كيفية عمل الأجهزة الذكية لتتبع النوم

اكتشف التقنيات والأسرار وراء مراقبة نومك بدقة

أصبح تتبع النوم جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية، حيث توفر الأجهزة الذكية رؤى قيمة حول أنماط نومنا.
لكن هل تساءلت يومًا عن الآلية الدقيقة التي تعمل بها هذه الأجهزة لجمع البيانات وتحليلها؟
يتناول هذا المقال الطرق والتقنيات المعقدة التي تستخدمها الساعات الذكية، الأساور الرياضية، وحتى الهواتف الذكية لمراقبة نومك، وتقديم حلول عملية لفهم هذه البيانات والاستفادة منها.
سنقدم خطوات عملية لمساعدتك على الإلمام بكافة الجوانب وتحسين جودة نومك.

التقنيات الأساسية لتتبع النوم

مستشعرات الحركة (مقاييس التسارع والجيروسكوبات)

تعتبر مستشعرات الحركة من المكونات الأساسية في أي جهاز ذكي يتتبع النوم.
تقوم هذه المستشعرات، مثل مقاييس التسارع والجيروسكوبات، بالتقاط أدق الحركات التي يقوم بها جسمك أثناء النوم.
تسجل مقاييس التسارع التغيرات في السرعة والاتجاه، بينما تقيس الجيروسكوبات التغيرات في التوجه والدوران.
من خلال تحليل هذه البيانات، يمكن للجهاز أن يميز بين فترات الحركة النشطة التي تدل على اليقظة أو النوم الخفيف جدًا، وفترات السكون التي تشير إلى النوم العميق أو مرحلة حركة العين السريعة (REM).
هذه التقنية هي الأساس الذي تبنى عليه العديد من خوارزميات تحليل النوم.

لتحقيق أقصى استفادة، تأكد من أن الجهاز مثبت بإحكام على معصمك أو في مكانه المخصص.
التثبيت غير المحكم قد يؤدي إلى قراءات غير دقيقة للحركة.
تساعد هذه المستشعرات في تقدير الوقت الذي تستغرقه للدخول في النوم، وعدد مرات الاستيقاظ خلال الليل، وكذلك تحديد أوقات التقلب والحركة في السرير.
تُجمع هذه البيانات على مدار الليل لبناء صورة شاملة عن نشاطك البدني أثناء النوم، مما يوفر أساسًا للتحليل اللاحق لمراحل النوم.

مستشعرات معدل ضربات القلب (PPG)

تُعد مستشعرات معدل ضربات القلب، وخاصة تلك التي تستخدم تقنية التصوير الضوئي (PPG)، عنصرًا حيويًا آخر في تتبع النوم.
تعمل هذه المستشعرات عن طريق إرسال ضوء (عادةً أخضر) إلى الجلد وقياس كمية الضوء المنعكسة.
يتغير امتصاص الضوء وانعكاسه مع تدفق الدم تحت الجلد.
كل نبضة قلب تضخ الدم، مما يزيد من حجم الدم ويغير كمية الضوء الممتصة، وبالتالي يمكن للجهاز الكشف عن النبضات الفردية.
لا يقتصر دورها على قياس معدل ضربات القلب فحسب، بل تُستخدم أيضًا في تقدير تقلب معدل ضربات القلب (HRV).

يُعد تقلب معدل ضربات القلب مؤشرًا مهمًا لنشاط الجهاز العصبي اللاإرادي، والذي بدوره يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمراحل النوم المختلفة.
على سبيل المثال، يميل تقلب معدل ضربات القلب إلى الانخفاض أثناء النوم العميق وزيادة أثناء نوم حركة العين السريعة (REM).
من خلال دمج بيانات معدل ضربات القلب وتقلبها مع بيانات الحركة، يمكن للأجهزة الذكية تمييز مراحل النوم المختلفة بدقة أكبر.
تأكد من أن المستشعر يلامس بشرتك بشكل جيد للحصول على قراءات دقيقة.

