La musique est un plaisir inaccessible aux personnes sourdes, néanmoins, ils peuvent la ressentir, la vivre, essentiellement à travers les basses fréquences qui vibrent dans leurs corps. Mais cela reste limité et ne permet pas aux sourds de ressentir toutes les nuances de la musique. Cette barrière crée un sentiment de frustration et de mise à l’écart, notamment lors des festivals de musique.
Le projet Sound Of Silence a pour but de remédier à cette limite et d’offrir la possibilité de vivre l’expérience musicale aux personnes sourdes. De plus, ce projet se place dans un cadre plus global, celui d’une recherche mondiale pour améliorer l’expérience sensorielle. Plusieurs produits qui transmettent la musique par voie tactile ont été lancés dans le marché, mais à des prix exorbitants, un facteur qui a motivé le groupe pour réaliser un prototype nouveau simple et accessible pour tous.
La problématique de ce projet est alors venue naturellement : comment transmettre dans un gilet les couleurs et nuances de la musique aux sourds, en exploitant les autres sens, qui souvent, s’avèrent plus développés ?
Le but étant de produire un vêtement confortable, discret et efficace, doté de composants électroniques capables de retranscrire les éléments du son qui définissent le caractère unique et remarquable de chaque musique, c’est-à-dire les intensités, les fréquences, les harmonies ou encore le rythme afin de permettre une expérience musicale comparable à une écoute « auditive ».
Le projet Sound Of Silence est le fruit d’une mise en commun de compétences en ingénieries et en design, en effet il fut réalisé par un groupe de six étudiants : quatre étudiants de l’IMT Atlantique Bretagne Pays de la Loire (IMTA) en première année formation ingénieur généraliste, et de deux étudiantes de l’EESAB en troisième année. De plus ce projet est réalisé sous l’encadrement de deux enseignants-chercheurs de l’IMTA qui ont accompagné le groupe d’étudiants tout au long des phases de recherche, de conception, de développement et de test du projet.
- Baddaje Dina (IMT Atlantique)
- Hizem Feyza (IMT Atlantique)
- Bourgeois Pierre (IMT Atlantique)
- Murat Gaspard (IMT Atlantique)
- Privé Lisa (EESAB)
- Le Boulaire Delphine (EESAB)
Le premier choix technique à effectuer concerne l’entrée de la musique. Pour se faire nous avons choisi de récupérer le son en temps réels grâce à un micro, ce moyen est adapté pour une utilisation du gilet lors de performances live. Il est aussi possible de brancher le gilet directement à une source musicale (smartphone ou autre) à l’aide d’une prise jack.
Le deuxième choix technique fut le moyen de retranscrire le son pour être transmis à l’utilisateur. Nous avons choisi d’utiliser des moteurs à vibrations pour une transmission tactile et des LEDs pour une transmission visuelle, le but étant de simuler deux sens différents afin de rapprocher au maximum le ressentis de la musique à l’utilisateur.
Pour pouvoir gérer les entrées et sorties de notre prototype et pour faire le traitement de son nécessaire nous avons utilisé une carte Raspberry pi 3. Mais comme ce micro ordinateur ne possède pas de carte son nous avons utilisé une carte son externe pour pouvoir enregistrer la musique.
Nous avons développé un programme python qui permet d’enregistrer le son pendant une durée T et le stocke dans une variable temporaire dans un premier temps. Ensuite ce programme effectue une transformé de Fourier grâce à la fonction fft du module scipy (bibliothèque Python). Nous obtenons ainsi le spectre du fragment musicale que l’en partage en quatre bandes de fréquences. Puis le programme effectue une moyenne sur chaque bandes, cette méthode permet d’approximer la transformée de Fourrier afin de ramener le signal en temporel. Les valeurs obtenues sont normalisées et ramenées entre 0 et 100 pour contrôler les moteurs et entre 0 et 255 pour contrôler les LEDs, dans ce cas chaque couleur correspond à une bande de fréquences.
Bibliothèques python utilisées :
- Enregistrement et traitement du son : Time, SciPy
- Gestion des moteurs : RPI.GPIO
- Gestion des LEDs : Adafruit neopixel
Côté design, nous avons choisi de réaliser le prototype en deux parties : Le premier bloc constitue le gilet qui contient tous les moteurs et les LEDs. Le deuxième bloc est composé d’une Rasberry, d’une Breadboard avec trois hacheurs, et de deux batteries. Ce bloc hardware est intégré dans un petit sac articulé avec des pièces de bois (découpé à la découpeuse laser) qui forme plusieurs étages: chaque étage contient un des éléments électroniques précédent. L’utilisateur du prototype placera sur son dos ce sac et pourra l’enlever à son gré. Ce choix a été fait pour éviter d’encombrer le gilet d’un côté, mais aussi par mesure de sécurité. En effet, tous les composants électroniques utilisés chauffent et ne doivent pas être en contact direct avec du tissu; de plus, cela permet de les isoler en partie des conditions extérieures et de l’humidité.
Ainsi, tous les fils de chaque partie convergent vers un connecteur 20 points HE10 femelle, l’utilisateur devra brancher le connecteur du gilet avec celui du sac pour utiliser le gilet. Le programme Python s’exécutera automatiquement après le branchement.
Nous avons effectué une recherche pour pouvoir identifier les parties du corps les plus sensibles à chaque type de fréquences et nous avons choisi de simuler le ventre avec les vibrations relatives aux basses fréquences, les omoplates avec les vibrations relatives aux hautes fréquences et le bas du dos avec les vibrations relatives aux moyennes fréquences.
Nous avons également choisi de mettre des couleurs particulières à chaque fréquence dominante, pour consolider les sensations de hautes fréquences avec des couleurs froides comme le bleu et le violet et les basses fréquences avec des couleurs plus chaudes comme le rouge et le jaune.
L’utilisateur devra brancher les deux connecteurs afin de lier les deux parties du prototype, alimenter la carte Raspberry, et brancher un micro ou une source musicale. Après quelque seconde (temps de démarrage d’un ordinateur) le programme sera lancer automatiquement et l’utilisateur pourra ressentir les moteurs et voir les LEDs.
Inventaire du matériel utilisé :
- Raspberry pi 3.
- Carte son Dust mini 09627.
- 10 minis moteurs à vibrations plats.
- 2 circuits intégrés L293D.
- 6 LEDs RGB neopixels.
- 1 circuit intégré 74AHCT125.
- 2 batteries 5V.
- Une Breadboard.
- Des fils.
- Une plaque de bois 7mm.
- Du tissu type Lycra.
- Deux sangles.
Finalement, ce prototype apporte une nouvelle solution pour ressentir la musique. Cette solution reste néanmoins à développer correctement avec du matériels plus performants et nous permet de croire au développement futur d’un gilet musicale accessible et utilisable par tous.
