Как умные часы определяют фазы сна

В этой статье мы попросили парапсихолога Галину Анатольевну ответить на вопрос: «Как умные часы определяют фазы сна?», а также дать полезные рекомендации для наших читателей. Что из этого получилось, читайте далее.

Во время нахождения в фазе быстрого сна иногда могут наблюдаться самые яркие сновидения. Мы используем метод, называемый актиграфия сна (акселерометрические измерения движения), который помогает нам научиться распознавать фазы сна, в то время, когда вы спите.

Данный метод основывается на научных данных и самое главное его преимущество заключается в простоте использования, поэтому он подходит для использования в домашних условиях. В смартфоне имеется специальный встроенный датчик акселерометр. Если поместить его к примеру, в вашей постели, мы получим запись ваших движений во время сна. В фазе глубокого сна мышечная активность подавляется, поэтому график будет выглядеть в виде прямой линии.

В противоположность этому, во время фазы быстрого сна люди как правило ворочаются, поэтому на графике появятся значимые колебания.

Двигательная активность во время сна напрямую зависит от фазы сна. В общем, чем выше двигательная активность, тем менее глубоким будет сон. Встроенные в смартфон датчики настолько чувствительны, что даже если вы положите телефон около себя все фазы будут отслеживаться с высокой точностью.

Задачи мониторирования сна:

1. Научиться правильно просыпаться — найти самый лучший момент для подъема, чтобы ваш будильник срабатывал в оптимальной фазе сна для приятного пробуждения и хорошего начала дня (см. «Сигнал будильника»)
2. Расчет периода времени, которое занимает глубокая фаза сна и количества циклов, которые могут являться индикатором здорового либо нездорового сна. Например, очень низкая продолжительность фазы глубокого сна может указывать на проблемы со сном (см. раздел Статистика (Statistics)).

Данные полученные с акселерометрического датчика суммируются и анализируются и как итог на экране выводится график сна. Ниже приведен пример графика сна в реальном времени.

График сна, который вы можете видеть на экране, состоит из 3 частей:

в верхней части графика представлена двигательная активность во время сна (актиграф)
в средней части графика, вы можете увидеть все фазы сна, которые были у вас в течение ночи (гипнограмма сна)
светло-зеленый столбик показывает время пробуждения
зеленый столбик соответствует фазе быстрого сна
темно-зеленый столбик- фазе глубокого сна
нижняя часть графика показывает насколько шумным был сон (говорение во сне, храп)

Продолжительность здорового сна должна быть не менее 7-8 часов включающего пять циклов. Первый цикл длится где-то в пределах от 70 до 100 минут, последующие циклы становятся более длинными и поверхностными. Каждый цикл состоит из 5 этапов продолжительностью, как правило от 5 до 15 минут. Первый и второй этап считаются наилучшими для пробуждения.

Так что здоровый цикл сна выглядит как 10-30 минут легкого сна (высокие пики), а затем область глубокого сна (низких пиков или отсутствие пиков) продолжительностью 40-100 минут.

Качество и продолжительность фаз зависит от множества факторов, поэтому в реальности цифры могут заметно отличаться от вышеуказанных.

ПРИМЕЧАНИЕ: если используется только метод актиграфии точность определения фазы глубоко сна может быть невысокой. В том случае, если вы используете дополнительный датчик частоты сердечного ритма определение фазы глубоко сна происходит наряду с определением частоты сердечных сокращений и является более достоверным методом.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что на фазу глубокого сна приходится от 30% до 70%. Выход за границы данного диапазона может указывать на допущенные погрешности в мониторинге сна или же на наличие определенных проблем со сном. Например, если фаза глубокого сна на графике менее указанного выше диапазона, то это может свидетельствовать либо о бессоннице, неправильном образе жизни, злоупотреблении спиртными напитками или напитками, содержащими кофеин кофеина. На рисунке ниже представлен пример таких графиков нарушенного сна.

