可監(jiān)控和幫助改善睡眠的“智能睡衣”

如果你曾夢(mèng)想睡個(gè)好覺(jué)，答案可能有一天出現(xiàn)在你的睡衣所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中。一種裝有自動(dòng)傳感器的睡衣近日問(wèn)世。這類睡眠服鑲嵌了自供電式探測(cè)儀，它能對(duì)睡眠中的人體心臟跳動(dòng)、脈搏、呼吸和睡眠姿勢(shì)提供持續(xù)的監(jiān)測(cè)。這種智能化睡眠服能給一般人、醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供很有用的信息，尤其在幫助改善睡眠方面。

這類智能睡衣克服了諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，即需要將傳感元件和便攜式電源集成到系統(tǒng)中，所需電源屬于自供，當(dāng)然，這套睡服還需要克服總重、感受、舒適度、功能和服裝固有的其他問(wèn)題。研發(fā)人員與計(jì)算機(jī)科學(xué)家和電氣工程師合作處理來(lái)自傳感器的無(wú)數(shù)信號(hào)，以便獲得清晰易懂的信息。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)顯示，充足的睡眠可幫助人們抵御壓力、感染和多種疾病，如心臟病、腎病、高血壓和糖尿病。高質(zhì)量的睡眠還能提高智力，提升決策能力，然而世界上大多數(shù)人都睡眠不足或存在相關(guān)問(wèn)題。

根據(jù)美國(guó)國(guó)家睡眠基金會(huì)(National Sleep Foundation)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，世界上存在睡眠障礙的患者越來(lái)越多，因此睡眠行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。全世界睡眠行業(yè)2017年的收入接近290億美元，2018年逾300億美元。智能床墊制造商雖然聲稱他們研發(fā)的產(chǎn)品能夠感知、推斷睡眠姿勢(shì)，改善睡眠，但卻很難將信息反饋給睡眠者，讓睡眠信息在手腕電子表上顯示出來(lái)，讓穿著者得知總睡眠時(shí)間是多少，睡眠品質(zhì)高不高等等，促使他們自己監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)睡眠。到目前為止，還沒(méi)有一種產(chǎn)品可監(jiān)測(cè)人類在微睡狀態(tài)下的姿勢(shì)、呼吸和心臟信號(hào)。

智能睡衣的原理是安裝了一套名為反應(yīng)氣相沉積過(guò)程的儀器，研發(fā)人員通過(guò)合成一種聚合物將其直接沉積在蒸氣相的織物上，然后將其織成睡衣，促使各種電子元件最終集成到傳感器上。與大多數(shù)電子耐磨材料不同的是，這種蒸汽沉積電子聚合物薄膜的耐洗耐磨性很高，且性能穩(wěn)定，經(jīng)得起紡織制造機(jī)械的多次洗擦。

美國(guó)麻省理工學(xué)院艾姆赫斯特的團(tuán)隊(duì)將5個(gè)稱為Phyjama的傳感器離散紡織貼片織入紡織品。其中的補(bǔ)丁是用鍍銀尼龍線連接并貫穿在纖維中。每個(gè)補(bǔ)丁的電線最終串聯(lián)在按鈕大小的印刷電路板上，置于與睡衣按鈕相同的位置。小型藍(lán)牙將數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送給接收器，然后形成可顯示出來(lái)的信號(hào)。

這類睡眠服鑲嵌了兩種類型的自我動(dòng)力傳感器，它能檢測(cè)“彈道運(yùn)動(dòng)”或人體壓力變化。其中4個(gè)小貼片屬于壓電，能檢測(cè)到恒定的壓力，如貼靠在人體上時(shí)，它能產(chǎn)生一定的壓電。這些補(bǔ)丁可織入睡眠服上的不同部位，以便研究人員確定睡姿。然而，這類傳感器雖不能從跳動(dòng)的心臟感觸微弱的壓力，卻能通過(guò)摩擦電貼片檢測(cè)壓力的快速變化，如心臟的物理變化，這恰恰能提供心率的信息。由此證明，這樣的傳感器可檢測(cè)到心臟跳動(dòng)的信號(hào)，它相當(dāng)于微弱的彈道信號(hào)。

該團(tuán)隊(duì)已在志愿者身上測(cè)試了這類睡眠服，并獨(dú)立驗(yàn)證了傳感器的讀數(shù)。他們還申請(qǐng)了相關(guān)專利。他們與一家工廠達(dá)成合作，估計(jì)兩年內(nèi)能上市，每件睡衣估價(jià)為100～200美元。目前，該團(tuán)隊(duì)正在致力于將該技術(shù)擴(kuò)展到可穿戴電子傳感器，這些傳感器可檢測(cè)步態(tài)并將反饋發(fā)送到監(jiān)視器以幫助防止跌倒，尤其可用于養(yǎng)老院和退休中心的老年人。

（據(jù)美國(guó)近期《科技日?qǐng)?bào)》https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190401075143.htm）