علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Tracking sleep with a self-powering smart pillow
(American Chemical Society – بواسطة: الجمعية الكيميائية الأمريكية)
ملخص المقالة:
يحتاج جسم الإنسان إلى النوم بقدر حاجته إلى الطعام والماء، ولكن الكثير من الناس لا يحصل على ما يكفي، مما يتسبب في أمراض جسدية كأمراض السكري وأمراض القلب. ويمكن للأشخاص الاستفادة من مراقبة نومهم، لكن خياراتهم محدودة للقيام بذلك. وفي دراسة جديدة يصف باحثون وسادة ذكية ذاتية التشغيل تتعقب موضع الرأس، ويمكن تكييفها لتقديم نظام إنذار مبكر للمعرضين لخطر السقوط من السرير. كما يمكن استخدامها لمراقبة الذين يعانون من اضطراب العنق التنكسي داء الفقار العنقي.
( المقالة )
بطبيعة الحال يحتاج جسم الإنسان إلى النوم بقدر حاجته إلى الطعام والماء. ومع ذلك، يفشل الكثير من الناس في الحصول على ما يكفي من النوم، مما يتسبب في معاناة قد تكون شديدة للعقل والجسد. ويمكن للأشخاص الذين يكافحون من أجل النوم الاستفادة من مراقبة نومهم، لكن خياراتهم محدودة للقيام بذلك. وفي دراسة جديدة نشرت في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية “المواد التطبيقية والواجهات” (ACS Applied Materials & Interfaces) ، يصف فريق من الباحثين حلاً محتملاً: وسادة ذكية ذاتية التشغيل تتعقب موضع الرأس.
وربطت الدراسات قلة النوم المزمنة بالأمراض الجسدية، مثل مرض السكري وأمراض القلب، بالإضافة إلى مشاكل الصحة العقلية. ولدى أولئك المهتمون بالتعامل بشكل أفضل مع ما يحدث لهم في الليل خياران أساسيان. فيمكنهم أخذ اختبار النوم الذي يتم إجراؤه في منشأة طبية، أو يمكنهم استخدام تطبيق من خلال هاتف ذكي أو ساعة ذكية – وهو خيار أكثر ملاءمة ولكنه أقل دقة.
وإدراكًا للحاجة، بدأت العديد من المجموعات في تطوير أنظمة جديدة لمراقبة النوم باستخدام مولدات النانو الكهربائية الثلاثية (Triboelectric Nanogenerators – TENGs). وقد اتخذت هذه الأنظمة ذاتية التشغيل شكل أقنعة للعين وأحزمة وبقع وحتى ملاءات السرير. وأراد دينغ لي وزهونغ لين وانغ وزملاؤهما تكييف هذا النهج لإنشاء نسخة أقل تقييدًا وأكثر راحة تركز على حركة الرأس أثناء النوم.
ولبناء هذه الوسادة الذكية الجديدة، صاغ الباحثون طبقة بوليمر كهربائية ثلاثية مرنة ومسامية. وتؤدي الحركة بين الرأس وهذه الطبقة إلى تغيير المجال الكهربائي حول الأقطاب الكهربائية المجاورة، مما يؤدي إلى توليد تيار. وقاموا بتجميع العديد من أجهزة الاستشعار ذاتية التشغيل هذه لإنشاء مصفوفة مولدات النانو الكهربائية الثلاثية المرنة وقابلة للتنفس يمكن وضعها فوق وسادة عادية.
ويمكن لهذا النظام أن يولد جهدًا يتوافق مع مقدار الضغط المطبق، ويمكنه تتبع حركة إصبع يتتبع الحروف. ويمكن لمولدات النانو الكهربائية الثلاثية المرنة وقابلة للتنفس أيضًا التقاط توزيع الضغط لرأس بشري مزيف أثناء تغيير موضعه. ويقول الباحثون إن هذه الوسادة الذكية يمكن أن يكون لها استخدامات تتجاوز تتبع النوم. فعلى سبيل المثال، يمكن للنظام مراقبة المرضى الذين يعانون من أمراض تؤثر على حركة الرأس، مثل اضطراب العنق التنكسي داء الفقار العنقي. وعلاوة على ذلك، يمكن تكييف الوسادة الذكية لتقديم نظام إنذار مبكر لأولئك المعرضين لخطر السقوط من السرير، كما يقولون.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://techxplore.com/news/2022-06-tracking-self-powering-smart-pillow.html
لمزيد من المعلومات: هايينغ كو وآخرون، Smart Pillow Based on Flexible and Breathable Triboelectric Nanogenerator Arrays for Head Movement Monitoring during Sleep, ACS Applied Materials & Interfaces (2022). DOI: 10.1021/acsami.2c03056
