2023年3月30日

《 Google 》人工智慧説明你睡得更好的 6 種方式

機器學習如何為睡眠評分、打鼾檢測和智慧喚醒等功能提供支援，説明您獲得更好的休息

消費類硬體產品中的睡眠跟蹤已經存在了一段時間 —— 例如，Fitbit 已經提供了 15 年。但這些跟蹤和分析產品隨著時間的推移而發展。“我們增加了更多的功能，”Conor Heneghan 博士說。Conor 是一名研究科學家，在谷歌從事消費硬體領域的睡眠健康工作。他的團隊負責為 Fitbit 和 Pixel Watch 開發有用的新睡眠功能，這些功能使用 Fitbit 的健康和健身技術。

這種進步很大程度上要歸功於人工智慧。“我工作的團隊依靠各種機器學習演算法來完成我們的工作，”Conor 說。這些演算法的工作方式如下：您的設備檢測原始感測器信號（如運動或反射光），並使用演算法將這些信號映射到其他有用資訊，例如您的心率和步數。然後，其他演算法獲取這些數據並將其映射到更複雜的概念，例如您的睡眠階段或壓力水準，以便您有更多有用的訊息來採取行動。“我們可以將所有這些訊息組合在一起，以獲得與睡眠相關的真正詳細的資訊，”Conor 說。

以下是 AI 如何為 Fitbit，Pixel Watch 和 Nest Hub（第二代）等設備上的睡眠功能提供支援，以及它們如何説明您獲得更好的休息。

睡眠跟蹤。Fitbit 的睡眠技術為 Pixel Watch 和 Fitbit 設備的睡眠跟蹤功能提供支援。具體來說，Fitbit 的睡眠跟蹤演算法會尋找您的運動和心跳間隔模式，以估計您處於哪個睡眠階段以及您睡了多長時間。然後，您的設備以多種不同的方式與您共用此資訊（稍後會詳細介紹）。睡眠跟蹤演算法的工作原理是一次組合多種演算法。人們通過觀察手腕反射的光信號來檢測每次心跳之間的時間。另一個通過查看設備中的加速度計（運動感測器）來表徵您的運動。這些資訊被發送到 Fitbit 雲網站，機器學習演算法將心跳和運動資訊結合起來，以估計您處於哪個睡眠階段以及睡眠開始和結束的時間。

2. 睡眠概況。經過訓練以識別具有相似特徵的集群的機器學習演算法會生成您的睡眠配置檔。這項 Fitbit Premium 功能需要至少兩周睡眠的數據，因此它可以識別您睡覺時經常發生的事情，併為您提供更全面的睡眠行為分析。這些數據集群有助於確定您的睡眠檔案動物 —— 您更像是長頸鹿還是刺蝟？就個人而言，我是一隻鸚鵡。這些只是與不同 Fitbit 睡眠配置檔相關的幾種動物類型，每種動物都可以讓您深入瞭解自己的睡眠習慣。通過這樣做並告訴你你有什麼動物睡眠特徵，人工智慧會給你適合該群體的建議，“康納說。

3. 睡眠評分。睡眠跟蹤會生成您的睡眠分數，這是一個從 0 到 100 的數位，您每天早上休息一晚後都會得到這個數位.“您的睡眠分數是您在 Fitbit 應用程式中查看昨晚睡眠時看到的第一件事，”Conor 說。它基於所謂的專家共識演算法。“我們與睡眠醫生交談，以找出一些在夜間睡眠中尋找的最佳方法，”Conor 解釋說。重要的因素包括你的睡眠時間，其次是深度睡眠的百分比（理想情況下約為夜間睡眠的 15%）和你獲得的 REM（做夢）睡眠。專家知情的 AI 採用這些基準來為您提供給定夜晚的睡眠分數。

4. 咳嗽和打鼾檢測。第二代 Nest Hub 以及 Pixel 7 和Pixel 7 Pro 都具有咳嗽和打鼾檢測功能。康納說，機器學習演算法採用所謂的「聲學足跡」並繪製不同的頻率;咳嗽具有特徵性的聲音頻率和持續時間，而打鼾也有自己獨特的聲音特徵。該演算法針對大型數據集進行了訓練，以識別這些聲音並區分它們。Conor 還指出，此功能不存儲原始音訊，所以不用擔心 - 沒有鼾聲和咳嗽的資料庫。相反，不同音訊片段的頻率被預先處理並轉換為 AI 可以解釋的數位。

5. 智能喚醒。“智慧喚醒演算法有效地試圖避免在你處於深度睡眠時喚醒你，因為那是你經歷最多睡眠慣性的時候 - 也稱為 ' 昏昏沉沉 '，”Conor 說。智慧喚醒的工作原理是查找與深度睡眠相對應的運動和心率模式。一旦這些模式開始消退，Fitbit 的睡眠演算法就會知道打開鬧鐘是顯而易見的。啟用智慧喚醒後，您會告訴它您想要喚醒的最晚時間。然後，該應用程式將在該時間的 30 分鐘內喚醒您，具體取決於您何時從深度睡眠階段出來。振動足夠輕柔，可以輕輕地將您從睡眠中拉出來 —— 不需要刺耳的刺耳聲。

6. 睡眠感應。就睡眠技術領域的非可穿戴設備而言，Nest Hub（第二代）設備具有稱為睡眠感應的功能，該功能使用帶有低能耗雷達的運動感應，以及聲音，光線和溫度感測器來檢測夜間的運動和呼吸，以及可能影響您睡眠的房間中的光線和溫度變化（不，不涉及攝像頭）。一切都在設備上處理，依賴於分析感測器收集的數據的演算法然後在早上，睡眠感應將為您提供有關前一天晚上睡眠的個人化見解。