使用自供电智能枕头跟踪睡眠中的头部运动

使用自供电智能枕头跟踪睡眠中的头部运动

睡眠质量在人类健康中起着至关重要的作用，已成为评估身体健康的指标。用于监测睡眠行为的自供电、灵敏、无创、舒适和低成本的睡眠监测传感器的需求量仍然很大。

在医学实验室进行密切的夜间监测可以清楚地了解睡眠质量，而腕戴式跟踪设备对于普通人来说是一种更可行的解决方案，但这些设备并不能提供接近相同水平的准确度。中国科学家开发了一种智能枕头，旨在介于这两种睡眠跟踪解决方案之间，通过头部运动监测休息质量，同时为系统供电。

自供电智能枕头源于科学家在睡眠监测系统中的早期工作，该系统通过摩擦纳米发电机 (TENG) 在夜间跟踪运动并收集能量。这些将摩擦和机械能转化为电能的系统由于能够利用运动体的能量而处于可穿戴设备研究的前沿。

在睡眠监测领域，这些发生器已进入眼罩和床单。然而，新型智能枕头的创造者正在寻求一种限制较少的解决方案，并且不会损害用户的舒适度。该枕头具有一组柔性的多孔聚合物摩擦电层，可在头部移动时产生电流。为了构建这种新的智能枕头，研究人员配制了一种灵活的多孔聚合物摩擦电层。头部和这一层之间的运动会改变附近电极周围的电场，从而产生电流。他们将这些自供电传感器中的几个串在一起，形成了一个灵活且透气的 TENG (FB-TENG) 阵列，可以放置在普通枕头上。

这些被放置在一个普通的枕头上，并根据施加的压力产生电压。

这种自供电的智能枕头可以在睡眠期间跟踪头部的位置和运动。

该系统可以产生与施加的压力量相对应的电压，并且可以跟踪手指描绘字母的运动。FB-TENG 还可以捕捉假人头部在移动位置时的压力分布。研究人员说，这种智能枕头的用途可能不仅仅是跟踪睡眠。例如，该系统可以监测患有影响头部运动的疾病的患者，例如退行性颈部疾病颈椎病。他们说，更重要的是，智能枕头可以为那些有可能从床上摔下来的人 提供预警系统。

总结：

智能枕头是在普通枕头上铺设自供电压力传感器阵列，实现对睡眠时静态头部位置和动态头部运动轨迹的实时监测。此外，智能枕头还具有跌倒预警功能。这项工作不仅为睡眠监测提供了一种可行的传感装置，而且未来还可以扩展到对某些疾病的实时监测，例如脑部疾病和颈椎病。预计将在实时移动医疗保健领域引入实用的疾病管理策略。