Помимо фазы глубокого сна, отмеченной зеленой пунктирной линией и фазы быстрого сна — линии синего цвета, есть несколько другие дополнительные функции, описанные ниже:

режим правильного пробуждения, подробное описание в разделе «Будильник» (Alarms)
определение храпа во время сна, описание в соответствующем разделе «Определение храпа» (Snoring detection)
функция временной приостановки мониторинга сна (раздел Sleep tracking)
шумовые сигналы, раздел «Записи шума» (Noise recording)
режим будильника и сна в графике сна
время восхода и захода солнца
Для получения дополнительных сведений о функции мониторинга сна зайдите в раздел «Статистика» (Statistics).

Обычный будильник не умеет определять фазы сна, поэтому может разбудить вас как в фазу быстрого, так и глубокого сна. И это одна из основных причин по которой вы можете чувствовать усталость после пробуждения, даже если вы спали достаточно долго. Пробуждение в фазу глубокого сна является неестественным для организма и может привести к появлению чувства дезориентированности, усталости и непреодолимого желания поспать еще.

Проснувшись в легкой фазе сна, вы будете чувствовать себя бодрым, отдохнувшим, как будто вы проснулись без будильника в выходной день. В смартфоне имеется встроенный акселерометрических датчик, реагирующий на изменения фазы сна. Вы самостоятельно программируете период времени в который вы планируете поставить будильник и телефон определяет фазу сна в которую произойдет пробуждение. В актиграфе данный период отмечен красной линией.

При современном напряженном ритме жизни качество сна безусловно нуждается в коррекции. Постоянные стрессовые ситуации, уличный шум и некоторые другие факторы оказывают отрицательное влияние на качество сна, снижая продолжительность его глубокой фазы. Поэтому основная задача в улучшении качества сна заключается в увеличении продолжительности данной фазы. Мы провели полиномиальный регрессионный анализ между фазой глубокого сна, количеством часов, потраченных на сон и временем суток, когда люди ложились спать. Результаты анализа можно посмотреть на графиках ниже. В этом примере показано, что пик глубокого сна достигается к 2ч. 43мин. ночи и длина сна составляет не менее 9ч.26мин.

Конечно, данный совет не должен приниматься как строгое руководство и может поддаваться корректировке в зависимости от индивидуальных привычек и особенностей организма. Тем не менее мы не рекомендуем вносить какие-либо существенные изменения.

В течение длительного периода времени мы собирали записи различных вариантов храпа образцы для того, чтобы в дальнейшем использовать их для создания программы определения храпа. В настоящее время данная программа уже запущена и хорошо работает. В коллекции около 600 разновидностей храпа и она постоянно пополняется. Для получения более подробной информации переходите по ссылке Snoring detection.

Если вы используете смарт-часы с кадиопередатчиком или специальный браслет с функцией регистрации с частоты сердечных сокращений вы можете использовать их оба для сбора данных о работе сердца. Данные устройства более качественно фиксируют состояния сна и бодрствования, чем это может сделать актиграф в одиночку. Фитнес-браслет с умным будильником и Как использовать ваши умные часы или фитнес-трекер вместо беззвучного будильника

Современные фитнес-браслеты отличаются множеством полезных функций. Одной из наиболее важных является возможность мониторинга структуры, качества и количества сна. Результаты цифровых наблюдений полезны в диагностике причин диссомнии. После того как фитнес-браслет определит фазы сна, алгоритм умного будильника может вычислить наиболее благоприятное время пробуждения. Эта функция помогает повысить уровень работоспособности, самочувствие и концентрацию пользователя.

Известное правило здорового образа жизни — спать не менее 8 часов в сутки. Однако на самом деле эта норма не является единой для всех людей и зависит от длительности и количества циклов сна, которые человек проходит за ночь. Цикл состоит из нескольких этапов:

Погружение в дремоту (1 стадию медленной фазы).
Переход на стадию сонных веретен.
Погружение в дельта-сон, а затем в глубокий дельта-сон.
Возвращение на 2 стадию медленного сна.
Переход в фазу быстрого сна.

