[發明專利]對嬰兒的感知和活動分類

在審

• 申請號: 201910371922.6
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110432908A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: A.帕薩克;D.何;M.加德納;B.阿里茲提
• 申請（專利權）人: 威里利生命科學有限責任公司;寶潔公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金玉潔

描述了使用運動傳感器來檢測嬰兒活動的各種示例。在示例中，活動分類系統包括被配置為測量嬰兒的活動的傳感器和外部監視器。監視器從傳感器接收包括針對每個時間段的慣性測量結果的時間序列的數據。監視器從時間序列和通過使用預測模型來確定來從已識別的活動的列表確定活動。已識別的活動的示例是深睡眠、淺睡眠、坐著、清醒、母乳進食或奶瓶進食。

技術領域

本申請一般涉及電子地檢測活動，但更具體地涉及對嬰兒的感測和活動分類。在特定示例中，活動分類系統感測穿戴傳感器的嬰兒正在執行諸如坐起或睡覺的特定活動。

背景技術

嬰兒的總體健康幸福是父母和其他照顧者最關心的問題。此外，對于新手父母來說，讓新生兒適應睡眠和進食周期可能很困難，往往會造成壓力。因此，確定和記錄嬰兒的活動，例如嬰兒正在睡覺、坐起還是進食，都是有用的。

存在用于跟蹤成人的活動的解決方案。例如，健身和睡眠追蹤器能夠跟蹤諸如步數的鍛煉、睡眠周期等。但是這些解決方案并不適于嬰兒的獨特要求。例如，成人健身追蹤器不適合嬰兒穿戴。

現有的嬰兒監視解決方案也存在缺陷。例如，簡單地將音頻從嬰兒的房間發送給父母的解決方案無法測量活動或睡眠。一些產品測量嬰兒的血液氧合，如果嬰兒的血氧水平低于某個閾值則提醒父母。但是這些解決方案需要將笨重的傳感器附接到嬰兒，這需要皮膚接觸，并且可能被踢掉。基于相機的嬰兒監視解決方案也存在，但是這樣的基于相機的系統簡單地指示嬰兒的存在。一些基于相機的解決方案使用人工智能，但仍無法區分大運動和小運動。因此，這些解決方案缺乏確定嬰兒活動的精確度，例如嬰兒是處于淺睡眠還是深睡眠。

發明內容

描述了使用運動傳感器來檢測嬰兒活動的各種示例。在示例中，活動分類系統包括被配置為測量嬰兒的活動的傳感器和監視器。加速度計或陀螺儀在時間段內檢測三維的慣性測量結果(inertial measurement)的集合。監視器接收慣性測量結果的集合。監視器計算慣性測量結果的方差或慣性測量結果的均方根。監視器將慣性測量結果和慣性測量結果的方差或均方根提供給預測模型。監視器從預測模型接收基于測量結果從預定義的活動的集合確定的活動。監視器將確定的活動提供給輸出設備。

在一個方面，統計數據包括(i)慣性測量結果的方差，或(ii)慣性測量結果的均方根。

在一個方面，預定義的活動包括(i)睡覺、(ii)清醒、(iii)朝下趴著、(iv)朝上躺著、(v)平靜(settled)、或(vi)搖擺(stirring)中的一個或多個。

在一個方面，預定義的活動包括(i)清醒、(ii)睡覺、(iii)搖擺、或(iv)平靜。

在一個方面，監視器進一步調整所確定的活動。例如，當確定的活動是平靜時，監視器將所確定的活動改變為不同的狀態。當確定的活動是搖擺時，監視器將確定的活動改變為睡覺。當確定的活動是(i)睡覺、(ii)低于時間閾值、以及(iii)在白天期間發生時，監視器將確定的活動改變為清醒。當確定的活動是(i)清醒、(ii)低于時間閾值、以及(iii)在夜晚期間發生時，監視器將確定的活動改變為睡覺。

在一個方面，預定義的活動包括(i)嬰兒是否正在母乳進食、(ii)嬰兒是否正在奶瓶進食、或(iii)嬰兒在進食期間的朝向。監視器還從陀螺儀接收朝向或角速度測量結果。監視器為預測模型提供朝向或角速度測量結果。所確定的活動至少部分地基于角速度測量結果。

在一個方面，監視器接收訓練數據，該訓練數據包括指示在時間段內測量的慣性測量結果的時間序列數據。訓練數據用訓練標簽注釋，該訓練標簽指示活動中的針對每個時間段的相應活動。監視器還在基于預測與相應訓練標簽的比較的損失函數(lossfunction)的基礎上迭代地調整預測模型。迭代地調整預測模型包括通過預測模型確定對與時間段相對應的數據是否對應于活動之一的預測，以及修改預測模型以使得在隨后迭代(subsequent iteration)中損失函數的隨后值(subsequent value)被減小。