可監控和幫助改善睡眠的“智能睡衣”

如果你曾夢想睡個好覺，答案可能有一天出現在你的睡衣所產生的數據中。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的監測。這種智能化睡眠服能給一般人、醫療機構提供很有用的信息，尤其在幫助改善睡眠方面。

這類智能睡衣克服了諸多技術挑戰，即需要將傳感元件和便攜式電源集成到系統中，所需電源屬于自供，當然，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。研發人員與計算機科學家和電氣工程師合作處理來自傳感器的無數信號，以便獲得清晰易懂的信息。

根據聯合國世界衛生組織的數據顯示，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。高質量的睡眠還能提高智力，提升決策能力，然而世界上大多數人都睡眠不足或存在相關問題。

根據美國國家睡眠基金會(National Sleep Foundation)調查發現，世界上存在睡眠障礙的患者越來越多，因此睡眠行業應運而生。全世界睡眠行業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的產品能夠感知、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，睡眠品質高不高等等，促使他們自己監測并調節睡眠。到目前為止，還沒有一種產品可監測人類在微睡狀態下的姿勢、呼吸和心臟信號。

智能睡衣的原理是安裝了一套名為反應氣相沉積過程的儀器，研發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，且性能穩定，經得起紡織制造機械的多次洗擦。

美國麻省理工學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。小型藍牙將數據無線發送給接收器，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。他們還申請了相關專利。他們與一家工廠達成合作，估計兩年內能上市，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擴展到可穿戴電子傳感器，這些傳感器可檢測步態并將反饋發送到監視器以幫助防止跌倒，尤其可用于養老院和退休中心的老年人。

（據美國近期《科技日報》https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190401075143.htm）