可监控和帮助改善睡眠的“智能睡衣”

如果你曾梦想睡个好觉，答案可能有一天出现在你的睡衣所产生的数据中。一种装有自动传感器的睡衣近日问世。这类睡眠服镶嵌了自供电式探测仪，它能对睡眠中的人体心脏跳动、脉搏、呼吸和睡眠姿势提供持续的监测。这种智能化睡眠服能给一般人、医疗机构提供很有用的信息，尤其在帮助改善睡眠方面。

这类智能睡衣克服了诸多技术挑战，即需要将传感元件和便携式电源集成到系统中，所需电源属于自供，当然，这套睡服还需要克服总重、感受、舒适度、功能和服装固有的其他问题。研发人员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，以便获得清晰易懂的信息。

根据联合国世界卫生组织的数据显示，充足的睡眠可帮助人们抵御压力、感染和多种疾病，如心脏病、肾病、高血压和糖尿病。高质量的睡眠还能提高智力，提升决策能力，然而世界上大多数人都睡眠不足或存在相关问题。

根据美国国家睡眠基金会(National Sleep Foundation)调查发现，世界上存在睡眠障碍的患者越来越多，因此睡眠行业应运而生。全世界睡眠行业2017年的收入接近290亿美元，2018年逾300亿美元。智能床垫制造商虽然声称他们研发的产品能够感知、推断睡眠姿势，改善睡眠，但却很难将信息反馈给睡眠者，让睡眠信息在手腕电子表上显示出来，让穿着者得知总睡眠时间是多少，睡眠品质高不高等等，促使他们自己监测并调节睡眠。到目前为止，还没有一种产品可监测人类在微睡状态下的姿势、呼吸和心脏信号。

智能睡衣的原理是安装了一套名为反应气相沉积过程的仪器，研发人员通过合成一种聚合物将其直接沉积在蒸气相的织物上，然后将其织成睡衣，促使各种电子元件最终集成到传感器上。与大多数电子耐磨材料不同的是，这种蒸汽沉积电子聚合物薄膜的耐洗耐磨性很高，且性能稳定，经得起纺织制造机械的多次洗擦。

美国麻省理工学院艾姆赫斯特的团队将5个称为Phyjama的传感器离散纺织贴片织入纺织品。其中的补丁是用镀银尼龙线连接并贯穿在纤维中。每个补丁的电线最终串联在按钮大小的印刷电路板上，置于与睡衣按钮相同的位置。小型蓝牙将数据无线发送给接收器，然后形成可显示出来的信号。

这类睡眠服镶嵌了两种类型的自我动力传感器，它能检测“弹道运动”或人体压力变化。其中4个小贴片属于压电，能检测到恒定的压力，如贴靠在人体上时，它能产生一定的压电。这些补丁可织入睡眠服上的不同部位，以便研究人员确定睡姿。然而，这类传感器虽不能从跳动的心脏感触微弱的压力，却能通过摩擦电贴片检测压力的快速变化，如心脏的物理变化，这恰恰能提供心率的信息。由此证明，这样的传感器可检测到心脏跳动的信号，它相当于微弱的弹道信号。

该团队已在志愿者身上测试了这类睡眠服，并独立验证了传感器的读数。他们还申请了相关专利。他们与一家工厂达成合作，估计两年内能上市，每件睡衣估价为100～200美元。目前，该团队正在致力于将该技术扩展到可穿戴电子传感器，这些传感器可检测步态并将反馈发送到监视器以帮助防止跌倒，尤其可用于养老院和退休中心的老年人。

（据美国近期《科技日报》https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190401075143.htm）