مستشعرات درجة الحرارة

تستخدم بعض الأجهزة الذكية المتطورة مستشعرات درجة الحرارة لتعزيز دقة تتبع النوم.
تقيس هذه المستشعرات درجة حرارة الجلد الطرفية أو درجة حرارة الجسم.
تتغير درجة حرارة الجسم الأساسية بشكل طبيعي على مدار دورة النوم والاستيقاظ اليومية.
على سبيل المثال، تميل درجة حرارة الجسم إلى الانخفاض عندما تبدأ في النوم وتصل إلى أدنى مستوياتها في منتصف الليل، ثم تبدأ في الارتفاع قبيل الاستيقاظ.
يمكن لهذه التغيرات الدقيقة أن توفر إشارات إضافية لمساعدة الجهاز في تحديد بداية ونهاية فترات النوم.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمراقبة درجة حرارة الجلد أن تساعد في تحديد البيئة المثالية للنوم.
إذا كانت درجة حرارة غرفتك مرتفعة جدًا، فقد يؤثر ذلك سلبًا على جودة نومك.
يمكن للأجهزة التي تتتبع درجة الحرارة أن تنبهك إلى هذه العوامل، مما يوفر لك فرصة لتعديل بيئة نومك.
في حين أنها ليست التقنية الأساسية، إلا أنها تضيف طبقة أخرى من البيانات التي يمكن دمجها مع غيرها لتحسين دقة التحليل الشامل.

الصوت والميكروفونات

تستخدم بعض الأجهزة الذكية، خاصة تطبيقات الهواتف الذكية أو الأجهزة المخصصة لتتبع النوم الموضوعة بجانب السرير، الميكروفونات لتحليل الأصوات المحيطة أثناء النوم.
يمكن للميكروفونات اكتشاف الشخير، حديث النوم، أو حتى علامات انقطاع التنفس أثناء النوم.
يتم تحليل هذه التسجيلات الصوتية باستخدام خوارزميات متقدمة لتحديد الأنماط التي تشير إلى اضطرابات نوم محتملة.
هذه الميزة مفيدة بشكل خاص للأشخاص الذين يشكون من الشخير بصوت عالٍ أو يشتبهون في إصابتهم بانقطاع التنفس الانسدادي النومي.

إذا كان جهازك يستخدم الميكروفون، فتأكد من وضعه في مكان يمكنه فيه التقاط الأصوات بوضوح دون تداخل من ضوضاء خارجية.
يمكن أن تساعدك البيانات الصوتية في فهم العوامل التي قد تزعج نومك، مثل الشخير المستمر أو الضوضاء المحيطة.
توفر بعض التطبيقات رسومًا بيانية توضح متى حدثت الأصوات المزعجة خلال الليل، مما يسمح لك بربطها بفترات النوم المتقطع أو الخفيف.

كيفية تحليل البيانات وتحديد مراحل النوم

خوارزميات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي

تكمن القوة الحقيقية للأجهزة الذكية في قدرتها على تحليل كميات هائلة من البيانات الخام التي تجمعها المستشعرات.
تستخدم هذه الأجهزة خوارزميات معقدة تعتمد غالبًا على التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي.
تقوم هذه الخوارزميات بتحديد الأنماط المتكررة في بيانات الحركة، معدل ضربات القلب، وتقلبها، وأحيانًا درجة الحرارة والصوت.
يتم تدريب هذه النماذج على مجموعات بيانات ضخمة من دراسات النوم في المختبر (Polysomnography) لتتعلم كيفية ربط الأنماط الفسيولوجية بمراحل النوم المختلفة.
هذه العملية هي ما يسمح للجهاز بـ “فهم” ما يحدث داخل جسمك أثناء النوم.

تُعد خوارزميات التعلم الآلي متطورة بشكل مستمر، حيث تتعلم وتتحسن مع كل تحديث جديد للبرنامج.
بمجرد أن يجمع الجهاز بياناتك، يقوم بتغذيتها إلى هذه الخوارزميات التي تقوم بتصنيف كل فترة زمنية (عادةً 30 ثانية إلى دقيقة واحدة) إلى مرحلة نوم محددة.
هذا التحليل الديناميكي هو ما يتيح لك رؤية مخطط زمني لنومك مقسمًا إلى مراحل مختلفة.
للاستفادة القصوى، تأكد من تحديث برنامج جهازك بانتظام للاستفادة من أحدث التحسينات في الخوارزميات.

