Projet année Miage 2014-2015

Introduction

Ici quelques idées de projets nécessitant l'achat de matériel.

Collecte d'information via montres connectées et smartphone pour nourrir un réseau social géolocalisé / temporalisé

Matériel à acheter : 4 montres connectées Motorola 360, éventuellement un smartphone Android récent type Nexus 5 ou équivalent.

Les activités que nous pratiquons tous les jours ne sont pas réparties aléatoirement dans le temps et dans l’espace mais révèlent  des patterns spatio-temporels. Les lieux où vous aviez passé du temps (un site physique ou une page web) régulièrement ou occasionnellement signalent votre style de vie qui est généralement fortement associé à vos caractéristiques socio-économiques, tels que l'âge, le sexe, la profession, et ainsi de suite, pour peu que vous ayez accepté d’être géolocalisé (ce qui est souvent le cas lors de l’installation initiale des logiciels d’un SmartPhone). En d'autres termes, les empreintes spatio-temporelles révèlent une quantité importante d'informations sur les personnes qui les créent. Les réseaux sociaux en ligne et les services de partages d’informations ont générés des volumes importants d’empreintes spatio-temporelles. Ces dernières peuvent être exploitée pour de la publicité ciblée mais aussi, et c’est ce qui nous intéresse ici, pour recommander des activités dans le but d’atteindre un objectif précis. 

Par exemple l’activité physique dans un parcours de traitement d’un diabétique peut  servir à faire baisser  la pression artérielle et aide à l’amélioration de l'insulino-sensibilité (et donc produit un effet sur l'équilibre glycémique), etc…Pour atteindre ses objectifs, et en fonction des plusieurs autres paramètres (âge, type de diabète, complication, etc..) le système pourra recommander certains exercices (type, fréquence et intensité). On peut imaginer d’autres scénarios avec des personnes âgées ayant besoin d’une rééducation après une fracture du fémur, avec des sportifs de haut niveau désirant optimiser leurs performances en ayant une préparation physique adaptée, etc.

Objectif

Il s’agit donc de réaliser une plateforme de collecte des données issues de capteurs (parcours géographique, vitesse, distance parcourue, fréquence cardiaque, température du corps, taux de glycémie, etc..) permettant de faire le suivi de l’activité spatio-temporelle et physiologique de la personne. Ces données seront stockées par la suite dans une base de données qui permettra de raisonner sur ces données pour pouvoir effectuer des recommandations.  

La partie collecte des données et visualisation utilisera le framework et les APIs de la plateforme open source SmartCampus (développée par l’équipe de recherche MODALIS localisée à l’EPU templiers).

Le projet devra participer à la création d’un modèle pour ces données et à leur stockage dans une base de données. Une autre tâche consistera à exploiter ces données pour effectuer des raisonnements dessus et donner des recommandations sur les activités à effectuer par la personne. Dans le cas d’un diabétique, d’un insuffisant cardiaque, d’un sportif de haut niveau, on pourra recommander certains parcours, certains objectifs, certains temps à atteindre lors d’un exercice physique, pour atteindre le but « améliorer santé », « améliorer ses performances », etc. 

Le travail sera suivi par des membres de l'équipe WIMMICS : Michel BUFFA (buffa@unice.fr) et Amel Ben Othmane

Plan prévisionnel

• Etape 1: Conception et Analyse de l'architecture globale du système, en adéquation avec les besoins utilisateurs;
• Etape 2 : Spécifier et développer les différents modules du système (serveur et clients)
• Etape 3 : Tests unitaires, tests d'intégration et déploiement du prototype ;
• Etape 4 : Analyse du résultat obtenu et rédaction du rapport final.
• En parallèle avec les tâches 1, 2 et 3 : tests technologiques, découvertes de la plateforme logicielle SmartCampus, du SDK des  montres connectées, mise en place de la chaine de traitement avec des données simulées, etc…

Outils & technologies :  

Client Web : SmartCampus, HTML5, JavaScript, CSS,  Google Maps/Open Street Maps.

Nous aurons peut être besoin d’une application web « hybride », programmée en technologies web mais compilée en natif permettant l'accès aux APIs bas niveau du téléphone, c’est ce qui semble nécessaire pour accéder au SDK des montres connectées.

Une solution PhoneGap/Cordova est à envisager. Des frameworks tels que Angular JS / IONIC CSS/JS et un simulateur de back end comme FireBase peuvent être de bonnes pistes. 

