STIC:STIC IV (2019)/Gant connecté mesurant le stress

Projet réalisé par Loïc Berthod et Manon Cerroti

Introduction

Le but de ce projet est de créer un gant connecté qui mesure le stress. Ce gant serait un accessoire complémentaire à un projet existant, une application d’auto-hypnose créé lors d’un des stages de Manon. L’intérêt du gant serait en premier lieu de servir de biofeedback et ainsi de pouvoir vérifier si les séances d’hypnose fonctionnent et qu’elles mettent les patients dans un état de détente suffisant. Idéalement, il serait connecté à l’application afin de rendre les séances interactives. Lorsque l’application détecterait un stress conséquent, des séquences pré-enregistrées seraient enclenchées au milieu de la séance avec la voix du thérapeute, qui auraient pour but de calmer le patient et le remettre en état de transe. On pourrait imaginer le scénario similaire pour le cas inverse, où des séquences pour encourager le patient à entrer dans une transe plus profonde seraient déclenchées lorsque l’application détecterait un état de détente approfondi.

Gant connecté

Problème

Lors d’une séance d’hypnose en face-à-face, le thérapeute adapte la session en fonction des signes corporelles observés sur le patient. Celui-ci modifie donc son discours afin de l’adapter aux réactions pour que le patient puisse entrer dans une transe plus profonde:

“C’est en observant son patient que l’hypnotiseur va découvrir la palette sensorielle ou imaginative qui captera le plus l’attention de son patient et permettra d’induire la transe. [...] Grâce à des signes extérieurs tels que l’affaissement de la tête, une détente générale, une absence de déglutition, entre autres, le thérapeute perçoit que son patient est entré en transe.” (Bonvin, Théraulaz & Wolf, 2016, p.27)

A l’heure actuelle, les applications d’auto-hypnose sur le marché sont plus des bases de données d’audio (cf analyse de la concurrence). Elles ne permettent pas d’identifier les différents états émotionnels des utilisateurs et ne peuvent donc s’adapter à leurs réactions.  Cela crée une expérience de la transe limitée. Le but du gant serait donc de pouvoir transmettre ces informations à l’application, en déterminant si l’utilisateur est suffisamment détendu ou non.

Cahier des charges

Contexte

A la base l’application d’auto-hypnose avait été créé comme dispositif d’accompagnement du patient. Les patients ayant reçus des séances d’hypnose en présence d’un thérapeute à l’hôpital pour soulager leur anxiété ou leur douleur et qui avaient bien répondu au traitement, désiraient continuer ces séances à leur domicile. Cependant, une fois sortis de la clinique, ceux-ci se retrouvaient légèrement démunis et abandonnaient la pratique. Il fallait donc créé un dispositif qui puisse apprendre aux patients à être autonome et qui poserait les bases pour apprendre à pratiquer par soi-même. Pour cela, l’application propose la possibilité à des patients de pouvoir faire des séances d’hypnose à domicile avec la voix de leur thérapeute. Elle donne également la possibilité au thérapeute de pouvoir avoir un suivi des séances effectuées par ses patients. Le thérapeute a un retour sur le déroulement de la séance grâce à des feedbacks tels que la durée moyenne des sessions, la régularité du patient ou l’évaluation de ce dernier sur la qualité, l’amélioration de ses symptômes, son niveau de satisfaction. Le commanditaire a également soumis l’idée de fournir des biodots ou autres aux patients afin de pouvoir récolter des biofeedbacks comme la température du corps, le pouls etc. C’est dans cette idée de fournir un feedback supplémentaire que le gant a été créé. L’idéal serait de connecter le gant à l’application afin que celle-ci devienne interactive pendant les moments de transitions. En effet, en hypnose, de nombreux moments de blancs ont lieu. Le système devrait pouvoir être capable d’agir pendant ces moments de blancs en évaluant le degré de stress/détente du patient et en émettant des phrases qui s’adaptent au contexte afin de calmer le patient dans le cas d’une augmentation du stress ou de l’encourager à continuer sur la même voie dans le cas d’une diminution.

Public

Le gant est conçu pour les utilisateurs de l’application et s’adresserait donc aux patients et thérapeutes de l’hôpital de la Suva. L’application ne serait disponible que pour des patients ayant déjà été soumis à une séance d’hypnose en présence d’un thérapeute. Le thérapeute qui emploierait l’application aurait uniquement accès aux données de ses propres patients.

Objectifs

Pour l’instant, nous en sommes à la première phase du projet. Les objectifs concernant le dispositif sont tout d’abord de concevoir un gant avec capteurs intégrés qui soit connecté à un ordinateur via un arduino pouvoir vérifier en deuxième temps qu’il fonctionne, c’est-à-dire que les capteurs présents dans le gant soient capables de repérer une réaction liée au stress.

