Как известно, сон человека состоит из повторяющихся циклов фаз быстрого и медленного сна. Средняя продолжительность каждого цикла равняется примерно полутора часам. Полноценным отдыхом является сон, включающий 5 полных циклов. Таким образом, для максимальной работоспособности человек должен спать не менее 8 часов в сутки. От общей продолжительности сна около 80% составляет фаза медленного сна. Быстрый сон имеет меньшую продолжительность, однако к моменту пробуждения его доля постепенно нарастает. Фазы сна отличаются друг от друга не только продолжительностью, но и возложенными на них функциями. Фаза медленного сна помогает человеку восстановиться, мозг при этом пребывает в состоянии покоя. Быстрый сон, напротив, активизирует мозговые процессы и способствует упорядочиванию и запоминанию всей важной информации, полученной человеком за прошедший день. Как же работает устройство-трекер, которое анализирует сон — об этом в сегодняшнем выпуске!
Наиболее распространенным потребительским устройством для определения фаз сна является фитнес-браслет. С помощью запрограммированных алгоритмов и датчиков он определяет фазы медленного и быстрого сна. Среди используемых сенсоров особое значение имеют чувствительный звукозаписывающий датчик, пульсометр и акселерометр. Первый из них записывает и анализирует все звуки, которые человек издает в процессе сна. По наблюдениям ученых, в фазе быстрого сна их существенно больше, поэтому если сенсор замечает больше определенных звуков, чем обычно, это может свидетельствовать о переходе в фазу быстрого сна.
Но для точного анализа одного лишь дополнительного шума недостаточно. Кроме идентификации звуков, трекеры сна также анализируют пульс и движения человека. Пульсометр анализирует работу сердца методом оптической плетизмографии, о котором мы уже говорили в одном из прошлых выпусков. Оптический сенсор на обратной стороне браслета излучает свет на кожный покров и анализирует уровень его поглощения, тем самым определяя частоту сердечного ритма. При ее увеличении трекер делает вывод о переходе человека из фазы медленного в фазу быстрого сна. Акселерометр, в свою очередь, отслеживает все, даже самые незначительные движения спящего человека.
Акселерометр и пульсометр позволяют вычислить оптимальное время пробуждения человека, которое должно происходить в фазе быстрого сна. В этом случае человек просыпается отдохнувшим и бодрым. Трекер выбирает тот момент, когда организм физически готов проснуться — при учащении сердцебиения и первых телодвижениях по прошествии 5 полных циклов сна. Если же человеку необходимо проснуться в определенное время, то умный будильник позволяет назначить временной диапазон, в течение которого трекер выберет оптимальный момент для пробуждения.
Отдельные датчики трекера сна записывают информацию об условиях, в которых спит человек, а именно температуру в комнате и процент углекислого газа. Кроме того, благодаря звукозаписывающему датчику трекер получает информацию о наличии или отсутствии храпа и ночного бреда, что также помогает определить качество сна.