تحديد مراحل النوم (REM، الخفيف، العميق)

بعد جمع البيانات وتحليلها بواسطة خوارزميات التعلم الآلي، تقوم الأجهزة الذكية بتقدير مراحل نومك.
تنقسم مراحل النوم الرئيسية إلى النوم الخفيف (N1 و N2)، النوم العميق (N3 أو نوم الموجة البطيئة)، ونوم حركة العين السريعة (REM).
النوم الخفيف هو المرحلة الانتقالية بين اليقظة والنوم، والنوم العميق ضروري للتعافي الجسدي وإصلاح الأنسجة، بينما نوم REM مهم للوظائف المعرفية وتوحيد الذاكرة.
كل مرحلة تتميز بأنماط معينة من الحركة ومعدل ضربات القلب وتقلبها.

على سبيل المثال، أثناء النوم العميق، تكون الحركة قليلة جدًا ومعدل ضربات القلب وتقلبها منخفضين نسبيًا.
بينما في نوم REM، قد تكون هناك حركات عين سريعة (لا يتم اكتشافها مباشرة من قبل معظم الأجهزة الذكية ولكن يستدل عليها من بيانات أخرى)، ويزداد معدل ضربات القلب وتقلبها أحيانًا بشكل كبير، وقد تكون هناك زيادة في نشاط الدماغ.
تقدم لك الأجهزة الذكية رسومًا بيانية توضح المدة التي قضيتها في كل مرحلة من هذه المراحل، مما يساعدك على فهم بنية نومك الليلي.
تتبع هذه الأنماط بانتظام يمكن أن يكشف عن أي اختلالات أو مشاكل محتملة في دورة نومك.

تقييم جودة النوم

بصرف النظر عن تحديد مراحل النوم، تقدم العديد من الأجهزة الذكية تقييمًا شاملاً لجودة نومك، غالبًا في شكل “درجة نوم” أو “مؤشر جودة النوم”.
تأخذ هذه الدرجة في الاعتبار عوامل متعددة مثل المدة الكلية للنوم، الوقت الذي تستغرقه للدخول في النوم (وقت الكمون)، عدد مرات الاستيقاظ خلال الليل، ونسبة الوقت الذي قضيته في كل مرحلة من مراحل النوم (خاصة النوم العميق وREM).
كما يمكنها أن تأخذ في الاعتبار انتظام نومك ومعدل ضربات القلب أثناء الراحة.

إن الهدف من هذا التقييم هو تزويدك بصورة واضحة ومبسطة عن مدى فعالية نومك.
إذا كانت درجة نومك منخفضة باستمرار، فقد يشير ذلك إلى وجود مشكلة تتطلب اهتمامًا.
يمكنك استخدام هذه الدرجة كمعيار لتتبع تحسن نومك بمرور الوقت بعد إجراء تغييرات في نمط حياتك.
الحصول على قسط كافٍ من النوم العميق ونوم REM هو مؤشر جيد على نوم عالي الجودة، مما ينعكس إيجابًا على صحتك الجسدية والعقلية.

أنواع الأجهزة الذكية لتتبع النوم

الساعات الذكية والأساور الرياضية

تُعد الساعات الذكية والأساور الرياضية هي الأكثر شيوعًا وانتشارًا في مجال تتبع النوم.
يتم ارتداؤها على المعصم، مما يجعلها ملائمة لجمع البيانات باستمرار أثناء الليل.
تحتوي هذه الأجهزة على مجموعة من المستشعرات المذكورة سابقًا، مثل مقاييس التسارع ومستشعرات معدل ضربات القلب بتقنية PPG.
تتميز بسهولة الاستخدام والتكامل مع تطبيقات الهواتف الذكية التي تعرض البيانات بتنسيق سهل الفهم.
تتيح لك هذه الأجهزة مراقبة نومك بانتظام وتلقي تنبيهات عند الحاجة.

