Une nouvelle vie en laisse : les étudiants de Rice conçoivent un gilet haptique pour les chiens aveugles

Le projet ouvre des possibilités plus larges pour les technologies d’assistance chez les animaux et les humains

Pour les chiens aveugles, le quotidien peut se transformer en un parcours du combattant semé d'embûches et de confusion. Les solutions traditionnelles, comme les cadres rigides en forme de « halo » et les cônes élisabéthains, peuvent être encombrantes et inconfortables, ce qui complique la socialisation et le jeu.

Souhaitant proposer une alternative plus innovante et confortable, une équipe d'étudiants en ingénierie de l'Université Rice, baptisée « Kunde's Friends » , a conçu un gilet portable qui aide les chiens aveugles à se déplacer en toute sécurité. Développé pour leur client, Kunde, un chien de Houston ayant perdu la vue à cause d'un glaucome avancé, le gilet utilise un retour haptique alimenté par un système de caméra stéréoscopique pour donner une perception spatiale en temps réel sans restreindre les mouvements ni le jeu.

Les amis de Kunde (Photo de Gustavo Raskosky/Université de Rice)

Actuellement, plus de 45 % des foyers américains possèdent un chien, et une écrasante majorité des propriétaires considèrent leur animal comme un membre de la famille. Les chiffres sont comparables avec la France. Cependant, prendre soin d'un animal handicapé, surtout s'il a perdu la vue, peut s'avérer difficile, et les options pour gérer le handicap sont parfois limitées. Après la perte de la vue de Kunde, ses propriétaires, Grant Belton et AJ Price, ont contacté l' Oshman Engineering Design Kitchen (OEDK) , le principal espace de conception technique de Rice, afin de trouver de nouvelles solutions pour aider le chien à gérer sa nouvelle condition. Adam Vuong, Cristiana De Sousa, Issy Tsai et Santiago Brent ont relevé le défi.

« Les appareils existants ont tendance à être encombrants ou inconfortables, et ils dépendent des chocs du chien pour obtenir un retour tactile, ce qui n'est pas idéal », explique Adam Vuong, étudiant en bio-ingénierie en troisième année de licence en conception technique. « Nous voulions créer un dispositif qui donnerait à Kunde l'autonomie nécessaire pour se déplacer et interagir avec son environnement sans collisions ni stress constants. »

La solution de l'équipe repose sur un gilet léger équipé de moteurs à actionneur résonant linéaire, couramment utilisés dans les objets connectés et les smartphones, qui vibrent pour alerter le chien de la proximité d'obstacles. Un ensemble de caméras stéréoscopiques, montées près de la tête du chien, capture des informations de profondeur en temps réel, traitées par un circuit imprimé (PCB) sur mesure et un module informatique de traitement de la vision stéréoscopique. Les vibrations des différentes parties du gilet varient en fonction de la proximité et de l'emplacement des obstacles, aidant Kunde à ajuster sa trajectoire sans intervention humaine.

« Un peu comme si Kunde avait une deuxième paire d'yeux, les caméras créent une carte de profondeur », précise Issy Tsai, étudiant en première année de génie électrique qui a conçu le circuit imprimé de commande des moteurs de l'équipe. « Plus un obstacle est proche, plus la vibration est forte de ce côté du gilet. »

(Photos de Gustavo Raskosky/Université Rice)

L'équipe a dû relever divers défis d'ingénierie, allant de la fabrication de boîtiers électroniques souples mais protecteurs à l'équilibrage de la répartition du poids pour éviter de gêner les mouvements naturels de Kunde. Il a également fallu imperméabiliser les composants critiques et adapter la conception au climat chaud de Houston.

« Nous devions trouver comment intégrer l'électronique dans un gilet portable respirant, doux et suffisamment résistant pour un chien qui adore jouer », assure Christiana De Sousa, étudiant en troisième année de génie mécanique. « C'était un véritable exercice de résolution créative de problèmes. »

La composition interdisciplinaire de l'équipe a enrichi l'expérience d'apprentissage de ses membres : Brent, étudiant en troisième année de génie électrique, a dirigé le développement de l'imagerie stéréo et du traitement des données, tandis que Vuong et De Sousa se sont concentrés sur l'intégration des systèmes et la conception physique. Tsai a travaillé sur le matériel du moteur de vibration, garantissant que les composants puissent communiquer efficacement sans ajouter de volume inutile.

La technologie haptique portable est un domaine de recherche actif à Rice, avec des applications potentielles allant de la rééducation médicale à la réalité augmentée. L'équipe a développé un modèle de technologie d'assistance évolutif utilisant l'apprentissage automatique open source et l'électronique à faible coût, soulignant le potentiel d'applications inter-espèces telles que la technologie de réadaptation humaine et les dispositifs thérapeutiques.

(Photos de Gustavo Raskosky/Université Rice)

« Ce projet démontre qu'avec la bonne combinaison de capteurs basse consommation et de retour haptique, il est possible de fournir un guidage spatial en temps réel, léger et discret », a déclaré Brent.

L'appareil est encore en phase de test chez Kunde, mais l'équipe est optimiste. Elle espère que sa création se traduira par une réduction significative des collisions chez Kunde, le prototype final offrant une portée allant jusqu'à 8 mètres et une autonomie d'environ deux heures.

Maria Oden et Heather Bisesti étaient les mentors de l'équipe, et Bilal Ghosn était le conseiller pédagogique de l'équipe. L'équipe a participé au concours Huff OEDK 2025.

« L'équipe a réalisé des progrès passionnants, et même s'il reste encore du travail de développement à faire pour répondre pleinement aux besoins du client, elle a déjà démontré l'importance d'un défi concret pour une conception pertinente », a déclaré Bisesti. « C'est motivant pour les étudiants de voir comment leur travail peut faire une différence directe dans la vie de quelqu'un ou d'un chien. »

https://news.rice.edu/news/2025/new-leash-life-rice-students-design-haptic-vest-blind-dogs