• Serveur : technologie libre (JavaEE / NodeJS)
• Base de données : MongoDB / CORESE 

Capteur : Smart Body Analyser (Balance Withings), LifeTrack, Motorola 360, montres Garmin, Galaxy Gear, etc... (en cours d’évaluation, certainement Galaxy Gear S et Motorola moto 360)

Compétences Requises

• Bonne pratique des langages de programmation dans l'environnement web  : java, html5, javascript, CSS,
• Facultatif : Google Maps/Open Street Maps, etc.
• Pendant le proje t: apprentissage des outils et les langages de développement mobile et ambiant : Android, PhoneGap/Cordova,API de bas niveau, divers SDK des objets connectés

Besoins Clients

Votre travail dans le cadre de ce projet consistera à développer la plateforme permettant de recueillir et de visualiser des données brutes provenant d'un ensemble de capteurs (montre connectée, Smartphone, balance connectée, etc...).  Ces données seront ensuite utilisées à des fins de recommandation d'activités physiques relatives à la santé de la personne.

Développement d'une plateforme web pour apprendre à jouer des morceaux rock / pop

En deux mots : garageband simplifié dans une page web!

Matériel nécessaire : une ou deux interfaces audio + midi pouvant fonctionner sur Desktop et devices mobiles + mini clavier midi. Ca ne court pas les rues, très peu de modèles sont disponibles, par exemple ce modèle : http://fr.audiofanzine.com/carte-son...on-apogee.html, ou celuiu-ci http://fr.audiofanzine.com/carte-son...udio/babyface/. Petit clavier midi peu onéreux (60 euros) : l'alesis q25.

Ci-dessus une carte apogee duet audio+midi sur un ipad et un clavier midi.

Ci-dessous une RME babyface midi + audio, ici sur un ipad:

Ci-dessous l'alesis q25, un clavier peu onéreux.

Un de vos enseignants a développé une application musicale originale : un lecteur multipistes HTML5 basée sur l'API Web Audio intitulé BHUMP (http://mt5demo.gexsoft.com). Cette application permet de jouer des morceaux rock en mode multipistes, et ainsi isoler les différents instruments. Ce "super lecteur audio" permet de faire des boucles, d'isoler une partie du morceau, etc. Il est déjà utilisé dans des écoles de musique régionales. Voir photo d'écrans. Il est possible par ailleurs de visualiser des partitions de musique multipistes au format guitar Pro directement dans un Canvas HTML5 à l'aide de la librairie JavaScript Alphatab.net. On suhaite synchroniser la lecture audio avec l'affichage des partitions. Idem si on dispose de vidéos pédagogiques. On souhaite syncrhoniser vidéo/partitions et sections dans la musique audio multipiste.

Par ailleurs un TER de master info l'an dernier a développé plusieurs instruments de musiques virtuels : une boîte à rythme et un synthétiseurs. Toujours avec l'API Web Audio. Il serait intéressant de pouvoir piloter ces instruments via une interface midi. Ca tombe bien, l'api Web MIDI vient juste d'être implémentée par des navigateurs récents.  Vous pouvez tester sur http://www.rivieraproject.fr/

Ces applications fonctionnent également sur tablette et mobiles android ou IOS, c'est tout l'intérêt de HTML5.

Objectif

Il s'agit de complétet le logiciel audio multipiste avec un module de stynchronisation avec partitions et vidéo, et de modifier la GUI en conséquence.

Il s'agit de pouvoir ajouter au logiciel multipiste des pistes d'instruments virtuels, pour que ce soit directement l'ordinateur qui gènère les sons lorsqu'on joue de son instrument. Exemples de scénario:

• Je charge Honky Tonk Woman des Rolling Stones, je branche une interface audio/midi sur mon PC/Mac/Ipad/Iphone/Tablette ou Smartphone Android et je branche soit un clavier maitre (clavier de type piano, mais sans sons), soit une guitare, soit un micro dans une entrée de l'interface. La webapp détecte les évènements midi et joue les sons des instruments virtuels, ou bien détecte les sons de la guitare et traite le signal audio en temps réel pour ajouter des effets.

Plan prévisionnel

• Etape 1 : apprentissage des bases de l'API WebAudio, étude de la conception et du code des applications existantes,
• Etape 2 : Etude de l'API Web Midi et premiers tests via des instruments midi, développement de preuves de concept,
• Etape 2bis : id étude des effets audio temps réels proposés par Web Audio et réalisation de preuves de concept,
• Etape 3 : intégration du module de visualisation des partitions et de vidéos + écriture d'un schéduler qui en fonction du temps dans l'audio ou dans les vidéos va déclencher l'affichage de la bonne partie de la partition,
• Etape 3 : intégration graduelle des autres modules dans une unique plateforme, à commencer par : audio temps réel, puis ensuite interface midi et instruments virtuels.

Outils & technologies

Technologies web : HTML + CSS + JS + API Web Audio, c'est principalement du JavaScript mais on a aussi un serveur NodeJS qui implémente quelques web services. Il faudra certainement compléter l'existant.

Cela va sans dire...

Le projet se place dans le cadre du thème de recherche de l'Ingénierie des besoins/exigences. Il est donc évident qu'une des premières étapes sera une étude poussée des besoins, pour les faire émerger au mieux.