AI助眠产品多牛掰？经典专利解读：调整人类脑电波和心率助失眠人入眠

    知情郎·眼｜
    侃透天下专利事儿
    最近科大讯飞投了一家做AI助眠产品的公司杭州趣安科技。
    知情郎看了挺有意思，想研究研究。
    当下快餐社会，节奏快、信息多、压力大，焦虑无处不在，所以失眠的人也多。
    据说14亿人里30％以上都是易失眠患者。
    知情郎本人也属于易失眠的患者，总感觉自己神经衰弱、睡眠质量差，浅睡易醒，也想寻一款合适的助眠产品。
    今天就来聊聊助眠产品的专利故事。
    01为什么助眠领域受人关注？
    根据一些机构的统计显示，我国有超3亿人存在睡眠障碍。
    在过去的10年中，国人的入睡时间晚了1个多小时，睡眠平均时长从2012年的8．5小时，缩减到2021年的7．06小时。
    也是因此，近些年来国内的助眠市场开始变得异常火爆，睡眠产品从传统家居硬件延展到科技仪器、从处方药延展到褪黑素等保健品、食品。
    从事睡眠业务的企业，推出各项作用于人体感官的助眠产品，比如作用于嗅觉的精油“芳香疗法”、进行眼部舒缓的蒸汽眼罩、隔绝声音的降噪耳塞、播放白噪音的硬件或软件。
    此外，睡眠喷雾、睡眠膏、睡眠贴等新型产品也不断面世。
    总体看，当下产品分为物理助眠和药物助眠2类。
    所谓的物理助眠常常指的是商家们推出一些高端的床垫、枕头、床上用品等，宣称可改善用户睡眠环境和睡眠质量，而药物助眠常常指服用一些“褪黑素”在内的助眠产品等。
    当然，还有一种更高级的，利用调整脑电波信号来促进睡眠的，这就非常黑科技了，市面上这类产品非常少。
    常规而言，市场上的助眠产品更多偏向于物理助眠，比起吃安眠药，这种方式更健康安全。
    也是因此，选择更换床垫、枕头、床上用品等方式的助眠产品来改善自己睡眠情况的方式也成为了众多年轻人的选择。
    02趣安科技为何被科大讯飞看上？
    趣安科技是干啥的？
    做助眠产品的，公司注册资本才112万。
    市场投资人非常好奇，为何这家公司会被科大讯飞看上。
    知情郎快速阅览了下公司官网，确实有点新意，人家把眼罩和VR套路结合，搞了一款助眠产品——百克级超轻头显人体工程学眼罩。
    说白了是个眼罩，不过功能多一些，因为这个眼罩还带监测功能，里面还有显示屏，跟个VR头盔一样，能看有助于睡眠的沉浸式视觉效果。
    当然，广告宣传语是这样描述的，无感穿戴、收放自如。
    这家公司的核心卖点是，AI助眠，还用APP检测人的生理状态，还能通过AI自动调节屏幕，让你身临其境、营造放松的睡眠环境。
    知情郎看完产品说明，只能笑笑，谁用谁知道，戏路花哨无所谓，关键得有用，得做透。
    一个点都做不透花里胡哨，功能瞎拼接就是最大的原罪！满大街同质化大路货，当然难出头了。
    从外观看，这玩意儿太大太占面积。如果你真想睡觉，带着那么大的眼罩，连翻身都不方便。
    从专利角度分析，在德高行全球专利数据库（德高行是全球专利分析及国内外专利申请服务的专家，有专利问题找德高行）检索得出，趣安科技中国专利21件，包括发明公开8件、发明授权9件、实用新型4件。
    但是，并不完全是和睡眠直接相关的，这里有10件公司专利列表，一目了然。
    
    总体看，这公司就在捣鼓VR眼镜和催眠疗法的结合运用。
    
    03助眠床垫大佬慕思股份！
    趣安科技的产品明显稚嫩，大家没听说过。
    在物理助眠领域，名声杠杠的应该是正在冲击IPO的慕思股份。
    人家广告宣传隐语很牛逼，人的一生有三分之一的时间都在床上度过，所以你就要买帮你安心睡眠的慕思床垫！
    这家公司自称是中国睡眠科技领域的扛把子！
    他家睡垫广告语——失眠人的救星！
    技术牛不牛，知情郎不清楚，但他家广告是真牛！
    
