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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(shì)、可(kě)水(shuǐ)洗(xǐ)的(de)“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(è)翻(fān)身(shēn)等(děng)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。研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

研究领导者、剑桥石墨烯中心教授Luigi Occhipinti表示，睡眠质量差对身心健康影响巨大，因此进行适当的睡眠监测至关重要。然而，目前睡眠监测的黄金标准——多导睡眠监测（PSG）既昂贵又复杂，不适合在家中长期使用。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(biǎo)等(děng)可(kě)穿戴设备(bèi)，虽(suī)然(rán)佩(pèi)戴(dài)更(gèng)舒(shū)适(shì)，但(dàn)只(zhǐ)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)使用，同时又足够准确的产品，能提供有关睡眠质量的有意义的信息。”

用于多功能睡眠行为监测的智能睡衣系统概述为了开发智能睡衣，Occhipinti和同事们在他们早期为有(yǒu)语(yǔ)言(yán)障(zhàng)碍的人设计智能项圈的基础上进行了研究。团队重新设计了基于石墨烯的传感器，用于睡眠时的呼吸分析，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(jǐn)贴(tiē)颈(jǐng)部(bù)，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)机器学习模型，它利用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便携式设备上运行的程度，而无需连接计算机或(huò)服(fú)务(wu)器(qì)。

Occhipinti说(shuō)：“我(wǒ)们(men)对(duì)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)模(mó)型(xíng)进(jìn)行(xíng)了(le)精(jīng)简(jiǎn)，使(shǐ)其(qí)在(zài)达(dá)到(dào)最(zuì)高(gāo)准(zhǔn)确(què)率(lǜ)的(de)同(tóng)时(shí)实(shí)现(xiàn)最(zuì)低(dī)计(jì)算(suàn)成(chéng)本(běn)。这(zhè)样(yàng)一(yī)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。通过对智能睡衣进行特殊的上浆处理，研究人员提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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