Une start-up du secteur des technologies médicales flaire le succès grâce à la fabrication additive

L'odorat est la méthode la plus ancienne et peut-être la plus évocatrice pour déclencher la mémoire et les émotions : imaginez l'odeur d'un nouveau-né ou de sapins sur un chemin forestier. L'odorat est le seul sens directement lié à la zone du cerveau qui gère la mémoire et les émotions, ce qui en fait un outil puissant pour influencer la cognition et le comportement.

L'association de ce sens fondamental et de la technologie de la réalité virtuelle (VR), en évolution rapide, est la mission de la start-up OVR Technology.

Le produit novateur de l'entreprise est l'OX1, un dispositif sans fil léger et breveté qui se fixe sur la partie inférieure d'un casque de réalité virtuelle. Pour intensifier l'immersion et l'authenticité de l'expérience de réalité virtuelle, l'OX1 émet de microscopiques rafales de liquides parfumés, d'une durée de quelques millisecondes, dans une petite zone sous le nez de l'utilisateur. Le terme OVR présent dans le nom de l'entreprise signifie « réalité virtuelle olfactive » (olfactory virtual reality).

« L'optimisation de la conception nécessite de la flexibilité afin de s'adapter rapidement, ce que le processus Multi Jet Fusion de Protolabs proposait via l'une de ses technologies d'impression 3D industrielle », indique Erik Cooper, responsable de la conception et cofondateur d'OVR Technology. OVR Technology vise dans un premier temps les utilisations dans les secteurs de la santé, de l'enseignement et de la formation, précise M. Cooper, en soulignant qu'une technologie de réalité virtuelle plus rapide, moins chère et plus accessible accroît son adoption sur le marché de la santé.

Les médecins utilisent déjà la méthodologie de réalité virtuelle existante pour aider les vétérans souffrant du trouble de stress post-traumatique, avec une thérapie d'immersion et des odeurs liées à la guerre pour leur permettre de voir et d'appréhender à nouveau les expériences traumatisantes, précise M. Cooper. Plus de deux tiers des patients souffrant du trouble de stress post-traumatique ne présentaient plus de symptômes après de tels soins dans le cadre d'un programme de l'université de Floride centrale, a précisé Aaron Wisniewski, PDG d'OVR, lors d'une récente conférence TEDx.

Outre la santé, OVR Technology identifie la formation, l'enseignement, le divertissement, les expériences immersives telles que les jeux et les documentaires 4D enrichis avec des odeurs comme des marchés potentiels, ajoute M. Cooper. « Nous souhaitions commencer par le secteur de la santé et le marché florissant des thérapies numériques », ajoute M. Cooper.

Les dispositifs innovants requièrent la flexibilité de la conception itérative

« Un défi majeur rencontré par OVR Technology est le développement d'un produit qui n'a jamais existé et qui de surcroît émet des molécules odorantes par rafales microscopiques », confie M. Cooper.

L'OX1 génère ces odeurs en réponse à l'interface de programmation d'application (API) Architecture of Scent, qui permet aux concepteurs d'attribuer des paramètres aux odeurs des objets dans l'environnement de réalité virtuelle. Par exemple, un objet qui n'a aucune odeur lorsqu'il est pris dans un premier temps générera une odeur plus forte si l'utilisateur le rapproche de son visage. Un utilisateur dans le sens du vent d'un objet détectera son odeur dans une brise virtuelle, ce qui ne sera pas le cas s'il se déplace en amont.

Le dispositif comprend un ventilateur pour dissiper l'odeur, mais la matière avec laquelle il est fabriqué doit être suffisamment lisse pour éviter de retenir les molécules odorantes, précise M. Cooper. La matière doit également être proche de celle des pièces finales pour les tests.

De plus, la conception de l'OX1 doit être compatible avec la technologie de la réalité virtuelle qui continue d'évoluer et de s'améliorer rapidement au fil de son adoption, ajoute M. Cooper. La flexibilité dans la conception et le développement ainsi que la capacité à modifier rapidement le facteur de forme sont essentielles actuellement et en prévision des évolutions de la réalité virtuelle.

OVR Technology’s OX1 is a wireless, patented device that attaches to the bottom of a VR display.

