ont été développées au MIT Media Lab

Cette idée de chaise d'un nouveau genre a vu le jour au Massachusetts Institute of Technologie (MIT) Media Laboratory. Après avoir obtenu son doctorat en médecine à l'université de Zurich et effectué des recherches post-doctorales au Picower Institute of Learning and Memory (qui fait également partie du MIT), où il a étudié la neurologie et le système limbique, M. Künzler a donné vie à sa vision.

"Le système limbique relie le corps aux émotions, et les émotions au cerveau pensant," explique M. Künzler. "Au fil de l'évolution, le système limbique s'est développé chez les mammifères. Le "cerveau mammifère" que possèdent tous les mammifères, régule des sensations comme le désir de procréer, la peur, l'amour, la convoitise, l'instinct et l'apprentissage par l'imitation. Certains mouvements, que nous appelons mouvements incitatifs, peuvent provoquer et exprimer des sentiments de bonheur."

Schéma 3 : Ces fauteuils novateurs allient un design moderne à des normes de qualité élevées.

Schéma 2 : L'électronique est située sur la partie centrale au-dessus du tourniquet ; quatre capteurs transmettent les données de mouvement par câble USB ou Wi-Fi, qui sont interprétées sur l'ordinateur.

La chaise de l'apesanteur

Avec des étudiants du MIT Media Laboratory, M. Künzler a utilisé la chaise pour illustrer une nouvelle approche du développement de produits basée sur la recherche. Au lieu de suivre le modèle traditionnel de la forme qui suit la fonction, les chercheurs ont voulu créer une chaise qui donne l'impression de voler et d'être en apesanteur.

Les premiers croquis ont été dessinés et des prototypes ont été réalisés, d'abord sur papier, puis en contreplaqué stratifié. Deux coques suspendues et indépendantes soutiennent les cuisses de l'utilisateur et lui donnent l'impression d'être en apesanteur. C'est ce qui a confirmé le succès de l'expérience.

Un dispositif d'entrée

Le projet suivant a permis d'utiliser les impulsions de mouvement rapides et précises du corps identifiées grâce à la recherche sur le cerveau pour contrôler une console de jeu. Pour ce faire, des coques ont été équipées de capteurs de mouvement, un programme de jeu a été analysé et les options de commande ont été programmées.

"Nous avons digitalisé la chaise et développé un dispositif d'entrée à partir de celle-ci," indique M. Künzler. "Nous avons ainsi confirmé la théorie selon laquelle certaines séquences de mouvements peuvent être contrôlées plus rapidement et plus précisément avec les jambes qu'avec les mains."

De l'idée au produit

Commercialisée par Limbic Life, la chaise Limbic, est le résultat d'années de travail basées sur l'expérience et le savoir. Plus de 200 clients dans le monde possèdent un ou plusieurs de ces modèles sur mesure. Ces derniers sont considérés comme des remèdes par certaines compagnies d'assurance maladie. La chaise est actuellement reconçue pour une production en série afin de faire profiter un plus grand nombre de personnes de ses bienfaits.

En 2016, Schätti AG Metallwarenfabrik (Schätti) est devenu un partenaire de développement et de production. Schätti aide les développeurs et les concepteurs de produits à transformer leurs conceptions en produits qui peuvent être fabriqués et répondre à la demande du marché.

Elle a acquis une grande expérience dans la conception de produits comme les chaises, les machines à expresso, les tableaux blancs mobiles et les lampes à diodes électroluminescentes (LED). L'entreprise est également spécialisée dans le traitement de la tôle, l'usinage à commande numérique par ordinateur (CN), le traitement des profilés et le soudage robotisé et au laser. D'autres processus de finition et d'assemblage font de Schätti un prestataire de services à part entière pour les pièces individuelles et les produits finis en séries de 20 à 20 000 pièces.

Solid Edge intégré à Teamcenter

L'équipe de concepteurs de Schätti a toujours utilisé le logiciel Solid Edge®, comme d'autres solutions, de Siemens Digital Industries Software. Solid Edge est une solution facile à prendre en main qui offre une parfaite combinaison de fonctionnalités.

"En tant qu'entreprise de développement et de fabrication de produits, Solid Edge nous offre la combinaison de fonctionnalités dont nous avons besoin," déclare Thomas Schätti, PDG et concepteur chez Schätti. "De plus, le système est incroyablement simple à prendre en main."

