Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge opracowali inteligentna pizame, której zadaniem jest monitorowanie w warunkach domowych wzorców oddechu podczas snu i wykrywanie jego zaburen takich jak bezdech senny, chrapanie czy bruksizm. Jest to mozliwe dzieki znajdujacym sie w materiale zaawansowanym grafenowym czujnikom tensometrycznym. Uradzenie moze stac sie alternatywa dla czesto niekomfortowej dla pacjentów diagnostyki w warunkach szpitalnych lub z wykorystaniem nieporecznego spretu.
Za projekt inteligentnej pizamy odpowiedzialny jest zespól badaczy z Cambridge Graphene Centre, któremu prewodniczyl prof. Luigi Occhipinti. Naukowcy wzorowali sie na swojej wczesniejszej pracy nad inteligentnym chokerem preznaczonym dla osób z zabureniami mowy. Zespól preprojektowal czujniki i wprowadzil udoskonalenia konstrukcyjne w celu poprawy ich czulosci. Nastepnie umiescil je w kolnieryku pizamy.
– Okolica gardla jest bardzo ciekawym obszarem, który dostarcza licznych informacji. W ramach popredniego projektu opracowalismy czujnik wbudowany w inteligentny material, aby monitorowac sygnaly mowy, które sa odrózniane od wzorców oddychania pod wzgledem amplitudy i czestotliwosci. Dzieki monitorowaniu sygnalów mowy mozemy interpretowac dane dotyczace pacjentów z zabureniami mowy, na przyklad pacjentów po laryngektomii, czyli usunieciu krtani, lub z dyzartria w nastepstwie wylewu. Jest to przyklad tego, jak wiele informacji mozna uzyskac z tej okolicy ciala. Ultraczuly grafenowy czujnik tensometryczny moze zarejestrowac informacje przydatne do diagnostyki, rehabilitacji i leczenia – mówi agencji Newseria prof. Luigi Occhipinti, dyrektor ds. badan nad inteligentnymi uradzeniami elektronicznymi, biosystemami i AI na Wydziale Inzynierii w Cambridge Graphene Centre.
Inteligentna pizama ma sie stac alternatywa dla polisomnografii, która wymaga pozostania na noc w szpitalu czy klinice snu i jest dosc uciazliwa ze wzgledu na liczne czujniki i prewody, za pomoca których pacjent jest podlaczony do spretu medycznego.
– Celem stworenia systemu monitorowania wbudowanego w inteligentny material bylo umozliwienie pacjentom monitorowania swojego zdrowia w domu, w naturalnym srodowisku. Dlatego opracowalismy technologie, która ma byc wygodnym elementem odziezy do spania, a jednoczesnie trwala i odporna na zaklócenia powstale podczas snu. Na przyklad uradzenie jest zaprojektowane tak, aby niwelowac zaklócenia zwiazane z obracaniem sie podczas snu i inne wywolane ruchem – tlumaczy prof. Luigi Occhipinti.
Opracowana prez zespól badaczy technologia to grafenowy czujnik tensometryczny (a wlasciwie grupa czujników). Jest on w stanie wykryc niewielkie napiecia materialu z niezwykle wysoka czuloscia i dokladnoscia, nawet jesli koszula jest noszona luzno wokól szyi.
– Dzieki temu konkretnemu modelowi i materialom zastosowanym w ramach naszej technologii mozemy rozpoznac do szesciu wzorców snu zwiazanych na przyklad z oddychaniem prez nos lub prez usta, a takze bruksizmem, czyli tendencji do zgrytania zebami lub zaciskania szczeki podczas snu, a takze chrapaniem i, co najwazniejsze, bezdechem sennym. Uradzenie jest na tyle dokladne, ze jestesmy w stanie wykryc za jego pomoca wszystkie wzorce zwiazane ze snem i odróznic obturacyjny bezdech senny od osrodkowego – mówi ekspert.
Na potrzeby inteligentnej pizamy naukowcy zaprojektowali model uczenia maszynowego o nazwie SleepNet, który wykorystuje sygnaly prechwytywane prez czujniki. Celem jest identyfikacja stanów snu, w tym oddychania prez nos, oddychania prez usta, chrapania, zgrytania zebami, centralnego bezdechu sennego i obturacyjnego bezdechu sennego. Co wazne, SleepNet nie wymaga laczenia sie z komputerami lub serwerami. Najnowsze wersje pizamy umozliwiaja równiez bezprewodowe presylanie danych (na smartfona i komputer) z wynikami badania.
– SleepNet umozliwia pretwaranie danych i uczenie na podstawie danych osób zdrowych i tych, u których wystepuja nieprawidlowosci zwiazane ze snem. Uzyskane informacje wykorystuje do klasyfikacji sygnalów i dopasowuje okreslone cechy lub wzorce do konkretnych stanów – tlumaczy prof. Luigi Occhipinti. – Algorytm umozliwia równiez filtrowanie wiekszosci zaklócen, aby sygnal mógl byc wstepnie pretworony za posrednictwem sieci. Moze takze przekazac pozyskane dane z punktu szkolenia AI, aby mozna je bylo wykorystac w odniesieniu do nowych pacjentów lub schoren i dostosowac do nowych danych. Jest to „lekka” siec AI, która umozliwia uruchamianie algorytmu na uradzeniach bregowych, co oznacza, ze zlozonosc obliczeniowa sieci jest ograniczona do minimum z zachowaniem bardzo duzej dokladnosci, aby mozliwe bylo jej dzialanie w czasie rzeczywistym – dodaje.
Inteligentne pizamy zostaly pretestowane zarówno na zdrowych, jak i cierpiacych na bezdech senny pacjentach. Okazuje sie, ze sa one w stanie wykryc szereg faz snu z dokladnoscia 98,6 proc. Naukowcy licza na to, ze uda im sie dostosowac czujniki do róznych schoren – nie tylko monitorowania snu. Pracuja takze nad poprawa ich trwalosci, aby mozna bylo je uzytkowac prez dlugi czas mimo regularnego prania w zwyklej pralce.
Wykrywanie i leczenie jego zaburen ma ogromne znaczenie w kontekscie zapewnienia organizmowi odpowiedniej higieny snu. Ta bowiem jest kluczowa dla zdrowia psychicznego i fizycznego. Zla jakosc snu moze prowadzic do chorób prewleklych takich jak choroby ukladu krazenia, cukryca czy depresja. Jak wynika z raportu „Sen Polaków. Straty dla gospodarki. Edycja 2025” przygotowanego prez UCE Research i platforme ePsycholodzy.pl, ponad 41 proc. doroslych Polaków ocenia jakosc swojego snu negatywnie.
