编译：公子欣
睡眠是人类健康的重要组成部分，然而，超过60%的成年人睡眠质量不佳。张口呼吸、睡眠呼吸暂停、打鼾等睡眠行为是导致睡眠质量差的主要因素，还可能引发心血管疾病、糖尿病和抑郁症等慢性疾病。因此，有效监测和识别睡眠(mián)状态对于现代健康管理至关重要。
日前，由剑桥大学领导的研究团队研发出一种舒适、可水洗的“智能睡衣”，无需使用粘性贴片和笨重设备，也无需前往专业睡眠诊所，在家就能监测睡眠呼吸暂停等睡眠障碍。研究团队开发出一种印刷织物传感器，即便睡衣宽松地穿在颈部和胸部，该传感器也能通过检测皮肤的微小运动来监测呼吸。
嵌入智能睡衣的传感器经过“轻量级”人工智能算法进行训练，能以98.6%的准确率识别6种不同的睡眠状态，同时忽略翻身等正常睡眠动作。这种节能传感器只需少量睡眠模式示例，就能成功识别正常睡眠和异常睡眠之间的差异。
研究人员表示，该智能睡衣可帮助饱受睡眠紊乱困扰的人监测自身睡眠，并了解生活方式变化对睡眠的影响(xiǎng)。研(yán)究(jiū)发(fā)表(biǎo)在(zài)《美(měi)国(guó)国(guó)家(jiā)科(kē)学(xué)院(yuàn)院(yuàn)刊(kān)》上(shàng)。
研(yán)究(jiū)领(lǐng)导(dǎo)者(zhě)、剑(jiàn)桥(qiáo)石(shí)墨(mò)烯(xī)中(zhōng)心(xīn)教(jiào)授(shòu)Luigi Occhipinti表(biǎo)示(shì)，睡(shuì)眠(mián)质量(liàng)差(chà)对(duì)身(shēn)心(xīn)健(jiàn)康(kāng)影(yǐng)响(xiǎng)巨(jù)大(dà)，因(yīn)此(cǐ)进(jìn)行(xíng)适(shì)当(dāng)的(de)睡(shuì)眠(mián)监(jiān)测(cè)至(zhì)关重(zhòng)要(yào)。然(rán)而(ér)，目(mù)前(qián)睡(shuì)眠(mián)监(jiān)测(cè)的(de)黄(huáng)金(jīn)标(biāo)准(zhǔn)——多(duō)导(dǎo)睡(shuì)眠(mián)监(jiān)测(cè)（PSG）既(jì)昂(áng)贵(guì)又(yòu)复(fù)杂(zá)，不(bù)适(shì)合(hé)在(zài)家(jiā)中(zhōng)长(zhǎng)期使用。比PSG更简单的家用设备，如家庭睡眠测试，通常只针对单一病症，且体积庞大或佩戴不舒服；而智能手表等可穿戴设备，虽然佩戴更舒适，但只能(néng)推(tuī)断(duàn)睡(shuì)眠(mián)质(zhì)量(liàng)，无(wú)法(fǎ)有(yǒu)效(xiào)准(zhǔn)确(què)监(jiān)测(cè)睡(shuì)眠(mián)障(zhàng)碍(ài)。
Occhipinti说(shuō)：“我(wǒ)们(men)需(xū)要(yào)一(yī)种(zhǒng)每(měi)晚(wǎn)都(dōu)能(néng)舒(shū)适(shì)、轻(qīng)松(sōng)使(shǐ)用(yòng)，同(tóng)时(shí)又(yòu)足(zú)够(gòu)准(zhǔn)确(què)的(de)产(chǎn)品(pǐn)，能(néng)提(tí)供(gōng)有(yǒu)关睡(shuì)眠(mián)质(zhì)量(liàng)的(de)有意(yì)义(yì)的(de)信(xìn)息(xi)。”
用(yòng)于(yú)多(duō)功(gōng)能(néng)睡(shuì)眠(mián)行(xíng)为(wèi)监(jiān)测(cè)的(de)智(zhì)能(néng)睡(shuì)衣(yī)系(xì)统(tǒng)概(gài)述(shù)为了开发智能睡衣，Occhipinti和同事(shì)们(men)在(zài)他(tā)们(men)早(zǎo)期(qī)为(wèi)有(yǒu)语(yǔ)言(yán)障(zhàng)碍(ài)的(de)人(rén)设(shè)计(jì)智(zhì)能(néng)项(xiàng)圈(quān)的(de)基(jī)础(chǔ)上(shàng)进(jìn)行(xíng)了(le)研(yán)究(jiū)。团(tuán)队(duì)重(zhòng)新(xīn)设(shè)计(jì)了(le)基(jī)于(yú)石(shí)墨(mò)烯(xī)的(de)传(chuán)感(gǎn)器(qì)，用(yòng)于(yú)睡(shuì)眠(mián)时(shí)的呼吸分析，并进行了几项设计改进以提高灵敏度。“得益于我们的设计改进，传感器能够检测到不同的睡眠状态，同时忽略正常的翻身动作。”灵敏度的提高也意味着智能睡衣无需紧贴颈部，只(zhǐ)要(yào)传(chuán)感(gǎn)器(qì)与(yǔ)皮(pí)肤(fū)接(jiē)触(chù)，就(jiù)能(néng)提(tí)供(gōng)高(gāo)度(dù)准(zhǔn)确(què)的(de)读(dú)数(shù)。”
睡(shuì)眠(mián)条(tiáo)件(jiàn)识(shi)别(bié)模(mó)型(xíng)
研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)设(shè)计(jì)了(le)一(yī)种(zhǒng)名为(wèi)SleepNet的(de)机(jī)器(qì)学(xué)习(xí)模(mó)型(xíng)，它(tā)利(lì)用(yòng)传感器捕获的信号来识别睡眠状态，包括鼻呼吸、口呼吸、打鼾、磨牙、中枢性睡眠呼吸暂停和阻塞性睡眠呼吸暂停。SleepNet是一个“轻量级”人工智能网络，将计算复杂性降低到可以在(zài)便(biàn)携(xié)式(shì)设(shè)备(bèi)上运行的程度，而无需连接计算机或服务器。
Occhipinti说：“我们对人工智能模型进行了精简，使其在达到最高准确率的同时实现最低计算成本。这样一来，我们就能将主要的数据处理器直接嵌入传感器中。”研究人员将智能睡衣在健康人和睡眠呼吸暂停患者身上进行了测试，能够以98.6%的准确率检测一系列睡眠状态。通过对智能睡衣进(jìn)行(xíng)特(tè)殊(shū)的(de)上(shàng)浆(jiāng)处(chù)理(lǐ)，研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)提(tí)高了传感器的耐用性，使其能够用普通洗衣机清洗。最新版本的智能睡衣还具有无线数据传输功能，可以将睡眠数据安全传输到智能手机或电脑上。
设备的特性
睡眠对健康至关重要，可靠的睡眠监测是预防保健的关键。Occhipinti指出，这种智能衣服可以在家使用，它能提醒用户注意自身睡眠变化，然后与医生讨论。在医疗服务体系的睡眠分析中，通常不会关注鼻呼吸和口呼吸等睡眠行为，但这可能是睡眠障碍的一个指标。
研究人员希望这种传感器能适应各种健康状况或家庭用途，例如婴儿监护。他们还在努力提升传感器的耐用性，以便长期使用。
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