Matter：科學家開發嵌入織物電極和壓力傳感器的雙模態眼罩

Matter：科學家開發嵌入織物電極和壓力傳感器的雙模態感知眼罩原型，以測量生物特徵

使用熟悉的服裝或配飾對多個互補生理信號進行不顯眼的背景測量，可以深入了解健康和行為。在大多數情況下，將這些信號記錄在臉部或附近非常具有挑戰性，因為大多數對象對放置在臉部或頭部的工具特別敏感並且反應靈敏。這些實際考慮限制了改進技術的開發，該技術可以準確地監測研究睡眠質量和心理健康所需的眼科和心臟信號。作者展示了基於織物的電極和服裝設計方法如何協同工作，以提供一個不引人注目的平臺Chesma，以便在日常環境中縱向監測脈搏和眼參數。能夠在單個可穿戴設備中跟蹤脈搏和眼睛的運動，將使許多生物醫學生理信號的收集，通過基於紡織品的可穿戴電子設備，嵌入生物電勢電極和脈搏檢測器的不引人注目的眼鏡，以便分別在單個可重複使用的設備中分別長期進行眼參數和心律的情境測量。

麻薩諸塞州阿默斯特市–在麻薩諸塞州阿默斯特大學發明生理感應睡衣的團隊中，現在出現了一種新型的輕型眼罩，例如在日常環境中佩戴時，它可以毫不幹擾地捕獲脈搏，眼球運動和睡眠信號。該研究發表在《 Matter》雜誌上。

麻薩諸塞大學阿默斯特分校的科學家創造了一種感應眼罩，可以毫不幹擾地捕獲脈搏，眼球運動和睡眠信號。

作者寫道："能夠在單個可穿戴設備中跟蹤脈搏和眼睛的運動，除了提高遊戲和虛擬實境耳機的準確性和可用性之外，還可以進行大量睡眠和心理社會研究。"

Chesma：從面部獲取生理信號的雙模式傳感平臺

根據研究人員的說法，口罩跟蹤脈搏和眼球運動的能力可能使未來的研究進入睡眠和心理學領域。

用於跟蹤眼睛運動的現有技術依賴於眼電位描記法（EOG）。麻薩諸塞州大學阿默斯特分校報告說，儘管該技術非常擅長測量眼睛的電位變化，但已有50多年的歷史了，該技術需要使用粘貼在用戶面部的粘性電極，這種電極不舒服且具有侵入性。 "因為大多數人對放置在臉部或頭部的物體非常敏感並具有反應性。"

而這種輕巧，可定製的眼罩名為" Chesma"，配有兩種織物電極，可以簡單地縫製到各種預製衣服上，如果需要的話可以進一步縮小尺寸。這種功能使他們可以將電極集成到輕質的泡沫面罩中，以記錄眼電位和心臟信號。UMass報告說，他們的設計自動將電極放置在臉上，而無需定製。

該眼罩包含五個基於銀（Ag）線的水凝膠電極-稱為tAgTrodes-將基於離子的生物信號轉換為電流以及其他目標。研究人員利用氣相沉積工藝來製造電極，包括所謂的首創的可重複使用和可清洗的水凝膠成分，該成分將tAgTrode與其他同類產品區分開。

Chesma生成的代表性數據集

眼罩還包含一個位於動脈上方的織物壓力傳感器（PressION），用於監視脈搏，作為心臟功能的代理，整個傳感器連接到兩個帶有防水銀線的微控制器作為連接器。另一位作者，博士。學生Ali Kiaghadi解釋說："電極和傳感器數據一旦獲得，就必須進行通信。我們的設計將原始數據傳輸到雲中進行處理和數據可視化，這樣我們就可以減少需要包含在模板本身中的儀器數量。"

tAgTrode的製造

該團隊在咀嚼，交談以及各種頭部和眼睛運動過程中，對受試者測試了新的眼罩。他們還使用同一臺設備一年以上，經過15次清洗後性能並未下降。作者指出，tAgTrode"克服了商業溼電極的所有缺點，例如美學問題，不適感和洗滌穩定性，同時在長期重複使用期間保持了高且恆定的信噪比。"

用於記錄EOG數據的tAgTrode，幹銀電極（幹）和商業電極（參考）之間的比較

作者期望Chesma的"獨特的雙模態"-電極網絡與壓力傳感器的結合-將使許多新的前沿研究到現在為止不可能進行，例如，研究睡眠質量，睡眠障礙，精神健康，神經退行性疾病和精神分裂症。