如果你曾经梦想过睡个好觉，也许有一天你的答案就在你的睡衣产生的数据中。研究人员已经开发出一种内嵌自供电传感器的睡衣，可以不引人注意地持续监测心跳、呼吸和睡眠姿势，这些都是影响睡眠质量的因素。这种“智能”服装可以为普通人和临床医生提供帮助改善睡眠模式的有用信息。
研究人员在美国化学学会(ACS) 2019年春季全国会议和博览会上展示了他们的结果。“我们的智能睡衣克服了许多技术上的挑战，”领导这个团队的Trisha L. Andrew博士说。“我们必须在不引人注目的情况下将传感元素和便携式电源集成到日常服装中，同时保持熟悉服装和织物的重量、手感、舒适度、功能和坚固性。我们还与计算机科学家和电气工程师合作，处理来自传感器的无数信号，从而获得清晰、易于理解的信息。”
根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究，充足的高质量睡眠有助于预防压力、感染和多种疾病，如心脏病、肾病、高血压和糖尿病。研究发现，高质量的睡眠还能提高思维敏锐度，提高决策能力。然而，大多数人没有得到足够的睡眠——或者是正确的睡眠。
美国国家睡眠基金会估计，睡眠产业正在蓬勃发展，2017年收入近290亿美元。虽然一些智能床垫制造商声称该产品可以感知运动并推断睡眠姿势，但它们并没有向睡眠者提供详细的信息，也不便于携带旅行。佩戴在手腕上的商用电子腕带可以提供心率信息，并监测佩戴者的总睡眠时间。但到目前为止，还没有任何一种典型的消费者可以用来监测睡眠时的姿势、呼吸和心脏信号。
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这种智能睡衣的关键是一种叫做反应性气相沉积的过程。安德鲁说:“这种方法使我们能够合成一种聚合物，同时将其直接沉积在织物的气相中，形成各种电子元件，最终形成集成传感器。”“与大多数电子可穿戴设备不同，这种气相沉积的电子聚合物薄膜耐洗耐磨损，能够承受机械要求很高的纺织制造流程。”
马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts, Amherst)的研究团队称之为“Phyjama”，它有五个独立的纺织品贴片，其中装有传感器。这些补丁是用镀银的尼龙线在棉线的掩护下相互连接的。每个贴片上的电线最后被放置在一个纽扣大小的印刷电路板上，电路板的位置与睡衣纽扣相同。数据通过一个小型蓝牙发射器无线发送到接收器，这个发射器是按钮电路的一部分。
这种服装包括两种自供电传感器，可以检测“弹道运动”或压力变化。其中四个贴片是压电的。它们能探测到恒定的压力，比如床对人身体的压力。这种史无前例的贴片被用于《睡袍》的不同部位，这样研究人员就可以确定睡眠姿势。然而，这种传感器无法感知心脏跳动时的微弱压力。摩擦电贴片可以检测压力的快速变化，比如心脏的物理泵血，从而提供心率信息。这是此类传感器首次被证明可以检测来自心脏的微小弹道信号。
安德鲁的团队已经在志愿者身上测试了这种衣服，并独立验证了传感器的读数。他们还申请了Phyjama的专利。在安德鲁与一家制造商合作后，她估计该产品将在两年内以100至200美元的价格上市。目前，该团队正致力于将该技术扩展到可穿戴电子传感器，以检测步态，并将反馈信息发送到监视器，以帮助防止摔倒。安德鲁斯说，这个应用程序可以在养老院和退休中心等场所使用。
来源:美国化学学会