    
    当年慕思床垫洋老头广告在机场、火车站、CBD中心铺天盖地，人尽皆知。
    那个广告太经典，一张大大的慕思床垫旁站着个叼着烟斗的洋老头，给人一种扑面而来的国际范儿。
    让无数人以为买了慕思床垫，就是买到了来自欧洲的睡眠神器。
    早期公司宣称引进了欧洲的睡眠理念和寝具设计理念，用来“服务中国的消费者”。
    公司在对外宣传中，也自称为“法国品牌慕思，创始于1868年，创始人是法国皇家设计师DeRucci”，因此公司英文名也是“DeRucci”。
    并且，慕思股份在广告中使用了一个外国老人的形象，“洋老头”被作为公司“洋品牌”的象征，出现在世界各地，大家也以为这老头是慕思品牌的缔造者。
    在冲刺IPO时，证监会问询环节还问公司广告里的洋老头是谁？
    人家公司回答不出。实际那个叼烟斗的洋老人，不是所谓的欧洲产品设计师，他叫Timothy James Kingman，据说是个普通的美国英语教师。早在2009年，慕思就买下了他肖像的永久使用权，压根和所谓睡眠没半毛钱关系。
    慕思也不是欧洲品牌，只是一家普通的东莞家具制造商，包装成外国品牌营销吸引客户而已。
    人家靠这个广告套路，2020年，卖床垫类产品的营业额是23．96亿元，牛不？
    这种事在国内司空见惯，因为国人崇洋媚外，商家只有包装成外国品牌才能卖上价格，你要说你就是一家本土东莞的家具品牌，消费者会认为你很土鳖，压根就不会买。
    从IPO结果来看，3月31日，证监会公告称慕思股份首发获通过。
    看来，监管层没为难公司，也挺体恤国内家具公司的浮夸营销环境！
    从专利角度分析，慕思股份在中国专利1295件，包括发明公开107件、发明授权11件、新型224件、外观设计953件。
    家具制造公司嘛，核心专利都围绕实用新型和外观设计。
    专利分布在旗下公司中：
    
    04药物助眠靠褪黑素
    药物助眠就离不开褪黑素。
    褪黑素是一种诱导自然睡眠的体内激素，它通过调节人的自然睡眠而克服睡眠障碍，提高睡眠质量。
    它与其他安眠药的最大区别在于，褪黑素无成瘾性，无明显副作用。
    褪黑素最大的特点应该是，它是迄今发现的最强的内源性自由基清除剂。
    褪黑素的基本功能就是参与抗氧化系统，防止细胞产生氧化损伤。在这方面，它的功效超过了已知的所有体内物质。
    当然，啥玩意都不能多用，滥用都会造成危害。
    国内褪黑素产品基本被大品牌垄断，如汤臣倍健、康恩贝／CONBA、普丽普莱、同仁堂、健安喜／GNC、瑞思／SWISSE。
    05国内有多少AI助眠专利？
    AI助眠是个好点子，所以知情郎就检索了下国内企业专利量。
    结果一看，这行当孤僻冷门太少了。
    类似趣安科技，大部分也非AI助眠，而是通过调整脑电波信号以及身体信号来促进睡眠的。
    总体说，国内在睡眠治疗方面的专利少，显然，行业一片空白。
    在德高行全球专利数据库检索得出，这方面国内机构专利申请人排名如下：
    
    06根据人体呼吸催眠
    知情郎挑选几个经典专利分享下AI助眠！
    
    背景技术
    当今社会，生活节奏加快、生活成本高升，人们精神压力加大，很多人经常出现失眠或无法入眠。
    《催眠与心理压力释放》书中也提到灯具有节奏的明暗变化可以作为催眠诱因；让大脑接受单一重复的信息可以达到物理催眠的效果；同时利用灯的转速可以调节呼吸频率，呼吸频率的调节可以使人更易入睡。
    现有催眠灯基本采用芯片控制，成本比较高，外观大多与大部分家庭的装修风格难以协调，且有辐射或药物危害。
    在线上场景中，则很少有用场景化的视频场景来缓解睡眠问题的产品，这是一个巨大的空缺。
    在线下场景中，治疗睡眠问题、缓解紧张情绪的方法一般都是药物治疗或是专业的心理治疗，但是药物治疗不仅有依赖性而且有副作用，而心理治疗则能保证对人体没有副作用。
    在心理治疗中，催眠的疗法使用得最多，其中最常用的催眠装置有钟摆、烛光、灯火等。但是这些催眠装置往往也有着难以控制、难以规范化的问题：
    1、药物治疗不仅有依赖性而且有副作用，对于用户而言会有健康方面的隐患。
    2、采用心理治疗（催眠疗法）的情况中，催眠装置有着携带不便（钟摆相较其他催眠装置而言、体积较大），难以控制（烛火需要考虑到火焰是否会熄灭的问题），难以标准化（钟摆的摆动幅度受到发力大小、钟摆质地的影响）的情况出现。
    发明内容
    为了解决上述问题，本发明提供了一种基于人体呼吸规律的放松方法、设备及存储介质，能够将线下的催眠疗法搬到线上的场景中，增加了普适性；将真实的催眠设置转变为虚拟的场景，解决了携带不便、难以控制、难以标准化的问题。
    本发明的技术方案如下所示：
    一种基于人体呼吸规律的放松方法，包括以下步骤：
    S1：制作用于放松的视频场景；
    S2：在视频场景中添加的催眠元素，并设定初始变化频率；
    S3：获取人体呼吸的频率及时间；
    S4：调整视频场景中催眠元素的变化频率，使其与人体呼吸的频率保持一致；
    S5：输出调整后的视频供用户观看或使用。
    本发明的有益效果：提供了一种融合摆动原理和人体呼吸规律来确定变化频率的方法，将线下的催眠疗法搬到线上的场景中，增加了普适性；将真实的催眠设置转变为虚拟的场景，解决了携带不便、难以控制、难以标准化的问题；根据人体的呼吸周期实时调整催眠装置（钟摆、烛光、火焰）的运动周期，更贴合人体使用习惯，保证千人千面。
    07根据脑电波和心率助眠
    
