智能睡眠监测仪器：多途径监测与机器学习优化

获奖等级：三等奖

设计者：陶蒙蒙，殷雄，姜铖

指导教师：温凯，彭鹤

中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，北京，102200

设计者充分调研了睡眠监测设备的研究现状，在此基础上分析了现有睡眠监测系统的功能组成。本项目的目标是针对现有睡眠监测系统在原理设计上的不足，综合多种优质传感器，以机器学习技术为着重点和创新点，设计一种集多种监测方式于一体，采用自主或智能组合监测方式，以机器学习保障智能性的睡眠监测辅助仪器（图54）。

此睡眠监测辅助仪器综合软硬件、择优集合多种传感器，丰富监测途径；以机器学习为数据分析工具，打破传统算法拘泥性，数据分析更为灵活；加入意外情况中断机制、错误信息剔除机制，能中断错误信息的采集，避免错误信息参与数据分析；控制中心通过蓝牙与手机交互；还有设计友好、注重人性化、选用材料持久耐用、设备超长时间续航等优点。(www.xing528.com)

此款睡眠监测软件最主要的创新点就在于运用机器学习对数据进行挖掘、分析与学习。由外界向系统的学习部分提供信息，学习部分利用这些信息修改知识库，以增进系统执行部分完成任务的效能；执行部分根据知识库完成任务，同时把获得的信息反馈给学习部分，重新组织已有的知识结构，不断改善自身的性能。加入了机器学习的睡眠监测，不同于已有的睡眠监测方式，这将打破利用传感器传统算法进行数据分析、睡眠情况判断的拘泥性，由机械地判断数值转为灵活地分析数值，更加体现智能性，更符合智能化时代的要求。

此款睡眠监测仪器将实现以下主要功能：多途径实时监测睡眠情况，智能选择、分析数据，利用数据与机器学习自我更新优化，提供及时、科学的健康建议，满足日常的生活需要。即在实现睡眠情况监测的基础功能之上，通过几大亮点和主要创新点，让使用者享受到更为智能化的服务，切实感受到智能家居为生活带来的好处。

我们经团队合作成功设计和制作了用以演示的睡眠监测辅助仪器样机，并对其进行了试验，验证了仪器的实用性。此监测仪器也在不断地加入新的想法，不断地完善。

图54　睡眠监测辅助仪器