В медленной фазе мышцы человека расслаблены, дыхание редкое и глубокое. Сновидения отсутствуют или являются нечеткими, расплывчатыми и незапоминающимися. Задача этой стадии состоит в восстановлении мышц и внутренних органов. Наиболее высокая концентрация медленного сна наблюдается в первую половину ночи.

Течение быстрой фазы отличается частыми и резкими движениями глаз, более высокой температурой тела и пульсом, двигательной активностью. Быстрая фаза важна для нормального психического и эмоционального состояния.

Средняя продолжительность всего цикла составляет 90 минут. Будить человека посреди цикла, особенно во время дельта-стадий, небезопасно для его здоровья, поэтому многие калькуляторы сна рассчитывают длительность отдыха как величину, кратную 1,5 часам.

Однако на практике внешние факторы, состояние нервной системы и индивидуальные особенности человека влияют на соотношение фаз слишком существенно, чтобы можно было определить оптимальное время подъема без измерений движения, пульса и других параметров. Эту задачу и выполняет фитнес-браслет, объединенный с алгоритмом «умного будильника».

Принцип работы слип-трекеров (устройств, отслеживающих фазы сна) основан на мониторинге любой двигательной активности пользователя. Некоторые алгоритмы могут также учитывать изменения частоты пульса, отражающие переходы между фазами.

Оптимальное время для подъема находится в пределах промежутка, заданного пользователем. Точный момент вибрации или звукового сигнала определяется временем окончания цикла.

Например, если необходимо проснуться до 6:30 в промежутке между 6:00 и 6:30, то устройство выберет наиболее подходящий момент (время окончания медленной фазы) для подъема. Если в этом промежутке никаких фазовых переходов не произошло, сигнал к пробуждению прозвучит ровно в 6:30.

Полученные данные о длительности и последовательности фаз загружаются в память браслета или синхронизированного с ним смартфона, поэтому человек может легко анализировать качество своего сна и факторы, влияющие на его структуру.

Дополнительно устройство может быть оснащено функцией записи звуков, что позволит установить наличие расстройств сна (храпа, бессознательных разговоров, ночных ужасов).

Несмотря на очевидную пользу, слип-трекеры обладают не только преимуществами, но и недостатками.

способность фитнес-браслета будить в нужную фазу позволяет улучшить самочувствие человека без малейших временных потерь;
девайс обладает множеством дополнительных функций, которые упрощают мониторинг эффективности занятий спортом без отрыва от повседневной жизни (важных звонков, сообщений, соцсетей);
многие браслеты позволяют отслеживать любые виды активности, так как являются влаго- и пыленепроницаемыми и оснащены гироскопами;
регулярное применение устройства позволяет обнаружить нарушения сна и своевременно скорректировать режим отдыха.

При этом у фитнес-браслетов со слип-трекерами наблюдаются существенные недостатки:

браслет определяет только переход от медленной к быстрой фазе, тогда как наиболее благоприятным временем для пробуждения, согласно исследованиям сомнологов, является начало 2 фазы медленного сна;
достоверность результатов графиков и работы алгоритмов напрямую зависит от чувствительности датчиков и качества программного обеспечения устройства;
многие браслеты требуют привязки к смартфону и установки дополнительного ПО, что может быть неудобно для пользователей, которые не разбираются в технике;
устройства от надежных брендов с красивым дизайном и всеми нужными функциями обойдется недешево (100—200 долларов).

Трекерами для отслеживания структуры сна оборудованы большинство фитнес-браслетов.

Умные будильники выпускаются как бюджетными китайскими марками (Xiaomi, HUAWEI), так и известными своим качеством фирмами SAMSUNG, SONY.