للحصول على أفضل النتائج، تأكد من شحن جهازك جيدًا قبل النوم وارتدائه بشكل مريح ولكن بإحكام على معصمك.
اختر جهازًا يوفر دقة عالية في قراءات معدل ضربات القلب والحركة.
كما أن بعض هذه الأجهزة توفر ميزات إضافية مثل التنبيهات الذكية التي توقظك في أنسب مرحلة من مراحل النوم الخفيف، مما يساعد على الاستيقاظ بنشاط أكبر.
قارن بين الميزات المختلفة والمراجعات قبل اختيار الجهاز الذي يناسب احتياجاتك وميزانيتك.

أجهزة تتبع النوم تحت الفراش

بالنسبة لأولئك الذين يفضلون عدم ارتداء جهاز أثناء النوم، توفر أجهزة تتبع النوم التي توضع تحت الفراش حلاً بديلاً.
تستخدم هذه الأجهزة عادةً مستشعرات الضغط أو مستشعرات الرادار الصغيرة التي توضع تحت المرتبة أو داخل الوسادة.
تقوم هذه المستشعرات بالكشف عن حركات الجسم الدقيقة، ومعدل التنفس، وحتى معدل ضربات القلب من خلال المرتبة.
ميزتها الرئيسية هي الراحة، حيث لا يتطلب منك ارتداء أي شيء، مما يضمن نومًا طبيعيًا وغير مقيد.

عند استخدام هذا النوع من الأجهزة، تأكد من وضعه في المكان الصحيح تحت المرتبة أو الوسادة وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة لضمان أقصى دقة.
تتصل هذه الأجهزة عادةً بالهاتف الذكي أو جهاز لوحي عبر البلوتوث أو Wi-Fi لعرض البيانات وتحليلها.
توفر هذه الطريقة بيانات موثوقة دون الشعور بوجود الجهاز عليك.
يمكن أن تكون هذه الأجهزة خيارًا ممتازًا للأشخاص الذين يجدون صعوبة في النوم وهم يرتدون الساعات أو الأساور الذكية.

تطبيقات الهواتف الذكية

هناك العديد من تطبيقات الهواتف الذكية المصممة لتتبع النوم، والتي تستفيد من المستشعرات المدمجة في هاتفك.
تستخدم هذه التطبيقات غالبًا مقياس التسارع في الهاتف لاكتشاف الحركة عن طريق وضعه بجانب السرير أو تحت الوسادة.
كما يمكنها استخدام الميكروفون المدمج لتسجيل وتحليل الأصوات مثل الشخير أو حديث النوم.
هذه التطبيقات غالبًا ما تكون مجانية أو منخفضة التكلفة وتوفر حلاً ميسور التكلفة لمراقبة النوم.

عند استخدام تطبيقات الهاتف الذكي، تأكد من وضع الهاتف في مكان ثابت وقريب من مكان نومك.
ضع في اعتبارك أن دقة هذه التطبيقات قد تختلف عن الأجهزة المخصصة، ولكنها لا تزال تقدم نظرة عامة مفيدة.
لتجنب إزعاج نومك، قم بضبط هاتفك على وضع الطيران أو “عدم الإزعاج” لتقليل الإشعارات.
هذه التطبيقات خيار ممتاز للمبتدئين الذين يرغبون في تجربة تتبع النوم قبل الاستثمار في أجهزة مخصصة.

الخواتم الذكية

تُعد الخواتم الذكية، مثل خاتم Oura، من الأجهزة المبتكرة لتتبع النوم والصحة.
تُلبس هذه الخواتم في الإصبع وتتميز بتصميم أنيق ومريح.
تحتوي على مستشعرات دقيقة لمعدل ضربات القلب، ومقياس التسارع، ومستشعرات درجة الحرارة، مما يسمح لها بجمع بيانات شاملة عن النوم والنشاط اليومي.
نظرًا لموقعها على الإصبع، يمكنها غالبًا توفير قراءات أكثر دقة لبعض المقاييس الفسيولوجية مقارنة بالأجهزة المرتداة على المعصم.

