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  • I pigiami intelligenti potrebbero monitorare e aiutare a migliorare il sonno

    Pigiami dall'aspetto ordinario si trasformano in pigiami "intelligenti" con cinque sensori posizionati strategicamente che misurano il battito cardiaco, respirazione e postura. Credito:Trisha L. Andrew

    Se hai mai sognato di dormire bene la notte, la tua risposta potrebbe un giorno risiedere nei dati generati dai tuoi indumenti da notte. I ricercatori hanno sviluppato pigiami incorporati con sensori autoalimentati che forniscono un monitoraggio discreto e continuo del battito cardiaco, respirazione e postura del sonno, tutti fattori che giocano un ruolo nel modo in cui una persona dorme. I capi "intelligenti" potrebbero regalare alla gente comune, così come i clinici, informazioni utili per aiutare a migliorare i modelli di sonno.

    I ricercatori presenteranno oggi i loro risultati all'American Chemical Society (ACS) Spring 2019 National Meeting &Exposition.

    "I nostri pigiami intelligenti hanno superato numerose sfide tecniche, " dice Trisha L. Andrew, dottorato di ricerca, che guidava la squadra. "Abbiamo dovuto integrare in modo poco appariscente elementi di rilevamento e fonti di alimentazione portatili negli indumenti di tutti i giorni, mantenendo il peso, Tatto, comfort, funzionalità e robustezza di abiti e tessuti familiari. Abbiamo anche lavorato con scienziati informatici e ingegneri elettrici per elaborare la miriade di segnali provenienti dai sensori in modo da avere informazioni chiare e di facile comprensione".

    Dormire a sufficienza e di qualità può aiutare a proteggere le persone dallo stress, infezioni e malattie multiple, come malattie cardiache e renali, ipertensione e diabete, secondo l'Istituto Superiore di Sanità. Gli studi hanno scoperto che la qualità del sonno aumenta anche l'acutezza mentale e affina le capacità decisionali. Eppure la maggior parte delle persone non dorme abbastanza, o non dorme abbastanza.

    La National Sleep Foundation stima che l'industria del sonno sia in forte espansione, incassando quasi 29 miliardi di dollari nel 2017. Sebbene alcuni produttori di materassi intelligenti affermino che i prodotti possono rilevare il movimento e dedurre la postura del sonno, non forniscono informazioni dettagliate al dormiente e non sono portatili per i viaggi. I cinturini elettronici disponibili in commercio indossati al polso forniscono informazioni sulla frequenza cardiaca e monitorano la quantità di sonno totale ottenuta da chi li indossa. Ma fino ad ora, non c'era nulla che un consumatore tipico potesse utilizzare per monitorare la postura e i segnali respiratori e cardiaci quando dormiva.

    La chiave per il pigiama intelligente è un processo chiamato deposizione reattiva da vapore. "Questo metodo ci permette di sintetizzare un polimero e contemporaneamente depositarlo direttamente sul tessuto in fase vapore per formare vari componenti elettronici e, in definitiva, sensori integrati, " dice Andrew. "A differenza della maggior parte dei dispositivi indossabili elettronici, i film polimerici elettronici depositati a vapore sono resistenti al lavaggio e all'usura, e resistono a routine di produzione tessile meccanicamente impegnative."

    Il "Phyjama, " come l'Università del Massachusetts, La squadra di Amherst lo chiama, ha cinque patch tessili discrete con sensori al loro interno. Le toppe sono interconnesse utilizzando fili di nylon argentati schermati in cotone. I fili di ogni patch finiscono in un circuito stampato delle dimensioni di un pulsante posizionato nella stessa posizione di un pulsante del pigiama. I dati vengono inviati in modalità wireless a un ricevitore utilizzando un piccolo trasmettitore Bluetooth che fa parte dei circuiti del pulsante.

    Il capo comprende due tipologie di sensori autoalimentati che rilevano "movimenti balistici, " o cambiamenti di pressione. Quattro dei cerotti sono piezoelettrici. Rilevano pressioni costanti, come quello di un letto contro il corpo di una persona. Questi cerotti unici nel loro genere vengono utilizzati in diverse parti del Phyjama in modo che i ricercatori possano determinare la postura del sonno. Però, questo tipo di sensore non può captare la debole pressione di un cuore che batte. Il cerotto triboelettrico rileva rapidi cambiamenti di pressione, come il pompaggio fisico del cuore, che fornisce informazioni sulla frequenza cardiaca. Questa è la prima volta che è stato dimostrato che un tale sensore rileva piccoli segnali balistici dal cuore.

    Il team di Andrew ha testato l'indumento su volontari e ha convalidato le letture dei sensori in modo indipendente. Hanno anche richiesto brevetti sul Phyjama. Dopo che Andrew ha collaborato con un produttore, stima che il prodotto potrebbe essere sul mercato entro due anni per $ 100- $ 200.

    Attualmente, il team sta lavorando per estendere la tecnologia a sensori elettronici indossabili che rilevano l'andatura e inviano feedback a un monitor per aiutare a prevenire le cadute. Questa applicazione potrebbe trovare impiego in ambienti quali case di cura e centri di pensionamento, dice Andrea.


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