Besoins et contraintes

Pour notre projet nous avons besoin d’un capteur pouvant analyser les réactions au stress. Ce dernier sera relié à un arduino qui transmettra le monitoring de la courbe de l'état de stress du participant sur un ordinateur et d'un support textile, tel un gant pour porter le tout.

Au niveau humain nous avons besoin d'une personne qui joue le rôle du patient et une ou deux autres personnes qui puissent observer les mouvements de la courbe et provoquer des stimulis stressants.

Durant le test d’utilisabilité, nous avons besoin des fichiers audio d’hypnose transmises lors du stage de Manon Cerroti.

Présentation du projet

Notre projet consiste donc en la création d’un gant avec capteurs intégrés qui mesurent la conductance cutanée. Ces mesures sont transmises à l’ordinateur qui va faire apparaître une courbe illustrant le niveau de stress selon des valeurs entre 0 et 512. Lorsque la courbe descend, le niveau de stress augmente. Nous avons testé cela avec 5 personnes en préparant un test d’utilisabilité qui couvrait trois phases différentes; une phase neutre qui prenait les valeurs de l’utilisateur dans son état normal, une phase de détente avec l’écoute d’une séance d’hypnose de l’application et une phase de stress où plusieurs types de micro stimuli ont été effectués sur le participant comme des bruits forts pour le faire sursauter, des sorties de transe par surprise etc.

Autre item pertinent

Pour l’écoute de la séance d’hypnose pendant le test d’utilisabilité, l’application créé lors du stage de Manon pourrait être utile.

Solution

Le capteur Arduino « Grove GSR Sensor » permet de mesurer la conductance électrique de la peau. Le terme GSR qui signifie galvanic skin response en anglais, se traduit par réponse cutanée galvanique. Le niveau de stress peut être mesuré via l’ensemble des phénomènes électriques existants au niveau de la peau (activité électrodermale). Le capteur arduino utilise un senseur métallique pour calculer le comportement involontaire d’un individu. Pour notre projet, le capteur a été utilisé pour pouvoir rapporter informatiquement son état de stress.

Nous avons installé ce capteur dans une paire de gants pour que le participant ne doive plus se préoccuper du placement des capteurs.

Pour concevoir le gant nous avons utilisé un vieux gant dans lequel nous avons cousu deux bandes élastiques qui comprenaient le capteur Grove GSR-Sensor et dans lesquelles il est possible d’y insérer le doigt.

Nous avons utilisé le logiciel Arduino IDE pour pouvoir développer le code permettant d’analyser l’activité électrodermale. Le code pour utiliser le capteur Grove GSR-Sensor est disponible sur internet. Nous l’avons légèrement modifié pour faciliter son utilisation avec le monitoring. Le code initialise dans la méthode “setup” le monitoring. Dans la boucle “loop” (code qui s'exécute à l’infini), le code additionne 100 lectures de la valeur transmises par le capteur et transmet ensuite sa moyenne dans le monitoring.

Test(s) de la solution

La réalisation de notre test d’utilisabilité est légèrement différente d’un test d’utilisabilité classique. En effet, il n’y avait pas d’action concrète et active demandée de la part du participant. Ainsi le test n’était pas focalisé sur la vérification d’input réalisés consciemment par les participants. Les input que nous avons analysés sont des input transmis inconsciemment par les participants via leur activité électrodermale.

Notre test se rapportait plus à la vérification du bon fonctionnement du dispositif et pour cela, il fallait mesurer les réactions émotionnelles des participants. Le test s’est donc basé sur le fait de modifier les différents états émotionnels en vérifiant la conductance durant trois moments-types différents; stabilité, relaxation et stress.

Ainsi, les tâches à réaliser lors du scénario étaient:

(1) Mettre le gant,

(2) S’allonger et attendre que la courbe se stabilise.

(3) Après quelques instants, il était demandé aux participants d’écouter une séance d’hypnose pour mesurer la phase de détente.

(4) Après quelques minutes, un des examinateur tentait de provoquer un léger état de stress en dérangeant l’écoute. Ces stimulis pouvaient être par exemple le fait de claquer une porte violemment, de jeter un objet violemment par terre, de faire sursauter le participant en le secouant et servaient à créer une phase de stress.

Discussion

Discussion du design (et si c'était à refaire)

Pour cette première de conception, nous sommes conscients que le gant n’est pas encore très pratique car il est relié à l’ordinateur pour la transmission des données. Pour que l’utilisation soit plus agréable, le gant pourrait être conçu avec un émetteur arduino sans fil, bluetooth ou internet. Ainsi, il n’y aurait pas de cable qui relierait le gant connecté au dispositif et cela serait moins encombrant pour l’utilisateur.

