科學家發明新型智能眼罩可更好監測睡眠，未來或將用於遊戲和VR

一款舒適、可精準監測睡眠的新型智能眼罩，或許要來了！

近日，來自美國麻薩諸塞大學阿默斯特分校的研究人員，通過將團隊首創的可清洗水凝膠電極與脈衝傳感器集成起來，研發了一款可追蹤眼球活動和心臟數據的智能眼罩——Chesma。研究團隊由伊朗科學家、印度裔美國科學家和美籍華人科學家組成，他們將這款眼罩命名為 Chesma，這個詞有 「眼鏡」 或 「眼睛」 的意思。

研究人員表示，這款智能眼罩可用於人的生理和心理研究，而且可以在不影響佩戴舒適度的同時，提供精確的測量結果，相關成果已經發表在 Cell Press 旗下的材料學期刊 Matter 上。

（來源：Matter）

對此，論文通訊作者、麻薩諸塞大學阿默斯特分校化學系副教授特麗莎 · 安德魯（Trisha Andrew）表示，這款智能眼罩可以在使用者觀看圖像的過程中，追蹤他們的眼球活動，藉此了解他們正在看什麼，看了多久，以及接下來是否想看其他內容。

設計智能可穿戴設備的一個挑戰是開發既準確又舒適的產品。當前，追蹤眼球活動的技術依賴於眼電圖（EOG），這是一項 50 多年前設計的測量眼睛電勢變化的技術。但眼電圖技術並不會讓人很舒服，因為使用者必須把那些粘性電極粘在他們的臉上，人們往往並不太喜歡這樣。安德魯認為，他們的團隊可以解決這一問題，研發出一款不僅可以讓人樂意佩戴，也可以提供精準臨床數據的眼罩。

為了實現這一目標，安德魯和她的同事通過在纖維織物上催生聚合物，研發了一種新型水凝膠電極。水凝膠聚合物可以進入纖維之間的縫隙中，並覆蓋纖維織物的拓撲結構，形成一種肉眼與觸覺均無法感知的機械穩定塗層。之後，研究人員將水凝膠電極與一個脈衝傳感器結合，成功製造出一款智能眼罩。這款眼罩可以追蹤眼球活動，並從位於眉骨處的動脈處收集心臟數據。

除了性能與目前使用的膠粘劑臨床電極相當，Chesma 使用的水凝膠電極也非常耐用。這種水凝膠可以抵抗因化妝品、汙染物和皮膚垃圾長期堆積而造成的電極損壞，而且還可以反覆清洗 15 次。

研究人員發現，在連續使用 6 小時後，Chesma 的信號在沒有補充水凝膠的情況下並未發生任何衰減，這就說明這款智能眼罩可以長時間佩戴。而且，水凝膠可以很好地保持水分，需要將近 40 個小時才能完全變幹，即使真的變幹了，在上面滴幾滴水，靜置大約 30 秒，它也會再次變得像凝膠一樣。

這款眼罩的臨床用途之一可能是監測睡眠。安德魯表示，人在不同的睡眠階段，最重要的區別之一就是眼睛的活動，可以基於此將人的一些睡眠階段關聯起來，以了解其是否存在睡眠障礙問題，以及是否存在潛在的心率問題。

圖｜Chesma 的潛在應用（來源：Matter）

接下來，研究人員希望可以進一步延長這款智能眼罩的使用時間，這樣使用者就可以每 3 個晚上充電一次，而不是如今的每 8 個小時充一次，一旦放電周期延長後，就可以促進那些使用者在清醒時佩戴的潛在應用。

除了在健康監控方面的潛在應用，研究人員還希望可以將 Chesma 應用於其他領域，比如在廣告性能分析方面，它可以幫助研究人員了解該廣告是否吸引使用者的眼球，同時有望用於虛擬實境（VR）和遊戲中。