“垫上无忧”团队研发智能化多功能床垫，做“睡眠守护者”

睡眠是人们在黑夜里短暂休息的时光。良好的睡眠可以促进大脑对记忆的巩固,帮助机体补充消耗物质,有助于细胞组织的修复,是人们及时恢复精力和状态的能量源。然而,《2022中国国民健康睡眠白皮书》调查结果显示,受访人群中近3/4的人曾有睡眠困扰,“入睡困难”成为头号睡眠问题,可见国民的睡眠障碍问题较为普遍。

为此,上海健康医学院的‘枕上无忧’团队汇聚了多元学科的成员,深入研究和探讨睡眠障碍等相关问题。在该团队的主攻创新创业教育的陈莉导师和主攻康复工程的朱明导师的指导下,团队成员从自身所学专业角度出发,寻找解决睡眠问题的创新突破口。

团队成员从自身的临床实践中获得创新灵感,为解决睡眠障碍以及长期卧床引发的褥疮等问题,在研究了影响睡眠的动态热环境后,设计了一种采用先进的变频热传导技术,能实现智能温控的双层循环交互式水床垫。

负责人唐浩杰表示,恒温技术可以有效缓解睡眠所需的温度环境,从产品的长期耐用性考虑,团队将具有消毒除杂功能的多级净水系统融入床垫的日常使用,从而一定程度上解决水床垫使用中的固有弊端。

此外,在考虑预防压力性损伤的问题上,他们在该床垫表层铺设了压力传感器,底部设有水垫和乳胶管,通过水循环和气垫的交替波动,实现降低局部受压点压力的效果。此外,下层的翻身装置可以帮助用户完成翻身、起背和抬腿等动作。

该团队不断创新项目,在队长带领下,团队成员通过调研发现,为解决目前多导睡眠图的日常应用限制问题,构建结合智能化算法和床垫等睡眠用品的日常睡眠监测系统可能是一个强有力的突破点。然而,他们面临的挑战是如何将算法相关的信号获取融入床垫的设计之中。成员们本着从实际出发的理念,思考与观察床垫与人体睡眠信号之间的微妙联系。最终,他们依据资料提出了一个非常有创意的想法,即利用床垫的凹陷作为一种受力形变的外在表现,并将所传递的压力信号捕捉并转化为电信号,对心冲击信号进行EWT处理,并采用K-means聚类算法进行心跳定位,从而获得准确的呼吸率和心率等关键睡眠特征参数,实时监测人体睡眠参数变化。

此外,在团队老师的指引下,成员们突破固有思维,在原有水床垫的基础上,为缓解呼吸暂停或打鼾的难题,将目标瞄准枕头!产品革新后,使用者可通过电动推杆调整与颈部相贴的枕头高度,同时相应算法会学习了解使用者的生活习惯,自动实现枕头升降,以改善使用者打鼾的情况,提高睡眠和生活质量。

目前,团队已经完成了团队成员的二次扩充,部分康复专业同学的加入为他们新一轮的探索开辟新兴角度,队长唐浩杰透露,他们正在尝试从人体工程学、物理治疗角度深究睡眠障碍的分类与原因,希望将不同的康复物理因子的理疗作用与床垫、枕头等睡眠用品进行更合理化、个性化的结合,对多功能床垫做新一代开发,从而帮助缓解更多人的睡眠问题。并且他表示新一代产品的研发过程中,团队一直秉持着“以人为本”的设计理念,致力于为用户提供更加智能、舒适、健康的睡眠体验。他相信,“垫上无忧”团队的产品将成为广大用户的睡眠守护者,为人们带来更加美好的睡眠体验。

为推动项目的进一步发展,成员们就自己所思考和感悟到的新奇想法进行了交流,下图正是他们在激烈讨论时的场景:

目前团队共由10人组成,团队负责人唐浩杰是中共预备党员,曾获校一等奖学金,主持和参与4项国家级大创项目,并在创新创业竞赛中获得2项世界冠军及4项国家级奖项,以第一发明人申请2项发明专利等。成员蔡可人,来自21级康物本科2班,曾获校二等奖学金、校三好学生等。成员张翰夫来自康复物理治疗专业。成员卢笑杨来自卫生检验与检疫专业,专业基础扎实,组织沟通能力强,能够很好的与人交流沟通,在团队中具有较好的协作能力。成员富华宇是中共预备党员,现就读于上海健康医学院医学影像技术专业,有较强的表达能力。成员徐浩鑫现就读于上海健康医学院医学影像技术专业,拥有较强创新能力。成员徐伦然就读于上海健康医学院医学影像技术专业,乐观向上,善于沟通,勇于开拓!成员顾小立就读于上海健康医学院医学影像技术专业,善于探索问题,乐于合作,具有创新思维。成员顾顺颉就读于上海健康医学院医学影像技术专业思维敏捷,勇于开拓,坚持创新。成员汪佳妮就读于上海健康医学院医学影像技术专业性格开朗,为人细心,具有团队合作精神,又具有较强的独立工作能力,思维活跃。

团队成员表示,他们的目标是通过智能化的床垫技术,帮助用户优化睡眠质量,缓解睡眠问题,提高生活质量。他们相信,在不久的将来,这种多功能智能床垫将成为越来越多人的选择,成为人们健康睡眠的重要助手。

据悉,“垫上无忧”团队的多功能智能床垫已经申请多项国家专利。未来,他们将继续改进产品性能,加强研发,不断推陈出新,为人们带来更好的睡眠体验。团队目前已经与多家家具商和电商平台合作,将该智能化多功能床垫推向市场。他们还计划在床垫上加入更多科技元素,为用户提供更加个性化的睡眠保障。

这群来自上海健康医学院的大学生们认为,自己作为未来的医学工作者,可以通过自身微薄的力量,利用所学医学知识,真切地在感兴趣的睡眠领域做出一些贡献,做到“专创同向”,已是足矣。正所谓“少年志则国志,少年强则国强”,大学四年里的每一个踏实的足迹都是自我价值实现的勋章,让我们期待他们的新一代成果!