Стоимость бюджетных браслетов не превышает 50 долларов. Устройства средней ценовой категории стоят от 50 до 100 долларов. Модели, цена которых составляет 100—250 долларов и более, относятся к ценовой категории «выше среднего».

Таблица сравнения популярных фитнес-браслетов для мониторинга сна

Тем, кто любит поспать по утрам и для кого целой трагедией становится необходимость рано вставать, пригодится отличное устройство, которое появилось на рынке не так давно. Это умный будильник, делающий легким и комфортным утреннее пробуждение. Именно об этом интересном изобретении человечества и пойдет речь в статье.

Время отдыха не проходит однообразно. Во сне одна фаза сменяет другую. Оптимальным вариантом, по мнению ученых, является пробуждение при легкой фазе. Если будильник разбудит в тот период, когда сон глубокий, то может чувствоваться разбитость и ощущение, как будто ночного отдыха не было вовсе.

Но бывает и такой вариант, что, проспав совсем немного, человек заряжается большим количеством энергии и отлично проводит весь свой последующий день. Это, как правило, происходит как раз потому, что проснулся он при быстрой фазе сна. Хорошо, если человек может это сделать сам. Ну а если так не получается, то на помощь приходит отличное современное устройство.

Будильник может быть изготовлен, например, в виде отдельного устройства, соединенного с гаджетом на «Андроиде» или Iphone. Но также он может быть и встроенным в мобильное устройство или специальные так называемые фитнес-браслеты.

Если речь идет о смартфоне, то обычно следует скачать специальные приложения для него, чтобы активировать умный будильник. «Андроид», например, имеет отличный вариант под названием Smart Alarm Clock.

На Iphone можно установить Sleep Time. Приложение функционирует следующим образом: будильник заводят и кладут рядом с подушкой. Экран при этом должен быть направлен вниз. Телефон будет считывать движения человека и таким образом определять наступившую фазу сна. Когда приближается необходимое время для пробуждения, он активизируется. Таким образом, утверждают владельцы, умный будильник с фазами сна гарантирует приятное утро с ощущением бодрости духа и отличного настроения.

Еще одним отличным приложением является Pillow. Отслеживание сна происходит при помощи специальных датчиков: микрофона и акселерометра. Таким образом отслеживаются движения во время сна и дыхание. Существуют платная и бесплатная версии приложения. Но главная функция работает в обеих из них. При срабатывании будильника громкость начинается с нуля и постепенно доходит до 70%. Если в это время коснуться экрана рукой, то громкость снизится и через несколько секунд звук пропадет. Но механизм сработает снова через десять минут в том же режиме.

Для «Андроида», как упоминалось, можно скачать Smart Alarm Clock. Приложение работает примерно таким же образом, что и описанные выше варианты. Для него доступны следующие функции:

можно самостоятельно выбрать, в какой именно фазе сна хочется проснуться;
все звуки записываются;
ведется статистика циклов сна и их фаз;
предлагается специальная музыка для засыпания, а также для пробуждения;
доступен прогноз погоды.

Это приложение тоже предназначено для «Андроида». Его считают одним из самых неудачных. Обычно умный будильник с фазами сна, попытавшись разбудить своего хозяина, замолкает и дает поспать еще немного, а потом снова заявляет о себе. Но это точно не описание WakeUp OrDie! Alarm Clock. Устройство будет звонить до тех пор, пока некий зеленый монстр в нем не исчезнет. А для этого смартфон нужно хорошенько потрясти.

Настроек в этом приложении фактически нет, отмечают владельцы. Все, что можно сделать, это задать необходимое время, включить вибрирующую функцию, а также подобрать плавно нарастающую мелодию.

Это интересное приложение. При его активации создается впечатление, что утром будит не электронное устройство, а реальный человек, только незнакомый. Чтобы получить эту необычную возможность, сначала регистрируются в специальном сервисе, после чего задают необходимое время. Теперь можно ложиться спать.