    背景技术
    人的一生中，睡眠占据了近1／3的时间，睡眠的质量好坏与人体健康与否有着直接的密切关系，由此可见睡眠对每一个人是多么重要，从某种意义上说，睡眠的质量决定着生活的质量。然而，随着现代社会节奏的加快以及生活压力等诸多因素，人们的睡眠质量普遍不佳甚至经常有失眠的情况发生，进而直接地或影响精神和身体状态。
    为了提高睡眠质量，应运而生了一系列的辅助助眠措施，比如CN106345035A提供了一种基于虚拟现实的睡眠系统，利用虚拟现实输出沉浸式的VR视频内容以起到物理辅助助眠的效果，然而该睡眠系统是根据人体信息的变化直接调用存储库内的VR视频内容，其提供的VR视频内容是内置好的，并不是实时根据用户的生理状况提供针对性的辅助助眠策略，进而导致助眠效果不佳。
    再比如CN109920532A提供一种带有睡眠功能可穿戴设备的控制方法，其包括置于床头位置的VR设备以及与其联动的处理中心，该可穿戴设备的安装和携带十分不便利，仅可适用于医疗用途，并不能推广到每家每户中使用，且用户在入睡之后甚至需要手控控制设备的关闭。
    综上所述，目前市面上的放松助眠系统存在各自的缺陷，并不能真正地适用于普遍大众。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种基于生理指标干预睡眠的放松辅助助眠系统及设备，通过采集用户的生理指标，分析用户的实时睡眠状态并针对性地出具干预策略，干预策略以多种物理或化学的方式展示，给用户提供针对性的干预辅助策略，更有效地帮助用户进入放松和睡眠的状态，且在用户入睡之后根据反馈数据自动停止系统的运行，不干扰用户的睡眠过程。
    本发明具有以下的有益效果：
    1． 数据采集端采用五导双通道的采集模式，同时动态和静态采集用户的脑电数据以及心率数据，以多传感器获取的方式保证数据的精准性，以双通道传输的方式保证数据传输的快速以及安全性。
    2． 整合数据采集端和数据处理端于一个设备，充分利用两者使用部分的重叠相似之处，大大地缩小产品的体积，提高产品的集成度，且可极大程度地缩短数据传输路径，减少信号衰减和信号损失，提高数据传输的质量和速率。
    3． 实时分析用户的睡眠状态，并根据实时信息得到实时性的干预策略，提供针对性的干预助眠策略，且充分调用用户的五官感觉来感受干预策略，更加沉浸式地享受助眠效果。
    4． 整合数据处理端和数据反馈端于一个设备，可及时地自由调整助眠干预策略，以使得产品设计更加紧凑，合理利用空间，减少前端体积和重量。
    5． 创新性地整合数据采集端、数据处理端和数据反馈端提供一个完整的干预助眠方案，集采集数据、处理数据、反馈数据为一体，解决当前产品功能单一的问题，保证数据的一致性，进而可更加科学地分析各种可能的原因并输出经过试验验证的解决方案，实时监控，实时反馈，针对个体进行个性化定制内容，采用人工智能干预的方式，来达到助眠和催眠的目的。
    6、该放松辅助助眠设备利用系统的特点进行优化设计，比如将影响或辅助数据采集端采集数据的结构转移到数据处理端，提高用户的使用体验感觉。
    08经典脑电波助眠疗法
    
