馬薩諸塞州阿默斯特——科學家預測，未來，電子運動服將包含不顯眼的便攜式設備，用于監(jiān)測睡眠期間的心率和呼吸節(jié)律，這將被證明對醫(yī)療保健具有臨床用途?，F(xiàn)在，馬薩諸塞大學阿默斯特分校的研究人員已經(jīng)開發(fā)出了生理感應紡織品，這種紡織品可以編織或縫制成睡衣。他們稱它們?yōu)椤爸参铩薄?
本周，在英國倫敦舉行的Ubicomp 2019大會上，研究生Ali Kiaghadi和S. Zohreh Homayounfar以及他們的教授Trisha L. Andrew(材料化學家和計算機科學家)Deepak Ganesan將介紹他們的健康監(jiān)測睡衣。我已選擇在ACM互動、移動、可穿戴和普及技術(IMWUT)會議錄上發(fā)表我的作品。
正如安德魯解釋的那樣，“我們面臨的挑戰(zhàn)是如何在不改變紡織品美感的情況下獲得有用的信號。一般人們認為智能紡織品是指緊身的衣服，里面嵌入了各種傳感器來測量生理和物理信號，但這顯然不是日常服裝的解決方案，尤其是睡衣?！?
Ganesan補充說：“我們的觀點是，即使睡衣穿得很寬松，但由于我們的姿勢和與外表面的接觸，這種紡織品的幾個部分會壓在身體上。這包括軀干對椅子或床施加的壓力，睡覺時手臂對身體側面的壓力，以及毯子對睡衣的輕微壓力?！?
“紡織品的這些壓力區(qū)域是我們可以測量由心跳和呼吸引起的彈道運動的潛在位置，”他解釋道。"這些可以用來提取生理變量."困難在于，這些信號可能單獨不可靠，尤其是在寬松的衣服中，但來自身體不同部位的許多傳感器的信號可以智能地組合起來，以獲得更精確的復合讀數(shù)。
安德魯、加內(nèi)桑和他的同事解釋說，他們的團隊必須想出幾個新主意來實現(xiàn)他們的愿景。他們意識到，沒有現(xiàn)有的基于結構的方法來檢測壓力的連續(xù)和動態(tài)變化，特別是考慮到他們需要測量的小信號。因此，他們設計了一種新的基于織物的壓力傳感器，并將其與摩擦電傳感器(一種通過物理接觸變化激活的傳感器)相結合，以開發(fā)一種分布式傳感器套件，該套件可以集成到寬松的衣服(如睡衣)中。他們還開發(fā)了數(shù)據(jù)分析來融合來自許多點的信號，這些點考慮了來自每個位置的信號質量。
作者報告說，這種結合使他們能夠檢測許多不同姿勢的生理信號。他們在受控環(huán)境和自然環(huán)境下進行了多次用戶研究，結果表明，他們能夠高精度提取心跳峰值，呼吸頻率小于每分鐘一個誤差，并完美預測睡眠姿勢。
安德魯說：“我們希望這些進展將特別有助于監(jiān)測老年患者，他們中的許多人患有睡眠障礙?！澳壳斑@一代的可穿戴設備，比如智能手表，并不適合這一人群，因為老年人經(jīng)常會忘記一直佩戴或忍受其他設備，睡衣已經(jīng)成為他們?nèi)粘Ｉ钪械恼２糠?。更重要的是，你的手表可以告訴你你在哪里睡覺，你的睡姿是否影響你的睡眠質量。我們的菲賈瑪可以?！?
Ganesan和Andrew以及UMass Amherst應用生命科學研究所(IALS)將這項工作聯(lián)系起來，該研究所側重于將生命科學研究轉化為改善人類健康的產(chǎn)品。IALS董事彼得萊因哈特(Peter Reinhart)表示：“令人興奮的是，下一代可穿戴技術是零努力，它積極地解決了舒適和不引人注目的問題?；诳椢锏膫鞲衅鳟a(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能會改善健康狀況——這可能有助于許多疾病的早期診斷?！?
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