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使用摩擦电纳米发电机(TENG)自供电的枕头 可以跟踪头部运动和监控睡眠质量

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2022年6月14日

良好的夜间睡眠对于保持健康和福祉至关重要。但对于许多人来说,很难得到急需的闭眼。事实上,睡眠障碍每年影响多达7000万美国人。

虽然市场上有各种各样的睡眠跟踪设备,但大多数设备要么缺乏准确性,要么侵入性太强,无法定期使用。然而,中国的科学家已经开发出一种智能枕头,可以在这两个极端之间取得平衡。

枕头配备了一系列传感器,可跟踪头部运动,以准确监控睡眠质量。至关重要的是,枕头的设计舒适且不显眼,对于那些想要在不打扰休息的情况下跟踪睡眠的人来说,它是理想的解决方案。

枕头配备了摩擦电纳米发电机(TENG)和一组柔性多孔聚合物摩擦电层,是自供电不需要外部电源的,通过睡眠者的头部运动发电。

虽然枕头主要用于跟踪睡眠质量,但科学家们认为它可以找到其他用途,例如监测颈部疾病患者或作为睡眠呼吸暂停患者的早期预警系统。

睡眠质量在人体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仍然需求量很大。

在这里,基于灵活透气的摩擦电纳米发电机(FB-TENG)传感器阵列开发了压敏,无创,舒适的智能枕头,可以在睡眠期间实时监控头部运动。

FB-TENG基于柔性透气多孔聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)和氟化乙丙烯(FEP)粉末,具有压力敏感性和耐用性。通过修改多孔结构和FEP粉末,进一步优化了FB-TENG的电输出。

结合FB-TENG和柔性印刷电路(FPC),制造了自供电压力传感器阵列,以实现触摸传感和运动轨迹监控。智能枕头是将自供电压力传感器阵列放置在普通枕头上,实现睡眠期间对静止状态下的头部位置和动态状态下头部运动轨迹的实时监控而形成的。

此外,智能枕头还具有从床上掉下来的早期预警功能。这项工作不仅为睡眠监测提供了一种可行的传感设备,而且将来还可以扩展到对某些疾病的实时监测,如脑部疾病和颈椎病。预计将在实时移动医疗领域引入用于疾病管理的实用策略。

我们发现的其他睡眠创新包括一个使用神经反馈来改善睡眠的应用程序,可以防止昆虫叮咬的睡衣,以及一个鼓励更好夜间睡眠的智能床垫。

我们生活在一个不断移动和不断变化的世界中。我们不断受到新信息、新技术、新需求的轰炸。难怪失眠症状存在于大约33%至50%的成年人口中。

虽然有许多因素导致这个问题,但其中最重要的是我们对数字设备的使用越来越多,以及它们无处不在的光芒。

越来越多的研究表明,设备使用与睡眠质量之间存在相关性。不显眼的睡眠监测设备对于应对这种失眠流行病至关重要。

总部位于奥斯陆的 Drowzee 的使命是改善睡眠质量和减少精神困扰。与其他睡眠监测设备不同,Drowzee 使用一种称为 Neurofeedback 的主动大脑训练技术。

神经反馈是一种生物反馈形式,它通过测量脑电波并向大脑提供信号(通常以音频或视频的形式)来教导大脑自我调节。积极或消极的反馈是针对理想或不受欢迎的大脑活动产生的,帮助大脑将这些活动模式与反馈联系起来。

虽然仍然没有太多的研究,但卫生专业人员开始认识到神经反馈对患者的益处。从帮助ADHD到慢性长期睡眠问题,世界各地的神经反馈用户都报告了他们整体健康的显着改善。

Drowzee 开发了所谓的“钟摆疗法”。通过脑电图(EEG)耳机与软件相结合,Drowzee 创建神经反馈会话以实现慢波神经元模式。

Drowzee 通过将通过这些会话收集的数据与通过移动应用程序监控的日常活动数据相结合,Drowzee 的算法能够生成个性化的睡眠时间表,以获得更好的睡眠。

Drowzee 的移动应用程序还可以与用户拥有的任何健康可穿戴设备(例如智能手表)同步。