Pour  arriver à un second prototype plus perfectionné, nous devrions réussir également à développer une application mobile pouvant analyser des informations transmises via un émetteur arduino. Dans le cas d’un futur développement, il serait intéressant que l’application mobile puisse recevoir de manière instantanée l’activité électrodermale de l’utilisateur pendant sa séance d’hypnose. Et de ce fait l’application soit en mesure d’interagir avec ces données pour personnaliser la séance.

Discussion des résultats de vos tests utilisateurs

Les résultats ont fait émerger de nombreuses interrogations.

Interrogation n°1: Divergence de réactivité de la courbe

Premièrement, il s'est avéré que les résultats obtenus différaient grandement en fonction des personnes. Par exemples, certains participants n'ont montré qu'une petite réaction (voir image participant N°2) ou presque aucune réaction par rapport aux stimuli stressants, comme les participants N°4 et N°5. Ainsi, la courbe ne montrait presque aucune modification pendant le test. (voir image participants N°4 et N°5)

En revanche, certains participants se sont montrés beaucoup plus réactifs et la courbe indiquait de manière très évidente la moindre réaction face aux stimuli (voir images participants N°1 et N°3).

Cela peut être dû à différents facteurs. Nous émettons l'hypothèse que certains participants sont nettement moins sensible à certains stimuli que d'autres. En effet, sur le participant N°5, les stimuli n'ont provoqué aucune réaction visible.

En revanche, la courbe de certains participant (N°2 + N°4) n'a montré que des signes infimes de changement bien que les stimuli aient provoqué de fortes réactions (sursaut, ouverture des yeux, mention que le coeur bat fort etc.). La différence entre ces participants et les participants ayant montré une courbe réactive au stimuli peut être dû à la conductance de la peau. Nous émettons en effet la seconde hypothèse que certaines peaux sont plus conductrices que d'autres. Par exemple, les personnes ayant les mains moites ont obtenu des résultats où les courbes étaient nettement plus réactives que les personnes aux mains sèches.

Interrogation n°2: Valeur personnelle instable

Nous avons constaté que la valeur de base divergeait grandement en fonction des personnes, ceci peut être tout à fait normal puisque chaque personne est dans un état de détente/stress différent . En revanche, nous avons confronté au problème suivant; les valeurs de base pouvaient changer drastiquement chez la même personne selon le positionnement du gant et selon le moment. Par exemple, pour le participant N°3 (voir image changement de gant), la moyenne des valeurs obtenu après stabilisation de la courbe s'élevait à 100. La personne a ensuite retiré le gant, puis remis le gant une deuxième fois, sans faire de mouvements particuliers. La moyenne des valeurs qui s'affichait juste après avait alors changé et s'élevait à 300. Nous ne comprenons pas réellement pourquoi ces changements de valeurs apparaissent chez la même personne en si peu de temps et sans avoir réellement changé d'état émotionnel. Ces changements de valeurs risquent donc de rendre l'adaptation pour l'application difficile étant qu'on ne saura pas comment évaluer les valeurs.

Analyse Participant N°2 "changement de gants"

Interrogation n°3: Valeur personnelle extrêmement basse

Le participant n°1 avait des valeurs particulièrement basses. Elle remontait légèrement durant la séance d'hypnose et a chuté brusquement lors d'un stimuli stressant pour se retrouver bloquée à 0 et ne plus bouger. Nous avons du mal à interpréter ces résultats. Le côté positif est que la courbe montre bien une réactivité à un stimuli stressant, ainsi qu'à un état de détente mais nous ne savons pas pourquoi la courbe indiquait une valeur aussi basse ( signe d'un état de détresse intense), le participant ne se sentant particulièrement stressé.

Analyse Participant n°1

Conclusion

A travers ces résultats nous avons pu remarquer que le test a fonctionné sur certaines personnes, comme nous l'avions imaginé mais sur d'autres le test n'a montré que des réactions très faibles, voire nulles. Ces résultats rendent compte de la difficulté à standardiser ces valeurs. De plus, la divergence de ces résultats peuvent également être dûs au fait que les capteurs n'étaient pas positionnés de manière identique pour tout le monde, en raison de la taille des doigts.

Licence, fichiers et documentation

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• Fichiers :

Podcast d'hypnose

Code source pour l'utilisation du capteur GSR avec un arduino

• Documentation :

Utilisation du gant connecté

Bibliographie

Grove-GSR Sensor

Conductance cutanée

Code Grove-GSR Sensor

L’activité électrodermale

Théraulaz Y., Bonvin E., Wolff A. (2016) L’hypnose - Planète Santé - J’ai envie de comprendre