    背景技术
    人的标准睡眠状态是周期交替的，每个周期90分钟左右，每天要通过6个这样的周期（总和8小时以上）保证一天的精力充沛。
    人们正常的睡眠结构周期分为两个相，非快速眼动睡眠期（NREM）和快速眼动睡眠期（REM），NREM和REN交替出现，交替一次称为一个睡眠周期，每个周期大约90－100分钟，两种循环往复，一般而言，成年人每夜通常需要经过4－5个这样的睡眠周期来保证一天的睡眠质量。而一个非快速眼动睡眠期（NREM）又分为四个睡眠阶段，即：入睡阶段、浅睡阶段、熟睡阶段和深睡阶段，因此一个睡眠周期共包含五个睡眠阶段。
    一般情况下，这五个睡眠阶段每夜交替往复4－5次才能保护人们的睡眠质量以及精力充沛。
    人体五个睡眠阶段脑电波状况是不同的，如：当人体处于睡眠的入睡阶段时，人体自发的脑电波为低振幅，频率快慢混合，以4－7次／S的θ波为主，此时，人的颈部肌肉和四肢肌肉张力逐渐降低，人体安静困倦开始进入睡眠状态；
    当人体处于睡眠的浅睡阶段时，人体自发的脑电波为低振幅，在θ波的背景上出现13－16次／秒的睡眠纺锤波和一些复合波，此时，人的心率和呼吸逐渐变慢，体温、脑温逐渐降低，闭眼、缩瞳，脑血流量较清醒安静时为多，人体已经入睡，并出现鼾声，但将被试叫醒后却常自称尚未睡着；
    当人体处于熟睡阶段时，人体自发的脑电波为高振幅，在θ波的背景上出现20－50％的0．5－3次／秒的δ波，此时，生长激素和促肾上腺皮质激素以及肾上腺分泌的肾上腺皮质激素在慢波睡眠中比在白天清醒时增多，人体已经睡熟，但尚易叫醒；
    当人体处于深睡眠阶段时，人体自发的脑电波为50％以上高振幅的δ波，此时人体做梦极少，即使做梦梦境也平淡、生动性弱，概念性和思维性较强，人体不但睡熟还难以叫醒；当人体处于苏醒阶段时，人体自发的脑电波以α波为主。
    人在睡眠周期中的每一个部分都伴随有不同的特征脑电波的释放，睡眠周期有5个阶段包括四个非眼动阶段和一个快速眼动阶段，四个非快速眼动阶段中包含两个浅层睡眠周期和两个深层睡眠周期，可通过脑电波的波形区分出浅睡期（θ波）深睡期（δ波）快速眼动期（α波）。
    睡眠周期中的每一个部分都伴随有不同的特征脑电波的释放，通过对特征脑电波的捕捉判断用户当前处于睡眠周期的何种阶段睡眠周期有5个阶段包括四个非眼动阶段和一个快速眼动阶段，四个非快速眼动阶段中包含两个浅层睡眠阶段和两个深层睡眠阶段，可通过脑电波的波形区分出浅睡期（θ波）深睡期（δ波）快速眼动期（α波）并通过一些特殊波形取得更精确的判断。
    外界环境对人体的睡眠有相应的影响，比如室内温度，被子内人体周围空间温度，光照强度和光色（冷色光有助于人体的唤醒，暖色光利于睡前对睡眠促进），负离子浓度，含氧浓度，二氧化碳浓度，空气流动情况灯都会对睡眠时的人体生理状况造成影响，对这些参数的控制将改善人的睡眠情况。
    现有技术中用于更改睡眠状况的方法大多为改变上述外界环境参数，以达到使睡眠舒适，但是睡眠时间和睡眠质量的因素在于人体的身体状况以及脑部的因素，尤其是针对失眠患者，因此现有技术中的睡眠舱很难完全改善睡眠状况。
    发明内容
    为了解决现有技术中睡眠状况改善的困难的问题，本发明提供了一种从引导脑部睡眠活动来改善睡眠质量的环境控制系统。
    本发明为一种提高睡眠质量的环境控制系统，包括脑电波采集模块、控制模块、电磁波发生器、遥控模块、环境采集模块；
    所述脑电波采集模块，用于实时采集并提取人体脑电波，并发送到控制模块；
    所述控制模块，收到的所述脑电波采集模块采集到的脑电波信息与预设的睡眠模版的脑电波信号进行比较判断，当判断提取的脑电波信息相比于睡眠模版的脑电波信息不符时，确定为异常脑电波，然后根据预设的控制模板发送控制信号到电诱导模块诱导异常脑电波；
    所述电诱导模块，接收控制模块发出的控制信号，并根据控制信号发出设定的诱导信号；所述环境采集模块，用于采集环境参数，并将环境参数发送至控制模块；
    控制模块根据环境采集模块的实时环境参数信息，与设定的环境模板对比，发送环境控制信号至遥控模块；
    遥控模块，接收环境控制信号，并根据环境控制信号控制卧室内的环境设备调节环境参数。
    本发明能在大脑层面通过对电磁场的改变引导大脑的脑电波状态调整，使人在睡眠时回归正常的睡眠状态，同时对不同睡眠进行睡眠环境调整，进一步通过环境控制的增加促进睡眠的效果。