Mathématiques | Informatique
Fiona Piaget, 2007 | Montmollin, NE
Ce travail a consisté à développer un prototype permettant d’automatiser le remplissage d’un pilulier semainier, en utilisation des Legos Mindstorms comme outil principal du projet. Le travail propose donc un prototype permettant de trier des médicaments selon leur couleur, de les déposer dans la bonne case du pilulier puis de refermer et verrouiller les couvercles des boîtes. L’automatisation de ce processus permettrait donc d’augmenter la sécurité des utilisateurs.
Le robot a dû subir plusieurs simplifications dans sa conception. Il fonctionne de manière satisfaisante, mais il n’est pas totalement fiable à chaque essai.
Le robot n’est qu’un prototype, il n’est donc pas utilisable à grande échelle. Le projet se base sur un processus cohérent et permettrait de concevoir un robot qui serait véritablement concret. Le prototype reflète donc les moyens qui étaient à disposition pour réaliser un robot, tout en s’appuyant sur la problématique solide que sont les piluliers semainiers.
Problématique
Les piluliers semainiers ont été créés pour simplifier la prise de médicaments avec un système de boîtes correspondant à chaque jour de la semaine. Le remplissage manuel peut parfois être compliqué et les erreurs qui peuvent en résulter sont susceptibles d’être dangereuses pour les utilisateurs. Un robot permettant d’automatiser le remplissage du pilulier a été pensé, afin de rendre l’opération davantage sécurisée. Le but de ce travail est de créer un prototype afin d’apporter une réponse concrète à la problématique des piluliers semainiers, ainsi que d’exploiter les capacités des Legos Mindstorms. Le critère choisi pour le tri des médicaments est leur couleur.
Méthodologie
Les objectifs à atteindre ont été déterminés progressivement, en passant par plusieurs phases d’essais et d’erreurs. La programmation des Legos Mindstorms a été faite sur l’application Mindstorms et les moteurs, le Hub principal et le capteur de couleurs ont été utilisés pour la réalisation de ce projet.
La fabrication de modèles en carton ou l’utilisation de marques au sol ont été plutôt utiles, afin d’identifier les améliorations nécessaires. Cette étape a permis d’ajuster progressivement la conception du robot.
Résultats
Plusieurs versions du robot ont été développées avant d’aboutir à la version finale. Dans la première version, le robot était peu autonome car les médicaments n’étaient pas directement placés sur lui. Il a donc été décidé de mettre un tube directement sur le robot afin de pouvoir « stocker » les médicaments. Ensuite, un système de tapis roulant a été imaginé. La troisième version, qui est la version définitive du robot, contient toujours le tapis roulant et le tube. Le changement réside cette fois-ci dans le contenant des médicaments, car les cases dessinées ont été remplacées par un pilulier semainier comme on peut en trouver dans la vie de tous les jours.
Le robot est donc capable de trier des médicaments selon leur couleur pour les mettre dans la case correspondant au bon jour de la semaine, puis de refermer et verrouiller le couvercle des boîtes. Cependant, le système n’est pas encore totalement fiable. Certains aléas mécaniques ou des erreurs dans la détection des couleurs peuvent perturber le bon déroulement du processus.
Discussion
L’automatisation du remplissage des piluliers semainiers présente un réel intérêt en termes de sécurité et de praticité. La proposition d’automatisation qui est faite dans le travail n’est pas encore assez optimale pour être utilisée dans un contexte concret. Avec un robot construit sur mesure, il serait possible d’augmenter la précision afin que la réussite de la tâche ne dépende pas d’un système qui ne fonctionne qu’aléatoirement.
Afin d’améliorer le travail, il existe plusieurs pistes d’améliorations dans le rapport. La méthodologie utilisée pourrait encore être améliorée et les Legos Mindstorms pourraient être abandonnés au profit d’un système plus performant.
Conclusions
Les objectifs fixés au début du travail, soit de réaliser un prototype cohérent et avec des perspectives d’amélioration, ont été remplis. En effet, le projet fonctionne dans sa globalité, seuls des aléas mécaniques viennent empêcher qu’il devienne davantage qu’un prototype. Cela montre donc que la robotique a un aspect imprévisible, et que pour réduire au maximum les effets de l’environnement sur le fonctionnement du robot, il faut fabriquer des éléments sur mesure et parfaitement adaptés. L’utilisation des Legos Mindstorms est assez complète et le travail permet d’explorer ses différentes possibilités.
Appréciation de l’experte
Prof. Dr. Fariba Moghaddam
Ce projet se distingue par sa pertinence sociétale et son approche concrète de l’automatisation d’un pilulier semainier. La candidate a conçu et réalisé un prototype fonctionnel, faisant preuve d’autonomie, de rigueur et de solides compétences techniques. Les recommandations relatives à la structuration et à la présentation ont été prises en compte, sans remettre en cause la qualité ni le potentiel de la réalisation. D’autres pistes d’amélioration du prototype ainsi que des perspectives de développement pour une future version ont également été proposées par l’étudiante.
Mention:
Bronze
Lycée Denis-de-Rougemont, Neuchâtel
Enseignant: Pascal Burkhard