L'objectif de l'entreprise était de faire passer la chaise Limbic de l'étape de la production individuelle à celle de la production en série. Solid Edge a permis de concrétiser cet effort, en permettant à la société de développer une coque en fibres de carbone adaptée à tous les utilisateurs, indique M. Künzler. Ces coques seront bientôt fabriquées à partir de plastique moulé par injection. Pour y parvenir, l'entreprise génère des programmes de commande numérique dans la plateforme de fabrication logicielle NX™ de Siemens, qui relie l'usine partenaire de Schätti en Bulgarie par le biais d'une chaîne de processus continue.

Toutes les données liées au projet sont gérées par le logiciel Teamcenter® de Siemens, dont une partie se fait en arrière-plan lors de la conception avec Solid Edge. Cette solution permet de gérer les validations, les nomenclatures de la conception et de la production, la gestion des modifications et l'état des versions sur plusieurs sites.

"Grâce à Teamcenter, qui nous sert de source d'information unique, nous avons pu rationaliser les processus," explique M. Schätti. "Nous élargissons maintenant l'application aux achats et à la production."

Grâce à cette infrastructure, la chaise Limbic pourrait entrer en production dès 2020.

Schéma 4 : Les utilisateurs, équipés d'une chaise Limbic, peuvent contrôler leur logiciel de réalité virtuelle et naviguer dans des applications technologiques ou touristiques.

Plus qu'un simple divertissement

Avec une production en série, Limbic Life espère que davantage de personnes auront la possibilité d'utiliser leur produit, tout en prenant plaisir à bouger. Les capteurs de mouvement intégrés à la chaise, dont les données sont traitées par un micro-ordinateur situé dans la chaise et envoyées via un câble USB ou un réseau Wi-Fi, renforcent encore davantage la valeur du temps passé à jouer.

"Nous développons des jeux vidéos ludiques et compatibles avec la chaise Limbic," explique Mark van Raai, astrophysicien, expert en jeux et directeur de la technologie chez Limbic Life. "Nous offrons également une assistance pour les développeurs qui souhaitent l'utiliser dans leurs jeux."

Schéma 5 : Jeux-vidéos - La Limbic Chair permet de naviguer dans des espaces 3D en ayant les mains libres

La réalité augmentée au service de la médecine

Avec la multiplication des outils informatiques complexes en milieu professionnel, le système locomoteur est sous-utilisé et les yeux, la tête et les mains sont souvent trop sollicités. La chaise Limbic permet de réduire la tension et le stress des personnes au quotidien.

"Les médecins sont particulièrement attentifs à ce que leur environnement de travail soit le plus sain possible," déclare M. Künzler. "C'est pourquoi nous travaillons sur plusieurs projets de recherche dans lesquels la chaise Limbic permet de contrôler des équipements médicaux ou de diagnostic."

Par exemple, un ophtalmologue scannera l'œil d'un patient, le modélisera dans Solid Edge et pourra l'évaluer sous tous les angles en toute liberté grâce à la chaise Limbc lors d'une consultation. Le médecin a ainsi les mains libres lorsqu'il effectue des interventions. En radiologie, les IRM peuvent être contrôlées selon des critères ergonomiques.

"Avec les jambes, l'application de réalité virtuelle est contrôlée très précisément, tandis que les mains restent libres pour d'autres tâches," explique M. Künzler.

Schéma 6 : La chaise Limbic est certifiée comme dispositif d'entrée pour Solid Edge, et d'autres applications de réalité virtuelle devraient suivre.

La réalité virtuelle en ingénierie

Ces fonctionnalités sont très utiles pour contrôler les logiciels de réalité virtuelle ou d'ingénierie. C'est pour cette raison que Limbic Life, partenaire technologique de Siemens, a créé une interface certifiée pour Solid Edge. Au lieu d'une souris 3D, la chaise Limbic peut être utilisée pour parcourir, zoomer et dézoomer ou faire pivoter un modèle 3D. Les deux mains restent ainsi libres pour d'autres activités comme les annotations au clavier, le marquage de zones spécifiques du modèle ou la réalisation de nomenclatures. Les utilisateurs de Solid Edge peuvent utiliser la chaise Limbic pour travailler de manière plus efficace, tout en étant bien installés.