Когда наступит тот самый момент «икс», другой зарегистрированный пользователь этого же сервиса разбудит «соню». Почти во всех случаях звонки для одной и другой стороны являются бесплатными. Исключения составляют только звонки для тех, кто находится в роуминге.

Наиболее распространенным из подобных видов являются будильники компании Axbo. Гаджет имеет форму коробочки со встроенным внутри процессором. К ней прилагается специальный напульсник, за счет которого считывается частота сердцебиения во время сна. Таким образом умный будильник как бы чувствует фазу сна. Работает устройство от сети, и понять его суть не представляет особой сложности.

Но тем, кто еще сомневается в необходимости приобретения данных часов, стоит для начала попробовать скачать бесплатное или платное приложение на смартфон. Тогда может сложиться более точное мнение о нем. Пользователи отзываются об устройстве хорошо, разобраться самостоятельно в нем просто.

Ну а решившим приобрести этот умный будильник, стоит приготовить +/- двенадцать тысяч рублей. Именно в такую сумму обойдется покупка устройства.

Не так давно эти маленькие и удобные гаджеты стремительно ворвались в нашу жизнь. Однако до сих пор нет однозначного мнения по поводу того, насколько нужной вещью они являются. Устройство помогает фактически держать под контролем свое физическое здоровье. Оно способно считать пройденные за день шаги, съеденные за приемами пищи и растраченные во время тренировок калории при занятиях спортом.

Надев такой браслет на руку и удаляясь в спортзал, можно не беспокоиться о том, что будет пропущен какой-то важный звонок, о котором вы узнаете слишком поздно, или придет незамеченное СМС-сообщение. Гаджет имеет множество встроенных датчиков, позволяющих осуществлять самые разные функции.

Так, под контролем теперь будет сердцебиение, благодаря чему можно решить, когда тренировку следует усилить, а когда лучше останавливаться и завершать ее. Но главное, что нас интересует, это умный будильник. Браслет с его помощью отслеживает фазы сна тем же способом, что и в других гаджетах. Его располагают на руке и ложатся спать. Эргономичный дизайн делает устройство почти незаметным, что очень важно во время сна. Чувствоваться на руке он почти не будет. Но для особо восприимчивых натур и эту необходимость можно обойти. Ведь таблетку от гаджета без труда можно прикрепить к ночной пижаме. И он будет продолжать так же легко считывать необходимую информацию, чтобы разбудить своего хозяина в самое подходящее для этого время.

Диапазон цен на устройства очень разнится в зависимости от того функционала, который в них встраивается. Однако к настоящему моменту практически все, даже самые простые устройства обладают датчиком умного будильника. Устройства можно приобрести в различном ценовом диапазоне, стоимость колеблется от тысячи рублей и до шестнадцати тысяч и выше.

Существенным преимуществом является водонепроницаемость браслета, что делает возможным пребывание с ним в бассейне или при принятии душа.

Более серьезным устройством подобного типа являются часы с умным будильником. Они обладают внушительным функционалом и эффектным красивым дизайном. Однако вместе с тем часы являются более громоздкими. Поэтому спать с ними для некоторых людей может показаться проблематичным и неудобным. Да и стоимость этих устройств гораздо выше браслетов. Так, диапазон цен колеблется в пределах от двух с половиной тысяч до шестидесяти пяти тысяч рублей и выше.

Остается только добавить, что благодаря этому устройству можно нормализировать свой сон. Конечно, добиться этого можно и не используя даже самый лучший умный будильник, а самостоятельно. Но устройство может помочь в овладении этой техникой. А если еще и ложиться спать вовремя, то можно гарантировать себе крепкий здоровый сон, так и мягкое пробуждение. После этого весь день будет отличное самочувствие, и сделать можно будет намного больше.

Возможно у Вас есть свои мнения на тему «Как умные часы определяют фазы сна»? Напишите об этом в комментариях.