Quand on pense aux appareils mains libres, on imagine souvent Alexa et d’autres assistants vocaux, des écouteurs Bluetooth, ou encore Siri pour passer un appel en voiture. Cependant, utiliser sa bouche pour interagir avec des appareils comme un ordinateur ou un téléphone est moins courant.
Les chercheurs du Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT (CSAIL) et de l’Université d’Aarhus ont innové avec « MouthIO », un dispositif dentaire intégrant des capteurs et des composants de rétroaction pour capturer les interactions buccales. Cet appareil interactif pourrait aider les dentistes et médecins à recueillir des données de santé et permettre aux personnes à mobilité réduite d’interagir avec des appareils électroniques via leur bouche.
MouthIO, qui ressemble à un appareil de rétention électronique, est un dispositif dentaire transparent adapté à votre dentition grâce à un scan. Les chercheurs ont développé un plugin pour le logiciel Blender afin de personnaliser l’appareil à partir d’un scan dentaire, permettant ensuite une impression 3D en résine dentaire. Ce processus de conception assistée par ordinateur permet d’intégrer des composants électroniques comme des batteries, des capteurs (température, accélération, tactiles) et des actionneurs (moteurs de vibration, LED) dans un boîtier PCB. De petits appareils électroniques peuvent également être placés sur des dents individuelles.
MouthIO : fabrication d’interfaces utilisateur orales personnalisables avec détection et actionnement intégrés
Vidéo : AVEC CSAIL
La bouche active
« La bouche est un endroit fascinant pour un dispositif interactif, offrant de nombreuses opportunités, mais elle est restée largement inexplorée en raison de sa complexité », explique Michael Wessely, ancien postdoctorant du CSAIL et auteur principal d’une étude sur MouthIO, maintenant professeur adjoint à l’Université d’Aarhus. « Cet environnement compact et humide présente des géométries complexes, rendant difficile la création d’une interface portable. Avec MouthIO, nous avons développé un appareil confortable, sûr et presque invisible. Les dentistes et médecins sont enthousiastes quant à son potentiel pour fournir de nouvelles informations sur la santé, en suivant des éléments comme le grincement des dents et potentiellement les bactéries dans la salive. »
L’enthousiasme pour MouthIO en matière de surveillance de la santé provient des premières expériences. L’équipe a découvert que l’appareil pouvait suivre le bruxisme (grincement des dents) grâce à un accéléromètre intégré, enregistrant les mouvements de la mâchoire. MouthIO, lorsqu’il est attaché à l’ensemble de dents inférieur, détecte les moments de grincement et de morsure, enregistrant les données pour montrer leur fréquence.
Le dispositif personnalisable de Wessely et ses collègues pourrait également aider les personnes à mobilité réduite. L’équipe a intégré de petits pavés tactiles à MouthIO pour détecter les interactions de la langue avec les dents, pouvant être transmises via Bluetooth pour, par exemple, faire défiler une page Web, permettant à la langue d’agir comme une « troisième main ».
« MouthIO est un excellent exemple de l’intégration de l’électronique miniature dans les interactions quotidiennes », déclare Stefanie Mueller, co-auteure de l’étude et professeure associée au MIT. « Je suis particulièrement enthousiasmée par son potentiel pour améliorer l’accessibilité et suivre les problèmes de santé potentiels. »
Moulage et fabrication de MouthIO
Pour obtenir un modèle 3D de vos dents, vous pouvez créer une empreinte physique et la numériser avec une application mobile comme Polycam, puis la télécharger sur Blender. Le plugin des chercheurs permet de nettoyer le scan dentaire pour définir une conception précise. Enfin, vous imprimez en 3D votre création en résine dentaire transparente, sur laquelle les composants électroniques peuvent être soudés. Les utilisateurs peuvent choisir un appareil orthodontique standard ou une conception « à morsure ouverte » pour exposer le bout des dents, facilitant une parole naturelle.
Cette méthode DIY coûte environ 15 dollars et prend deux heures pour l’impression 3D. MouthIO peut également être fabriqué avec un scanner dentaire professionnel, plus rapide et nécessitant moins de travail.
Comparée à la version fermée, la conception à morsure ouverte est considérée comme plus confortable. L’équipe l’a utilisée pour des expériences de surveillance des boissons, fabriquant un appareil alertant les utilisateurs lorsque la boisson est trop chaude. Cette version de MouthIO intègre un capteur de température et un moniteur vibrant lorsque la boisson dépasse 65 degrés Celsius (149 degrés Fahrenheit), aidant les personnes souffrant d’engourdissement de la bouche.
Dans une étude, les participants ont préféré la version ouverte de MouthIO. « Nous avons découvert que notre appareil pourrait être adapté à une utilisation quotidienne », déclare Yijing Jiang, auteur principal de l’étude et doctorant à l’Université d’Aarhus. « La langue peut toucher les dents de devant, permettant une parole naturelle et un confort accru pour un port prolongé. »
Les premières conclusions indiquent que MouthIO est une interface rentable, accessible et personnalisable. L’équipe travaille sur une étude à long terme pour évaluer sa viabilité, cherchant à améliorer sa conception avec des matériaux plus flexibles et en explorant d’autres parties de la bouche, comme la joue et le palais. Les chercheurs ont déjà prototypé deux nouveaux modèles : un corset unilatéral pour un confort accru et un autre avec chargement et communication sans fil.
Les co-auteurs de Jiang, Mueller et Wessely incluent Julia Kleinau, Till Max Eckroth et Eve Hoggan de l’Université d’Aarhus. Leur travail a été soutenu par une subvention de la Fondation Novo Nordisk et présenté au symposium de l’ACM sur les logiciels et technologies d’interface utilisateur.