تتميز الخواتم الذكية بعمر بطارية طويل وتوفر تقارير مفصلة للغاية حول مراحل النوم، تقلب معدل ضربات القلب، ودرجة حرارة الجسم.
إذا كنت تبحث عن جهاز تتبع نوم سري ومريح يوفر بيانات متعمقة، فقد يكون الخاتم الذكي خيارًا ممتازًا لك.
تأكد من اختيار الحجم المناسب للخاتم لضمان دقة القراءات والراحة أثناء الارتداء.
يمكن لهذه الأجهزة أن توفر رؤى شاملة حول كيفية تأثير نومك على صحتك العامة واستعدادك لليوم التالي.

نصائح عملية للاستفادة من بيانات تتبع النوم

فهم المقاييس

بمجرد أن تبدأ في تتبع نومك، ستجد نفسك أمام مجموعة كبيرة من المقاييس والرسوم البيانية.
من الضروري أن تفهم ما تعنيه كل هذه الأرقام لتحقيق أقصى استفادة من بياناتك.
تشمل المقاييس الشائعة: إجمالي وقت النوم (Total Sleep Time)، الوقت الذي تستغرقه للدخول في النوم (Sleep Latency)، عدد مرات الاستيقاظ (Awakenings)، كفاءة النوم (Sleep Efficiency)، ونسبة الوقت الذي قضيته في كل مرحلة من مراحل النوم (نوم خفيف، عميق، REM).
يمكنك أيضًا رؤية معدل ضربات القلب أثناء الراحة (Resting Heart Rate) وتقلب معدل ضربات القلب (HRV).

كل من هذه المقاييس يخبرك شيئًا مختلفًا عن جودة نومك.
على سبيل المثال، إذا كان وقت الكمون لديك مرتفعًا باستمرار، فقد يشير ذلك إلى صعوبة في النوم.
إذا كانت كفاءة نومك منخفضة، فقد يعني ذلك أنك تستيقظ كثيرًا خلال الليل.
ابحث عن الموارد المتاحة (غالبًا ما تكون موجودة في تطبيقات الأجهزة نفسها أو مواقعها الإلكترونية) لفهم النطاقات الصحية لكل مقياس.
لا تركز على رقم واحد فقط، بل انظر إلى الصورة الكبيرة لمجموع هذه المقاييس.

تحديد الأنماط وتحسين العادات

القيمة الحقيقية لبيانات تتبع النوم تكمن في قدرتك على تحديد الأنماط وربطها بعادات نمط حياتك.
احتفظ بسجل بسيط (يدوي أو في تطبيق) لأنشطتك اليومية مثل تناول الكافيين، أوقات ممارسة الرياضة، الوجبات الثقيلة قبل النوم، مستويات التوتر، أو استخدام الشاشات قبل النوم.
بعد بضعة أسابيع من تتبع نومك وتسجيل عاداتك، ابدأ في البحث عن الارتباطات.
هل لاحظت أن جودة نومك تنخفض في الليالي التي تتناول فيها عشاءً دسمًا أو تمارس فيها الرياضة متأخرًا؟

بمجرد تحديد الأنماط، يمكنك البدء في إجراء تعديلات مستنيرة على عاداتك.
على سبيل المثال، إذا وجدت أن الكافيين يؤثر سلبًا على نومك، حاول التوقف عن تناوله بعد الظهر.
إذا كانت الشاشات تعطل نومك، قم بإنشاء “منطقة خالية من الشاشات” قبل ساعة من النوم.
تعتبر هذه البيانات بمثابة مرآة تعكس تأثير سلوكياتك على نومك، مما يتيح لك اتخاذ خطوات عملية ومستهدفة لتحسينه.
ابدأ بتغييرات صغيرة وراقب تأثيرها على مقاييس نومك.

