سنسور پایش یا ردیابی خواب در ساعت‌های هوشمند چگونه کار می‌کند؟!

یکی از مهم‌ترین ویژگی ساعت‌های هوشمند، سنسور پایش یا ردیابی خواب آن‌ها است، اما ردیاب خواب دستبندهای هوشمند چگونه کار می‌کند و آیا اطلاعات آن‌ها دقیق است؟

بندها و ساعت‌های هوشمند طی چند سال اخیر به یکی از محبوب‌ترین گجت‌های پوشیدنی در دنیا تبدیل شده‌اند، طبق آمار در سال 2016 تنها 37 میلیون ساعت هوشمند در دنیا عرضه شد اما این رقم در سال 2021 به 142 میلیون رسید و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2025 تعداد توزیع ساعت هوشمند در جهان به رقم 253 میلیون عدد برسد.

درنظر داشته باشید این آمار تنها مربوط به ساعت‌های هوشمند است و با محاسبه ردیاب‌های ورزشی و دستبندهای هوشمند، این ارقام افزایش پیدا می‌کند.

اهداف مختلفی برای استفاده از یک بند یا ساعت هوشمند وجود دارد، دلایلی مانند مشاهده زمان، کنترل موسیقی و تماس، دسترسی به برنامه‌های مختلف تلفن همراه، ردیابی ورزش، کمک به تناسب اندام و حتی زیبایی ظاهری و استفاده به عنوان یک اکسسوری باعث می‌شود تا مردم به خرید یک ساعت هوشمند روی بیاورند، اما در کنار این موارد ردیابی وضع سلامت به ویژه پایش خواب به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل خرید بند یا ساعت هوشمند برشمرده می‌شوند.

در واقع مطالعات نشان داده که پس از تناسب‌اندام و ورزش، سومین عاملی که مردم را به خرید بند و ساعت‌های هوشمند سوق می‌دهد، پایش و ردیابی خواب است.

ردیابی خواب تقریبا یک قابلیت پایه‌ای برای بندهای هوشمند است و حتی ارزان‌ترین دستگاه‌ها نیز از آن برخوردار هستند. اما سؤال اینجا است که چرا کاربران به این ویژگی نیاز دارند؟ و مهم‌تر اینکه بندها و ساعت‌های هوشمند چگونه می‌توانند شاخص‌های مختلف خواب شما را پایش کنند؟ با آی‌تی‌رسان همراه باشید تا به طور دقیق در مورد عملکرد دستگاه‌های پایش و ردیابی خواب صحبت کنیم:

ردیاب خواب چه چیزی را به ما نشان می‌دهد؟

عملکرد ردیاب خواب تاحدودی برای کاربران ناشناخته است، اسمارت‌واچ‌هایی که خواب شما را پایش می‌کنند، تنها وظیفه محاسبه زمان شروع و پایان خواب را ندارند، بلکه مجموعه‌ای از داده‌ها را از بدن شما دریافت می‌کنند و بر اساس آن اطلاعات مفیدی از کیفیت و مراحل خواب ارائه می‌دهند.

این اطلاعات در دستگاه‌های ارزان‌تر با سنسورهای معمولی به صورت کلی و در دستگاه‌های گران‌تر با سنسورهای دقیق به صورت جزئی و تحلیلی نمایش می‌یابد، حتی برخی از ساعت‌های هوشمند با توجه به کیفیت خواب شما، توصیه‌هایی برای بهبود سطح خواب ارائه می‌دهند.

اما اطلاعات کلی از خواب که توسط بندها و ساعت‌های هوشمند ردیابی می‌شوند شامل موارد زیر است:

مدت زمان خواب: این دستگاه‌ها مدت زمان خواب را با اندازه گیری شاخص‌های بدن شما مشخص می کنند.

کیفیت خواب: این دستگاه‌ها می‌توانند عمق خواب، حرکات بدن مانند چرخش و همچنین بیدار شدن در نیمه شب را تشخیص دهند.

مراحل خواب: برخی از سیستم‌های ساعت‌ها و بندهای هوشمند قابلیت ردیابی مراحل مختلف خواب را دارند، حتی می‌توانند به صورت خودکار زنگ هشدار را مطابق با مرحله‌ای از خواب شما تنظیم کنند که هنگام بیدار شدن از خواب، کمتر خسته باشید.

عوامل محیطی: تعدادی از این ردیاب‌های خواب، دمای محیط و میزان نور اتاق شما را نیز اندازه‌گیری می‌کنند.

