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悉尼

科学家发明新型智能眼罩可更好监测睡眠,未来或将用于游戏和VR

2020-08-22 来源: DeepTech深科技 原文链接 评论0条

一款舒适、可精准监测睡眠的新型智能眼罩,或许要来了!

近日,来自美国马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员,通过将团队首创的可清洗水凝胶电极与脉冲传感器集成起来,研发了一款可追踪眼球活动和心脏数据的智能眼罩——Chesma。研究团队由伊朗科学家、印度裔美国科学家和美籍华人科学家组成,他们将这款眼罩命名为 Chesma,这个词有 “眼镜” 或 “眼睛” 的意思。

研究人员表示,这款智能眼罩可用于人的生理和心理研究,而且可以在不影响佩戴舒适度的同时,提供精确的测量结果,相关成果已经发表在 Cell Press 旗下的材料学期刊 Matter 上。

科学家发明新型智能眼罩可更好监测睡眠,未来或将用于游戏和VR

(来源:Matter)

对此,论文通讯作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校化学系副教授特丽莎 · 安德鲁(Trisha Andrew)表示,这款智能眼罩可以在使用者观看图像的过程中,追踪他们的眼球活动,借此了解他们正在看什么,看了多久,以及接下来是否想看其他内容。

设计智能可穿戴设备的一个挑战是开发既准确又舒适的产品。当前,追踪眼球活动的技术依赖于眼电图(EOG),这是一项 50 多年前设计的测量眼睛电势变化的技术。但眼电图技术并不会让人很舒服,因为使用者必须把那些粘性电极粘在他们的脸上,人们往往并不太喜欢这样。安德鲁认为,他们的团队可以解决这一问题,研发出一款不仅可以让人乐意佩戴,也可以提供精准临床数据的眼罩。

为了实现这一目标,安德鲁和她的同事通过在纤维织物上催生聚合物,研发了一种新型水凝胶电极。水凝胶聚合物可以进入纤维之间的缝隙中,并覆盖纤维织物的拓扑结构,形成一种肉眼与触觉均无法感知的机械稳定涂层。之后,研究人员将水凝胶电极与一个脉冲传感器结合,成功制造出一款智能眼罩。这款眼罩可以追踪眼球活动,并从位于眉骨处的动脉处收集心脏数据。

除了性能与目前使用的胶粘剂临床电极相当,Chesma 使用的水凝胶电极也非常耐用。这种水凝胶可以抵抗因化妆品、污染物和皮肤垃圾长期堆积而造成的电极损坏,而且还可以反复清洗 15 次。

研究人员发现,在连续使用 6 小时后,Chesma 的信号在没有补充水凝胶的情况下并未发生任何衰减,这就说明这款智能眼罩可以长时间佩戴。而且,水凝胶可以很好地保持水分,需要将近 40 个小时才能完全变干,即使真的变干了,在上面滴几滴水,静置大约 30 秒,它也会再次变得像凝胶一样。

这款眼罩的临床用途之一可能是监测睡眠。安德鲁表示,人在不同的睡眠阶段,最重要的区别之一就是眼睛的活动,可以基于此将人的一些睡眠阶段关联起来,以了解其是否存在睡眠障碍问题,以及是否存在潜在的心率问题。

科学家发明新型智能眼罩可更好监测睡眠,未来或将用于游戏和VR

图|Chesma 的潜在应用(来源:Matter)

接下来,研究人员希望可以进一步延长这款智能眼罩的使用时间,这样使用者就可以每 3 个晚上充电一次,而不是如今的每 8 个小时充一次,一旦放电周期延长后,就可以促进那些使用者在清醒时佩戴的潜在应用。

除了在健康监控方面的潜在应用,研究人员还希望可以将 Chesma 应用于其他领域,比如在广告性能分析方面,它可以帮助研究人员了解该广告是否吸引使用者的眼球,同时有望用于虚拟现实(VR)和游戏中。

关键词: 科学
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