Om du någonsin har drömt om att få en god natts sömn, ditt svar kan en dag ligga i data som genereras av dina sömnkläder. Forskare har utvecklat pyjamas inbäddade med självdrivna sensorer som ger diskret och kontinuerlig övervakning av hjärtslag, andning och sömnställning - alla faktorer som spelar en roll för hur bra en människa slumrar. De "smarta" plaggen kan ge vanliga människor, liksom kliniker, användbar information för att förbättra sömnmönster.

Forskarna kommer att presentera sina resultat idag på American Chemical Society (ACS) National Meeting &Exposition våren 2019.

"Våra smarta pyjamas klarade av många tekniska utmaningar, "säger Trisha L. Andrew, Ph.D., som ledde laget. "Vi var tvungna att inkonsekvent integrera avkänningselement och bärbara strömkällor i vardagliga plagg, samtidigt som vikten bibehålls, känna, bekvämlighet, välbekanta kläder och tyger. Vi arbetade också med datavetenskapare och elingenjörer för att bearbeta de otaliga signalerna från sensorerna så att vi hade tydlig och lättförståelig information. "

Att få tillräckligt med kvalitetssömn kan hjälpa till att skydda människor mot stress, infektioner och flera sjukdomar, såsom hjärt- och njursjukdom, högt blodtryck och diabetes, enligt National Institutes of Health. Studier har funnit att kvalitetssömn också ökar mental skärpa och skärper beslutsfattande färdigheter. Ändå får de flesta inte tillräckligt med sömn - eller rätt sorts.

National Sleep Foundation uppskattar att sömnindustrin blomstrar, tar in nästan 29 miljarder dollar 2017. Även om vissa tillverkare av smarta madrasser hävdar att produkterna kan känna rörelse och utleda sömnställning, de ger inte detaljerad information till sovhytten och är inte bärbara för resor. Kommersiellt tillgängliga elektroniska band som bärs på handleden ger information om pulsen och övervakar hur mycket total sömn bäraren får. Men tills nu, det har inte funnits något som en typisk konsument kan använda för att övervaka hållning och andnings- och hjärt -signaler vid sömn.

Nyckeln till den smarta pyjamasen är en process som kallas reaktiv ångavsättning. "Denna metod gör att vi kan syntetisera en polymer och samtidigt lägga den direkt på tyget i ångfasen för att bilda olika elektroniska komponenter och, i sista hand, integrerade sensorer, "Säger Andrew." Till skillnad från de flesta elektroniska bärbara apparater, de ångavsatta elektroniska polymerfilmerna är tvätt- och slitstabila, och de tål mekaniskt krävande rutiner för tillverkning av textilier. "

"Phyjama, "som University of Massachusetts, Amherst -teamet kallar det, har fem diskreta textilplåster med sensorer i. Plåstren är sammankopplade med hjälp av silverpläterade nylontrådar avskärmade i bomull. Ledningarna från varje lapp hamnar på ett kretskort i knappstorlek placerat på samma plats som en pyjamaknapp. Data skickas trådlöst till en mottagare med en liten Bluetooth -sändare som är en del av kretsen i knappen.

Plagget innehåller två typer av självdrivna sensorer som detekterar "ballistiska rörelser, "eller tryckförändringar. Fyra av lapparna är piezoelektriska. De upptäcker konstanta tryck, som en säng mot en persons kropp. Dessa förstklassiga plåster används i olika delar av Phyjama så att forskarna kan bestämma sovställning. Dock, denna typ av sensor kan inte ta upp det svaga trycket från ett bankande hjärta. Den triboelektriska lappen upptäcker snabba tryckförändringar, såsom fysisk hjärtpumpning, som ger information om puls. Detta är första gången en sådan sensor har visat sig upptäcka små ballistiska signaler från hjärtat.

Andrews team har testat plagget på volontärer och validerat avläsningarna från sensorerna oberoende av varandra. De har också ansökt om patent på Phyjama. Efter att Andrew samarbetat med en tillverkare, hon uppskattar att produkten kan finnas på marknaden inom två år för $ 100-$ 200.

För närvarande, teamet arbetar med att utöka tekniken till bärbara elektroniska sensorer som detekterar gång och skickar feedback till en bildskärm för att förhindra fall. Denna applikation kan hitta användning i inställningar som äldreboenden och ålderdomshem, Säger Andrews.