Si vous avez déjà rêvé de passer une bonne nuit de sommeil, votre réponse pourrait un jour se trouver dans les données générées par vos vêtements de nuit. Les chercheurs ont développé des pyjamas intégrés avec des capteurs auto-alimentés qui offrent une surveillance discrète et continue du rythme cardiaque, la respiration et la posture de sommeil - tous les facteurs qui jouent un rôle dans la façon dont une personne sommeille. Les vêtements "intelligents" pourraient donner aux gens ordinaires, ainsi que des cliniciens, informations utiles pour aider à améliorer les habitudes de sommeil.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd'hui lors de la réunion et exposition nationale du printemps 2019 de l'American Chemical Society (ACS).

"Notre pyjama intelligent a relevé de nombreux défis techniques, " dit Trisha L. Andrew, Doctorat., qui dirigeait l'équipe. « Nous avons dû intégrer discrètement des éléments de détection et des sources d'alimentation portables dans les vêtements de tous les jours, tout en maintenant le poids, ressentir, confort, la fonction et la robustesse des vêtements et tissus familiers. Nous avons également travaillé avec des informaticiens et des ingénieurs électriciens pour traiter la myriade de signaux provenant des capteurs afin que nous disposions d'informations claires et faciles à comprendre."

Un sommeil de qualité suffisante peut aider à protéger les gens contre le stress, infections et maladies multiples, comme les maladies cardiaques et rénales, hypertension artérielle et diabète, selon les instituts nationaux de la santé. Des études ont montré qu'un sommeil de qualité augmente également l'acuité mentale et aiguise les capacités de prise de décision. Pourtant, la plupart des gens ne dorment pas suffisamment – ​​ou du bon type de sommeil.

La National Sleep Foundation estime que l'industrie du sommeil est en plein essor, encaissant près de 29 milliards de dollars en 2017. Bien que certains fabricants de matelas intelligents prétendent que les produits peuvent détecter le mouvement et déduire la posture de sommeil, ils ne fournissent pas d'informations détaillées au dormeur et ne sont pas portables pour voyager. Les bracelets électroniques disponibles dans le commerce portés au poignet donnent des informations sur la fréquence cardiaque et surveillent la quantité de sommeil total que le porteur obtient. Mais jusqu'à maintenant, il n'y a rien qu'un consommateur typique puisse utiliser pour surveiller la posture et les signaux respiratoires et cardiaques lorsqu'il sommeille.

La clé du pyjama intelligent est un processus appelé dépôt de vapeur réactif. "Cette méthode nous permet de synthétiser un polymère et de le déposer simultanément directement sur le tissu en phase vapeur pour former divers composants électroniques et, finalement, capteurs intégrés, " dit Andrew. " Contrairement à la plupart des appareils portables électroniques, les films polymères électroniques déposés en phase vapeur sont stables au lavage et à l'usure, et ils résistent aux routines de fabrication de textiles exigeantes sur le plan mécanique."

Le "Phyjama, " comme l'Université du Massachusetts, L'équipe d'Amherst l'appelle, a cinq patchs textiles discrets avec des capteurs en eux. Les patchs sont interconnectés à l'aide de fils de nylon plaqués argent recouverts de coton. Les fils de chaque patch se terminent sur une carte de circuit imprimé de la taille d'un bouton placée au même endroit qu'un bouton de pyjama. Les données sont envoyées sans fil à un récepteur à l'aide d'un petit émetteur Bluetooth qui fait partie des circuits du bouton.

Le vêtement comprend deux types de capteurs auto-alimentés qui détectent les "mouvements balistiques, " ou des changements de pression. Quatre des patchs sont piézoélectriques. Ils détectent des pressions constantes, comme celle d'un lit contre le corps d'une personne. Ces patchs uniques en leur genre sont utilisés dans différentes parties du Phyjama afin que les chercheurs puissent déterminer la posture de sommeil. Cependant, ce type de capteur ne peut pas capter la faible pression d'un cœur qui bat. Le patch triboélectrique détecte les changements rapides de pression, comme le pompage physique du cœur, qui fournit des informations sur la fréquence cardiaque. C'est la première fois qu'un tel capteur détecte de minuscules signaux balistiques provenant du cœur.

L'équipe d'Andrew a testé le vêtement sur des volontaires et validé les lectures des capteurs de manière indépendante. Ils ont également déposé des brevets sur le Phyjama. Après qu'Andrew s'est associé à un fabricant, elle estime que le produit pourrait être sur le marché d'ici deux ans pour 100 à 200 $.

Actuellement, l'équipe travaille à étendre la technologie aux capteurs électroniques portables qui détectent la démarche et envoient des commentaires à un moniteur pour aider à prévenir les chutes. Cette application pourrait trouver une utilisation dans des environnements tels que les maisons de soins infirmiers et les centres de retraite, dit Andrews.