计算机科学家在国际可穿戴技术会议上介绍智能睡衣

马萨诸塞州阿默斯特——科学家预测，未来，电子运动服将包含不显眼的便携式设备，用于监测睡眠期间的心率和呼吸节律，这将被证明对医疗保健具有临床用途。现在，马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员已经开发出了生理感应纺织品，这种纺织品可以编织或缝制成睡衣。他们称它们为“植物”。

本周，在英国伦敦举行的Ubicomp 2019大会上，研究生Ali Kiaghadi和S. Zohreh Homayounfar以及他们的教授Trisha L. Andrew(材料化学家和计算机科学家)Deepak Ganesan将介绍他们的健康监测睡衣。我已选择在ACM互动、移动、可穿戴和普及技术(IMWUT)会议录上发表我的作品。

正如安德鲁解释的那样，“我们面临的挑战是如何在不改变纺织品美感的情况下获得有用的信号。一般人们认为智能纺织品是指紧身的衣服，里面嵌入了各种传感器来测量生理和物理信号，但这显然不是日常服装的解决方案，尤其是睡衣。”

Ganesan补充说：“我们的观点是，即使睡衣穿得很宽松，但由于我们的姿势和与外表面的接触，这种纺织品的几个部分会压在身体上。这包括躯干对椅子或床施加的压力，睡觉时手臂对身体侧面的压力，以及毯子对睡衣的轻微压力。”

“纺织品的这些压力区域是我们可以测量由心跳和呼吸引起的弹道运动的潜在位置，”他解释道。"这些可以用来提取生理变量."困难在于，这些信号可能单独不可靠，尤其是在宽松的衣服中，但来自身体不同部位的许多传感器的信号可以智能地组合起来，以获得更精确的复合读数。

安德鲁、加内桑和他的同事解释说，他们的团队必须想出几个新主意来实现他们的愿景。他们意识到，没有现有的基于结构的方法来检测压力的连续和动态变化，特别是考虑到他们需要测量的小信号。因此，他们设计了一种新的基于织物的压力传感器，并将其与摩擦电传感器(一种通过物理接触变化激活的传感器)相结合，以开发一种分布式传感器套件，该套件可以集成到宽松的衣服(如睡衣)中。他们还开发了数据分析来融合来自许多点的信号，这些点考虑了来自每个位置的信号质量。

作者报告说，这种结合使他们能够检测许多不同姿势的生理信号。他们在受控环境和自然环境下进行了多次用户研究，结果表明，他们能够高精度提取心跳峰值，呼吸频率小于每分钟一个误差，并完美预测睡眠姿势。

安德鲁说：“我们希望这些进展将特别有助于监测老年患者，他们中的许多人患有睡眠障碍。“目前这一代的可穿戴设备，比如智能手表，并不适合这一人群，因为老年人经常会忘记一直佩戴或忍受其他设备，睡衣已经成为他们日常生活中的正常部分。更重要的是，你的手表可以告诉你你在哪里睡觉，你的睡姿是否影响你的睡眠质量。我们的菲贾玛可以。”

Ganesan和Andrew以及UMass Amherst应用生命科学研究所(IALS)将这项工作联系起来，该研究所侧重于将生命科学研究转化为改善人类健康的产品。IALS董事彼得莱因哈特(Peter Reinhart)表示：“令人兴奋的是，下一代可穿戴技术是零努力，它积极地解决了舒适和不引人注目的问题。基于织物的传感器产生的数据可能会改善健康状况——这可能有助于许多疾病的早期诊断。”

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