如果你曾夢想睡個好覺,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。一種裝有自動傳感器的睡衣近日問世。這類睡眠服鑲嵌了自供電式探測儀,它能對睡眠中的人體心臟跳動、脈搏、呼吸和睡眠姿勢提供持續(xù)的監(jiān)測。這種智能化睡眠服能給一般人、醫(yī)療機構(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題。研發(fā)人員與計算機科學(xué)家和電氣工程師合作處理來自傳感器的無數(shù)信號,以便獲得清晰易懂的信息。
根據(jù)聯(lián)合國世界衛(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)問題。
根據(jù)美國國家睡眠基金會(National Sleep Foundation)調(diào)查發(fā)現(xiàn),世界上存在睡眠障礙的患者越來越多,因此睡眠行業(yè)應(yīng)運而生。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,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,讓穿著者得知總睡眠時間是多少,睡眠品質(zhì)高不高等等,促使他們自己監(jiān)測并調(diào)節(jié)睡眠。到目前為止,還沒有一種產(chǎn)品可監(jiān)測人類在微睡狀態(tài)下的姿勢、呼吸和心臟信號。
智能睡衣的原理是安裝了一套名為反應(yīng)氣相沉積過程的儀器,研發(fā)人員通過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)得起紡織制造機械的多次洗擦。
美國麻省理工學(xué)院艾姆赫斯特的團隊將5個稱為Phyjama的傳感器離散紡織貼片織入紡織品。其中的補丁是用鍍銀尼龍線連接并貫穿在纖維中。每個補丁的電線最終串聯(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。小型藍牙將數(shù)據(jù)無線發(fā)送給接收器,然后形成可顯示出來的信號。
這類睡眠服鑲嵌了兩種類型的自我動力傳感器,它能檢測“彈道運動”或人體壓力變化。其中4個小貼片屬于壓電,能檢測到恒定的壓力,如貼靠在人體上時,它能產(chǎn)生一定的壓電。這些補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的心臟感觸微弱的壓力,卻能通過摩擦電貼片檢測壓力的快速變化,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到心臟跳動的信號,它相當(dāng)于微弱的彈道信號。
該團隊已在志愿者身上測試了這類睡眠服,并獨立驗證了傳感器的讀數(shù)。他們還申請了相關(guān)專利。他們與一家工廠達成合作,估計兩年內(nèi)能上市,每件睡衣估價為100~200美元。目前,該團隊正在致力于將該技術(shù)擴展到可穿戴電子傳感器,這些傳感器可檢測步態(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)美國近期《科技日報》https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190401075143.htm)