متى تستشير الطبيب

على الرغم من أن الأجهزة الذكية لتتبع النوم تقدم رؤى قيمة، إلا أنها ليست أدوات تشخيص طبية.
إذا كانت بيانات نومك تظهر باستمرار أنماطًا مقلقة (مثل قلة النوم العميق، فترات طويلة من اليقظة، أو علامات تدل على الشخير المفرط وانقطاع التنفس)، أو إذا كنت تعاني من أعراض مثل التعب الشديد أثناء النهار، الصداع الصباحي، أو صعوبة التركيز، فمن الضروري استشارة طبيب متخصص.
يمكن للطبيب تقييم وضعك بشكل كامل وإجراء اختبارات تشخيصية أكثر دقة إذا لزم الأمر، مثل دراسة النوم في المختبر (Polysomnography).

يمكنك مشاركة بيانات تتبع نومك مع طبيبك، حيث يمكن أن توفر هذه البيانات نقطة انطلاق جيدة للمناقشة وتساعده في فهم المشكلة بشكل أفضل.
لا تعتمد فقط على قراءات الجهاز في اتخاذ قرارات صحية كبيرة.
الاستشارة الطبية هي الخطوة الأكثر أهمية في التعامل مع أي اضطرابات نوم مزمنة أو مشكلات صحية متعلقة بالنوم.
تذكر أن الأجهزة الذكية هي أدوات مساعدة وليست بديلاً عن الخبرة الطبية.

التحديات والقيود

دقة البيانات

على الرغم من التطورات الكبيرة في تكنولوجيا تتبع النوم، لا تزال هناك تحديات فيما يتعلق بدقة البيانات التي توفرها الأجهزة الذكية.
لا يمكن لهذه الأجهزة أن تضاهي دقة دراسة النوم في المختبر (Polysomnography)، والتي تُعد المعيار الذهبي لتشخيص اضطرابات النوم.
تعتمد دقة الأجهزة الذكية بشكل كبير على جودة المستشعرات، تعقيد الخوارزميات، وكيفية ارتداء الجهاز أو وضعه.
قد تكون هناك اختلافات في كيفية تقدير مراحل النوم بين جهاز وآخر، وحتى بين تحديث وآخر للبرنامج.

لهذا السبب، من المهم التعامل مع البيانات على أنها تقديرات وليست قياسات طبية دقيقة بشكل مطلق.
استخدمها لتحديد الاتجاهات والأنماط العامة، وليس لتشخيص الحالات الطبية.
إذا كنت تشك في أن قراءات جهازك غير دقيقة أو تتعارض مع شعورك العام، فقد تحتاج إلى البحث عن جهاز آخر أو استشارة أخصائي.
تذكر أن التكنولوجيا تتطور باستمرار، ودقة الأجهزة تتحسن مع كل جيل جديد، ولكنها لا تزال أدوات استهلاكية.

خصوصية البيانات

تجمع الأجهزة الذكية لتتبع النوم كميات كبيرة من البيانات الشخصية والحساسة عن صحتك وأنماط حياتك.
تثير هذه البيانات مخاوف مشروعة بشأن خصوصيتها وأمنها.
تُخزن هذه البيانات غالبًا على خوادم سحابية تديرها الشركات المصنعة للأجهزة، وقد تشارك هذه الشركات بيانات مجهولة الهوية لأغراض البحث أو مع شركاء آخرين.
من الضروري أن تكون على دراية بسياسات الخصوصية وشروط الخدمة لأي جهاز أو تطبيق تستخدمه.

لحماية خصوصيتك، تأكد من استخدام كلمات مرور قوية لجميع حساباتك، وتجنب مشاركة بيانات نومك علنًا ما لم تكن متأكدًا تمامًا من إعدادات الخصوصية.
كما ينصح بمراجعة إعدادات الخصوصية داخل التطبيق نفسه لمعرفة خيارات التحكم في بياناتك.
اختر الشركات التي لديها سجل جيد في حماية بيانات المستخدمين وتقديم سياسات خصوصية واضحة وشفافة.
يمكن أن تساعد هذه الإجراءات في تقليل مخاطر وصول أطراف غير مصرح لها إلى معلوماتك الصحية الحساسة.