ساعت‌ها یا بندهای دارای ردیاب خواب از چه سنسورهایی استفاده می‌کنند؟

در ساعت‌های هوشمند اپل واچ و یا سامسونگ گلکسی واچ تعدادی حسگر پیچیده حرکتی قرار داده شده است. این حسگرها حتی می‌توانند کوچک‌ترین حرکت کاربر را نیز با دقت بالایی تشخیص دهند. برخی از این ساعت‌ها از حسگر شتاب‌سنج‌ برای سیستم پایش خواب استفاده می‌کنند. این حسگرها از طریق شناسایی تحرکات بدن کاربران می‌توانند خواب یا بیداری آن‌ها را تشخیص دهند. دانشمندان این رویه را تحرک‌سنجی (actigraphy) می‌نامند.

در کنار آن سنسور نوری که در بندها و ساعت‌های ارزان و شاید قدیمی‌تر وجود دارد، می‌تواند ضربان قلب را اندازه بگیرد، اما از چند سال پیش ساعت‌های هوشمند به سنسور ECG مجهز شده‌اند، این سنسور سیگنال‌های الکتریکی را از قلب افراد دریافت می‌کند و دقت بسیار بالاتری دارند. سنسور ECG از اپل واچ سری 4 و گلکسی واچ اکتیو 2 به ساعت‌های اپل و سامسونگ اضافه شدند، ساعت‌های جدید شیائومی نیز از همین سنسور بهره می‌برند.

همچنین با سنسورهای نوری می‌توان فشار خون را اندازه گرفت و سنسور تشخیص اکسیژن سطح خون نیز به مدل‌های جدید اضافه شده‌اند، به این ترتیب با مجموعه‌ای از سنسورهای حرکتی و پایش فعالیت بدن، می‌توان کیفیت خواب را نیز ردیابی کرد، اما این اتفاق چگونه رخ می‌دهد؟

ردیاب خواب چگونه کار می‌کند؟

برای درک درست از عملکرد سنسورهای ردیاب خواب ، ابتدا باید بدانیم دقیقا در خواب چه اتفاقی برای بدن انسان رخ می‌دهد؟ خواب به دو بخش REM و غیر REM تبدیل می‌شود.

پارامترهای خواب بدن مانند ضربان قلب، فعالیت مغز، دما، الگوی تنفس، حرکات چشم و فعال شدن ماهیچه‌ها در طول مراحل مختلف خواب متفاوت است و می‌توان با اندازه‌گیری آنها، مراحل مختلف خواب را پایش کرد.

هنگامی‌ که به خواب فرو می‌روید، بدن شما در حالت درازکش قرار گرفته و کمتر از زمان بیداری از خود تحرک نشان می‌دهد. از نظر ساعت‌های هوشمند، این موضوع شاخصه اصلی خواب یا بیداری شما است. همان‌طور که در چرخه خواب پیشروی می‌کنید، بدن شما نیز رفتارهای متفاوت‌تری را از خود نشان می‌دهد. این قضیه باعث می‌شود تا دستگاه‌های پوشیدنی بتوانند عمیق و یا سطحی بودن خواب شما را تشخیص دهند.

مرحله غیر REM به چهار سطح تبدیل می‌شود، شما در دو مرحله ابتدایی، سبک‌ترین خواب را تجربه می‌کنید. در این مدت امکان دارد که بدن شما به‌صورت غیرارادی تکان بخورد. این حرکات را سقوط خوابگاهی نامیده و در واقع نوعی از تیک‌های غیرارادی عضلات هستند. بر اساس پژوهشی که در اکتبر 2016 در نشریه Sleep Medicine منتشر شده، این حرکات غیرارادی به‌صورت اتفاقی رخ داده و در میان 60 الی 70 درصد مردم رواج دارند.

اما اگر بخواهیم به طور دقیق‌تر توضیح دهیم، باید گفت که در مرحله اول، حرکات چشم آرام‌تر می‌شود، فعالیت عضلانی کاهش می‌یابد (تکان‌های عضلانی ممکن است رخ دهد)، تنفس کند و ضربان قلب منظم می‌شود.

در مرحله دوم، حرکات چشم متوقف می‌‎شود، فعالیت ماهیچه‌ای آهسته شده و تنفس کند می‌شود، همچنین دمای بدن، ضربان قلب و فشار خون کاهش می‌یابد.

هرچقدر که بیشتر وارد مراحل عمیق‌تر خواب شوید، حرکات بدن شما کاهش یافته و بدین شیوه دستگاه پوشیدنی شما می‌تواند بهتر تشخیص دهد که کاربر در کدام مرحله از چرخه خواب خود قرار دارد.