Cooper et le directeur de la technologie d'OVR Technology, Matt Flego,ont réalisé des prototypes du boîtier avec une imprimante 3D à dépôt de fil fondu (FDM). Mais le résultat n'était pas satisfaisant pour les types de géométrie requis. Les molécules odorantes restaient collées dans les petites rainures créées par le processus FDM, ce qui rendait impossible leur élimination complète du boîtier.

L'équipe d'OVR utilise un autre processus d'impression 3D industrielle, la stéréolithographie (SLA), avec sa propre machine, indique M. Cooper. Mais la matière n'est pas aussi résistante et la finition n'est pas aussi proche de celle d'une pièce moulée finie.

Multi Jet Fusion réussit le test de l'odeur

Cooper obtient la flexibilité nécessaire pour modifier rapidement le facteur de forme ainsi que la finition et la résistance des pièces finales grâce au processus Multi Jet Fusion de Protolabs. Les délais de réalisation et les prix de Protolabs l'ont convaincu, tandis que ses outils d'analyse de conception instantanée et de tarification ont facilité le processus, en corroborant son expérience sur des pièces précédentes.

« Protolabs nous a aidés avec des pièces en nylon de très haute qualité produites par la machine HP Multi Jet Fusion », souligne M. Cooper.

Cooper a également salué la longévité des pièces MJF. « Nous allons réaliser des tests dont nous aurons besoin si nous entrons sur le marché des applications militaires, ce qui semble très probable », confie M. Cooper. « Nous devons mener des tests de chute, des tests électromagnétiques. Les pièces doivent être très semblables à la matière finale et Multi Jet Fusion nous permet d'y parvenir. »

Savoir qu'elle peut obtenir des pièces auprès de Protolabs en quelques jours - essentiellement fabriquées à la demande - évite à la start-up de constituer un stock conséquent et contribue à l'innovation rapide en conception.

OVR a utilisé le procédé de fabrication additive Multi Jet Fusion de Protolabs pour imprimer en 3D des prototypes et des pièces d'utilisation finale en faible volume pour l'OX1.

Production en petites séries avec MJF

Au-delà du prototypage, OVR prévoit d'utiliser MJF pendant que l'OX1 est en bêta tests, précise M. Cooper. Il commande généralement des pièces pour 10 dispositifs à la fois car l'entreprise collabore avec les premiers utilisateurs et des influenceurs dans le but de valider la technologie.

Le dispositif devrait être disponible dans le commerce au cours de l'année prochaine, indique M. Cooper. Dans ce cas, adopter le moulage par injection pour une éventuelle série de 10 000 pièces peut être judicieux. M. Cooper explique que la décision de passer à l'outillage est davantage dictée par les échéances et la demande de l'entreprise, même s'il ajoute qu'une fois qu'OVR aura dépassé le cap des 2 000 dispositifs par an, « nous passerons certainement à l'outillage. À ce stade, les itérations et le développement de la conception auront été finalisés pour cette version. »

D'ici là, M. Cooper accepterait de petites séries de production jusqu'à 1 000 pièces MJF. À ce volume, les dépenses nécessaires pour un outillage de moulage par injection seraient difficiles à justifier et le dispositif nécessiterait quatre ou cinq moules distincts. Tant que les moules peuvent être modifiés, la conception de l'OX1 connaîtra probablement quelques modifications importantes au cours de la poursuite du développement.

OVR Technology envisage des options qui permettraient à l'entreprise de remplacer ses dispositifs lorsqu'elle présente de nouveaux modèles, en reprenant les anciennes conceptions pour les recycler et les reconditionner. « Nous continuons à privilégier et à améliorer la R&D », explique M. Cooper. « Il est bien plus facile de rester agile et flexible en s'appuyant sur la fabrication additive. Il est essentiel de pouvoir changer d'échelle actuellement. »

OVR a utilisé le processus de fabrication additive Multi Jet Fusion de Protolabs pour imprimer en 3D les prototypes et les pièces finales en petites séries pour l'OX1.

L'OX1 d'OVR Technology est un dispositif sans fil breveté qui se fixe sur la partie inférieure d'un casque de réalité virtuelle.