馬薩諸塞州阿默斯特——科學(xué)家預(yù)測(cè)，未來，電子運(yùn)動(dòng)服將包含不顯眼的便攜式設(shè)備，用于監(jiān)測(cè)睡眠期間的心率和呼吸節(jié)律，這將被證明對(duì)醫(yī)療保健具有臨床用途?，F(xiàn)在，馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的研究人員已經(jīng)開發(fā)出了生理感應(yīng)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(guó)倫敦舉行的Ubicomp 2019大會(huì)上，研究生Ali Kiaghadi和S. Zohreh Homayounfar以及他們的教授Trisha L. Andrew(材料化學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家)Deepak Ganesan將介紹他們的健康監(jiān)測(cè)睡衣。我已選擇在ACM互動(dòng)、移動(dòng)、可穿戴和普及技術(shù)(IMWUT)會(huì)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(hào)。一般人們認(rèn)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(cè)量生理和物理信號(hào)，但這顯然不是日常服裝的解決方案，尤其是睡衣?！?
Ganesan補(bǔ)充說：“我們的觀點(diǎn)是，即使睡衣穿得很寬松，但由于我們的姿勢(shì)和與外表面的接觸，這種紡織品的幾個(gè)部分會(huì)壓在身體上。這包括軀干對(duì)椅子或床施加的壓力，睡覺時(shí)手臂對(duì)身體側(cè)面的壓力，以及毯子對(duì)睡衣的輕微壓力?！?
“紡織品的這些壓力區(qū)域是我們可以測(cè)量由心跳和呼吸引起的彈道運(yùn)動(dòng)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(hào)可能單獨(dú)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(hào)可以智能地組合起來，以獲得更精確的復(fù)合讀數(shù)。
安德魯、加內(nèi)桑和他的同事解釋說，他們的團(tuán)隊(duì)必須想出幾個(gè)新主意來實(shí)現(xiàn)他們的愿景。他們意識(shí)到，沒有現(xiàn)有的基于結(jié)構(gòu)的方法來檢測(cè)壓力的連續(xù)和動(dòng)態(tài)變化，特別是考慮到他們需要測(cè)量的小信號(hào)。因此，他們?cè)O(shè)計(jì)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(jié)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(diǎn)的信號(hào)，這些點(diǎn)考慮了來自每個(gè)位置的信號(hào)質(zhì)量。
作者報(bào)告說，這種結(jié)合使他們能夠檢測(cè)許多不同姿勢(shì)的生理信號(hào)。他們?cè)谑芸丨h(huán)境和自然環(huán)境下進(jìn)行了多次用戶研究，結(jié)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(gè)誤差，并完美預(yù)測(cè)睡眠姿勢(shì)。
安德魯說：“我們希望這些進(jìn)展將特別有助于監(jiān)測(cè)老年患者，他們中的許多人患有睡眠障礙。“目前這一代的可穿戴設(shè)備，比如智能手表，并不適合這一人群，因?yàn)槔夏耆私?jīng)常會(huì)忘記一直佩戴或忍受其他設(shè)備，睡衣已經(jīng)成為他們?nèi)粘Ｉ钪械恼２糠帧８匾氖?，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(zhì)量。我們的菲賈瑪可以?！?
Ganesan和Andrew以及UMass Amherst應(yīng)用生命科學(xué)研究所(IALS)將這項(xiàng)工作聯(lián)系起來，該研究所側(cè)重于將生命科學(xué)研究轉(zhuǎn)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(shù)是零努力，它積極地解決了舒適和不引人注目的問題。基于織物的傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能會(huì)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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