智能紡織品在酒店客房中的應用

王 華，仇海山，季美芬

（江蘇斯得福紡織股份有限公司，江蘇 南通 226003）

1 現狀

隨著現代工作節奏的加快、壓力增大，健康睡眠受到人們的普遍關注。近年來，與之密切相關的智能紡織品應運而生，歐、美、日等發達國家及地區率先推出了助眠智能類紡織品，在市場上引起了巨大反響，國內市場也緊隨其后，掀起了一股助眠智能紡織品熱。

1.1 睡眠與感覺

人體睡眠質量的優劣與感覺密切相關。感覺分為外部感覺和內部感覺。外部感覺是由外部刺激作用于感覺器官所引起的感覺，包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺和皮膚感覺（皮膚感覺又包括觸覺、溫覺、冷覺和痛覺）。內部感覺是由身體內部來的刺激所引起的感覺，包括運動覺、平衡覺和機體覺（機體覺又叫內臟感覺，包括餓、脹、渴、窒息、惡心、便意、性和疼痛等感覺）。隨著工業4.0時代的到來，智能技術與酒店紡織品的結合提升了人體感覺體驗，打開了提升睡眠質量的空間。

1.2 代表性智能紡織品

目前，最具代表性的產品有美國Dreampad智能枕墊，可以塞在任何枕芯與枕套之間使用，運行原理則是搭配相關應用程序播放助眠音樂，再通過集成骨傳導技術的表面傳達給用戶。一方面，解決了佩戴耳機睡覺不夠舒適的問題；另一方面，應用程序內的獨家助眠音樂、先進的骨傳導聲音傳輸形式，都有利于用戶進入深度睡眠狀態。國內的睡眠大師智能枕在聚氨酯材料的枕芯內植入骨傳導耳機及麥克風，除了播放獨家助眠音樂以外，還可以對人體睡眠過程進行監測，如心跳頻率、翻身次數、打鼾時間、次數、睡眠深度等，同時，提供專業的睡眠質量評分報告；Sleepace智能睡眠監測帶墊70 mm×900 mm×165 g墊在床單下面，能實時監測每夜睡眠狀態，同時，提供專業的睡眠質量評分報告和改善方案，并且實現專業數據及睡眠質量評分報告的遠程傳輸，讓用戶更了解自身及其親人的睡眠質量；dapu智能枕芯內置6個氣囊及聲音、壓力傳感器，當用戶打鼾時，聲音傳感器通過內置算法予以采集和分析，判定為鼾聲及偵測到分貝數后，壓力傳感器會識別用戶頭部位置，并將數據傳輸到枕邊設備，枕邊設備根據數據自動為相應的氣囊充氣，推動打鼾者頭部位置移動，從而調整呼吸道角度，直到鼾聲減弱或消除為止。

2 技術原理

智能酒店紡織品的工作主要由助眠、睡眠過程監測及睡眠過程干預3個部分組成，通過傳感器、枕芯、被芯、手機APP等組合來實現。智能用品提供的應用程序支持iOS及Android，并且完全免費，涉及的技術有：雙聲拍、骨傳導、聲傳感、動傳感、遠程傳輸等（圖1）。

圖1 智能紡織品技術原理

2.1 雙聲拍（BBT）技術原理

雙聲拍現象早在1839年就被發現，直到1973年才引起科學界的重視。剛開始時，雙聲拍技術被作為研究認知及神經生理的工具，接著被用于醫學診斷，后來被用于臨床治療。

早期，由于難以對音頻的發生進行準確控制，這一技術發展緩慢，甚至處于停滯不前的狀態。直到電子音頻的出現，這一技術才得以普及應用。近代的數字音頻技術更是讓這一技術得到迅猛發展，通過數字音頻技術，可以準確地合成復雜的雙聲拍頻率，從而研究不同頻率對人腦及全身的影響。

人體不同的睡眠狀態與腦電波的長短密切相關。根據這個原理，可以同時給右耳200 Hz、左耳210 Hz穩定的聲波刺激。兩種相近但不相同的音調會在大腦得到整合，10 Hz的頻率差會被大腦感應到，同時，非常有效地對大腦實施加載，從而使腦電模式從β模式向10 Hz的α模式轉變，即大腦實現從高度清醒向放松狀態仍有意識狀態轉變，以此類推，達到助眠的目的，見表1。

表1 腦電波狀態列表

2.2 骨傳導技術原理

人們撓腦袋時、吃餅干時、刷牙時所發出的各種聲音是怎樣傳進大腦的？有沒有感覺到這些聲音不是通過耳朵而是通過其他途徑直接傳入大腦的？這就是通過骨傳導原理所聽到的聲音（圖2）。有聽力障礙的貝多芬利用這個原理，作曲時用牙齒咬住指揮棒的一端，另一端放在鋼琴上，通過指揮棒把鋼琴所發出的聲音轉入聽覺器官。

圖2 聲波傳播途徑

聲響的傳播有空氣傳導、骨傳導兩種。骨傳導傳播途徑為頭骨→耳小骨→耳蝸→聽覺神經，空氣傳導途徑為外耳道→鼓膜→內耳道→耳蝸→聽覺神經。

根據骨傳導原理制造的耳機、麥克風用于戰場，可以有效降噪、防漏音、抗干擾，即使是戰火紛飛的戰場，彼此之間的通話也很清晰；用在音樂助眠時，除了音質純正、清晰以外，還不會干擾睡在同側的其他人，而普通耳機則不具備以上性能，見圖3。