در مرحله سوم و چهارم، بدن بی‌حرکت می‌شود و پارامترهایی مانند فشار خون، سرعت تنفس و دمای بدن مجددا کاهش می‌یابند. اندازه گیری هر کدام از این پارامترها با سنسورهای مختلف، تعیین کننده سطح خواب شماست.

درنهایت، کاربر وارد مرحله REM (حرکات سریع چشم) می‎‌شود. این همان قسمتی است که معمولا مردم در آن رویا یا کابوس می‎بینند. در این مرحله بدن شما کمترین تحرکات را از خود نشان می‌دهد. در این مرحله تعداد تنفس افزایش می‌یابد و الگوی تنفس نامنظم می‌شود، همچنین ضربان قلب و فشار خون به سطح بیداری نزدیک می‌شوند. این زمانی است که رویاها رخ می‌دهند و فعالیت مغز مشابه زمانی است که فرد بیدار است.

به این ترتیب سنسورهای بند‌ها و ساعت‌های هوشمند با اندازه‌گیری شاخص‌های مختلف بر اساس الگوی خواب انسان، می‌تواند کیفیت خواب و موارد مختلف را اندازه‌گیری کند.

آیا ردیاب‌های خواب دقیق هستند؟

اگر می‌خواهید که یک ساعت هوشمند خریداری کنید، باید به یاد داشته باشید که فناوری ردیابی خواب آن‌ها کاملا دقیق نیست. این محصولات براس استفاده در یک بک زندگی معمولی تولید شده و در نهایت اینکه نمی‌توان آن‌ها را وسایل پزشکی کاملا دقیقی به‌حساب آورد. البته ساعت‌های هوشمند روز به روز دقیق‌تر می‌شوند و می‌توان بر روی اطلاعاتی که آن‌ها به ما نشان می‌دهند حساب باز کرد، اما به هر حال 100 درصد دقیق نیستند و گاها نتایج اشتباهی را ثبت می‌کنند.

پژوهشی در ژوئن 2019 در نشریه‌های JMIR mHealth و uHealth منتشر شد که به ساعت هوشمند Fitbit Charge 2 پرداخته بود و به‌ویژه آن را با ردیاب‌های خواب رده پزشکی مقایسه کرده بود. این پژوهش پی برده است که این ساعت هوشمند تمایل دارد تا زمان خواب عمیق اشخاص را بیش از میزان واقعی محاسبه کند. این گجت هوشمند همچنین در رابطه با محاسبه زمانی که کاربر وارد یک مرحله دیگر از خواب خود می‌شود، برآوردهایی کمتر از واقعیت را ارائه می‌دهد.

در حالت کلی، ادبیات پزشکی تمایل دارد تا نسبت به ردیاب‌های غیرپزشکی خواب، واکنش تندی را نشان دهد، مخصوصا در هنگامی‌ که بحث بر سر روشی باشد که نتایجی مشابه یافته‌های پزشکان را به دست می‌دهد. اما واقعیت آن است که اگر در سلامت خود، مشکل جدی را احساس می‌کنید باید به دکتر متخصص مراجعه کنید و تحت درمان قرار بگیرید، اما اگر سلامت بدن شما در مرحله مناسبی قرار دارد، ساعت‌های هوشمند می‌توانند کارآمد باشند و به افزایش سلامت شما کمک کنند.

آیا اطلاعات به دست آمده از ساعت‌های هوشمند کاربردی دارند؟

بندها و ساعت‌های هوشمند دستگاه‌هایی هستند که باعث می‌شوند شما بیشتر به سلامت خود دقت کنید، این ابزارها با روش‌های تشویقی که در زمینه افزایش تحرک، افزایش مسیر پیاده‌روی، افزایش سوخت و ساز بدن و حرکت به سمت رژیم غذایی سالم دارند، باعث می‌شوند تا مردم بیشتر به سلامت خود اهمیت دهند.

همچنین این دستگاه‌ها می‌توانند علایم و نشانه‌هایی از یک بیماری مهم را نشان دهند و باعث شوند تا به موقع به پزشک مراجعه کنید، به هر شکل استفاده از بندها و ساعت‌های هوشمند، مزایای بسیاری دارد و پیشنهاد می‌شود که از این دستگاه‌ها استفاده شود، اما باز هم تاکید می‌کنیم که یک بند هوشمند با یک آزمایش پزشکی دقیق بسیار متفاوت است، به همین دلیل از چکاب پزشکی بدن غافل نشوید و در صورت وجود یک مشکل جدی، حتما به پزشک مراجعه کنید.