圖3 骨傳導音樂助眠實景

2.3 睡眠過程監測原理

睡眠監測，是當今睡眠醫學中的一項重要技術，在世界睡眠研究界又被稱為診斷睡眠障礙疾病的“金標準”，對于診治各種睡眠障礙相關疾病、保障人體健康正發揮越來越重要的作用。常見的睡眠監測有多導式、便攜式兩種。但醫學睡眠監測存在一些不足：（1）在醫院病房睡眠達一定時間；（2）在醫護人員監督護理下才能完成監測過程；（3）價格不菲，患者每次需支付500～700元人民幣；（4）導線與人體直接接觸，體驗感較差；（5）體驗感太差導致人體無法正常入睡，影響檢測的精確程度。

酒店智能紡織品運用醫療睡眠監測原理，結合紡織品的特性，采用非接觸性方法及相關工作原理（圖4），實現了對人體睡眠過程的監測，但這種監測的數據目前還處于保健類產品的水平，與醫學睡眠監測還存在一定的差距（表2）。

圖4 傳感途徑

表2 睡眠過程方法對比

2.4 干預原理

睡眠監測過程中，如果監測項目的數據超過預先設定的峰值，酒店紡織品通過內、外部系統裝置干預、改善人體不正常的狀態。干預可分為簡單干預、復雜干預兩種。簡單干預也可稱非醫療干預，是指利用設備本身功能實現的干預，如當人體在睡眠過程中，鼾聲超過預設的峰值，枕芯內部的振蕩器、或外部的氣泵開始啟動，推動頭部使其改變睡姿，暫停打鼾或改善打鼾程度。復雜干預也可稱為醫療干預，是指在簡單干預無法解決的情況下所采取的方法。如睡眠監測數據出現異常后，與其鏈接的社區醫療平臺工作人員實施詢問、治療等，也可根據睡眠監測報告直接去醫院治療，復雜干預發展前景非常值得期待，可將智能監測、互聯網、物聯網等技術結合起來，打造未來全民睡眠健康醫療生態系統，見圖5。

圖5 監測過程干預

3 智能紡織品的運用

從目前產品的成熟度來看，主要有音樂助眠、睡眠監測枕芯及睡眠監測床護墊等，其中音樂助眠類產品技術較成熟，客戶具有極好的體驗感，可以有效幫助住客提高睡眠質量，睡眠監測類產品通過對人體睡眠過程的監測，可以給存在睡眠障礙的住客提供解決方案，提升酒店對住客關懷程度。由于酒店住客具有較大的流動性，賦予了產品良好的邊際效應，從而可以明顯提高酒店客戶的粘性，為酒店帶來可觀的經濟效益和社會效益。

目前，可用于酒店客房的智能紡織品主要有智能枕芯、保護墊，而智能枕芯較成熟，上述常見智能枕芯由于沒有充分考慮酒店睡眠空間的特點，在使用方面還存在諸多不便，如枕芯的規格、材質的氣味、頭部滾動幅度大小、頸椎舒適性、便利性等。根據目前智能技術水平及酒店睡眠空間的需求，除了音樂助眠及睡眠過程監測的核心功能以外，較理想的智能枕芯還應該具備以下條件。

3.1 造型

采用中間高、四周低或中間低、四周高的造型，既有利于人體頭部左右自由滾動，也有利于客房的整齊劃一，其他異型枕芯不宜采用（如馬鞍、元寶型）。

3.2 規格

采用45 cm×75 cm，50 cm×80 cm，50 cm×90 cm等規格。

3.3 材質

采用滌綸、羽絨等材質為填充料，既兼具蓬松性、柔軟性，又沒有難聞氣味。

3.4 結構

智能元器件組成的智能包，采用內藏可拆洗式，既有利于美觀，也有利于智能包的固定、拆洗及維護。

3.5 安全性

輻射是消費者最關心的安全性問題，目前，絕大多數產品在輻射方面具有極高的安全性，輻射量遠遠低于WiFi及普通智能手機。

映斐（Indfo）骨傳導智能枕芯（圖6），根據酒店客房空間的特點，在酒店常規枕芯的基礎上，將立體構造、骨傳導、傳感、睡眠過程監測、易拆洗、蜂窩緩沖等技術有機結合起來，產品較好地兼具了舒適性、功能性、安全性及實用性，在音樂助眠及睡眠過程監測兩大核心功能及其他重要功能方面，給客戶以良好的體驗。

圖6 Indfo智能枕芯

4 結語

4.1 產品總體成熟度

這類產品雖然還處于市場初級階段，但其改善人們睡眠質量的功能不可小覷，尤其是雙聲拍、骨傳導支撐條件下的音樂助眠系統相對成熟；但其相對于醫療接觸性監測，在精確性方面還存在較大的改善空間，隨著研發工作的持續與深入，性能有望得到提升。

4.2 產品功能定位

理論上講，智能紡織品睡眠過程監測技術可以達到準醫療級水平，通過睡眠過程監測報告了解睡眠狀況，但就目前其監測數據的精確性而言，還處于保健類產品水平，其監測報告結論與人體實際體驗之間還存在一定的差距，無法完全替代醫療監測。所以，如發現睡眠異常情況，應及時到正規醫院治療。

4.3 未來發展模式

上述智能產品的干預能力還停留在簡單干預水平，也就是通過產品本身的功能起到提醒、終止作用，如人體在睡眠過程中，因鼾聲超過預先設定的峰值，枕芯發出震動、聲響或推動，促使人體改變睡姿，從而達到改善打鼾的程度。智能產品未來的發展空間，是“客戶終端+互聯網平臺+服務終端”的模式，建立一個以互聯網為中心的社會化醫療健康平臺，客戶終端連接酒店、家庭、醫院、養老院等一切可以提供睡眠的場所，服務終端連接醫院、康復中心、健身等單位，建立人類睡眠健康大數據庫，合理分配醫療保健資源，提高全民睡眠質量及社會資源效率，最終形成全民睡眠健康的生態系統。