نظم وتطبيقات لمراقبة جودة النوم

مناقشات علمية حول فوائدها وأضرارها في حجب اضطراباته

نظام «جوبون» يوضع على الرسغ لمراقبة النوم  -  تطبيقات لمراقبة النوم على الأجهزة الجوالة
نظام «جوبون» يوضع على الرسغ لمراقبة النوم - تطبيقات لمراقبة النوم على الأجهزة الجوالة
TT

نظم وتطبيقات لمراقبة جودة النوم

نظام «جوبون» يوضع على الرسغ لمراقبة النوم  -  تطبيقات لمراقبة النوم على الأجهزة الجوالة
نظام «جوبون» يوضع على الرسغ لمراقبة النوم - تطبيقات لمراقبة النوم على الأجهزة الجوالة

إذا كانت الكومبيوترات والأجهزة المحمولة تحولت إلى أعداء ليالي النوم الهانئة، بسبب تنبيهاتها النصية التي تقطع عليك هجوعك وسكينتك، خاصة بسبب شاشاتها الزرقاء الوامضة، فإن جيلا جديدا من التطبيقات والأجهزة قد يكون أيضا السبيل لتحسين أسلوب النوم.

* تعقب نمط النوم
شرعت الشركات في تصميم أجهزة مثل ساعات التنبيه الموجودة في الهواتف الذكية التي تقوم بإيقاظ الأشخاص في أفضل لحظة سانحة في دورة نومهم، فضلا عن أجهزة رصد لدقات القلب التي يلفها الأشخاص على صدورهم، أو أذرعهم في الليل، كمحاولة لتحسين الصحة العامة عن طريق تحديد السلوك.
وبينما يستطيع الشخص أن يحصي عدد السعرات الحرارية التي يجري استهلاكها، أو المسافات المقطوعة من دون مساعدة جهاز تعقب رقمي، فإنه من الصعب تعقب نمط النوم من دون مساعدة. فقد بينت الدراسات أن الأشخاص لا يستطيعون تذكر أنهم استيقظوا مرارا خلال الليل، وأنهم كلما حرموا من مزيد من النوم فإنهم يستخفون بالضرر الذي يسببونه لأنفسهم.
وغالبا ما يركز الأطباء على الوجبات الغذائية والتمارين الرياضية، ويغفلون عامل النوم، أو يتغاضون عنه، على الرغم مما يسببه من أمور على صعيد إنتاجية العمل، وتخفيض المهارة في قيادة السيارات، والنشاط الاجتماعي، والوزن. لكن بعض الباحثين يقولون إن التقنية الجديدة قد تساعد على تسليط الضوء على هذه المشكلة.
ويقول إريك براذر، الأستاذ المساعد في الطب النفسي في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو، إن «مثل هذه الأجهزة مثيرة فعلا، نظرا لأسلوبها في جعل الأشخاص يهتمون بنومهم الذي يشكل تحديا على صعيد السلوك الصحي». ويقوم براذر بأبحاث تركز على العلاقة بين النوم والتوتر.

* تحذيرات علمية
ومع ذلك، يحذر العلماء من أن تأثير هذه الأجهزة قد لا يكون أكثر من تأثير وهمي، أو أسوأ، مما يعرض حياة المرضى إلى الخطر، نتيجة حجبها لاضطرابات النوم التي تحتاج إلى عناية طبية «إذ إن الكثير من عمليات التسويق والمزاعم لم يجر إثباتها عن طريق الدراسات العلمية المثبتة، كما يقول هاولي مونتغومري - داونز، مدير مختبرات أبحاث النوم في جامعة ويست فيرجينيا». وقد أظهرت الدراسات أن أجهزة مراقبة النوم من النوع الاستهلاكي لا تستطيع عادة نسخ تجربة المريض الذي يقضي الليل في مختبر النوم في المستشفى، وقد التصقت الأقطاب الكهربائية على رأسه لتقيس مستوى الأكسجين في الدم مثلا، وحركة العين، التي تعرف بنظام اختبارات النوم. ومثل هذا التسجيل الشامل للتغيرات الحيوية الفسيولوجية التي تحصل خلال النوم يعتبر المقياس الذهبي لدراسات النوم.
وكان مونتغومري - داونز قد درس نظام «فتبت» (Fitbit) الذي هو رباط يوضع على الرسغ، ويقوم بتحليل النوم والتمارين الرياضية عن طريق قياس الحركة، وقرر أنه يبالغ في تقدير فترة النوم ونوعيته، عن طريق التعقب الخاطئ لفترات الاستيقاظ أثناء النوم. ومع ذلك يصر الدكتور ديفيد كلامان، مدير مركز اضطرابات النوم في المركز الطبي التابع لجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو، على أن البيانات الصادرة عن أجهزة تعقب النوم قد تكون مفيدة. ويضيف «بصفتي خبيرا في النوم لا أستطيع أن أقدم للشخص شهادة ناصعة بالصحة تعتمد على تطبيقات متوافرة حاليا، لكن إذا أشار الجهاز إلى أن هناك الكثير من الحركة فقد يساعدني ذلك كتبرير للقيام بالمزيد من الدراسات والفحوصات».
ومثل هذه الأجهزة قد تشجع أيضا التغيرات في السلوك من قبل الأشخاص الأصحاء الراغبين في الحصول على نوم أفضل، كما يقول، لا سيما عن طريق إعطائهم فكرة أكثر دقة عن فترة نومهم، لأن العديد منهم محرومون منه أكثر مما يتوقعون.

* نظم مراقبة
وأكثر نظم تعقب فترات النوم البسيطة ومراقبتها هي تطبيقات في الهواتف التي تسجل متى نام الشخص، ومتى استيقظ. وبعضها مثل «سليببوت» (Sleepbot) و«سليب سايكل» (Sleep Cycle) يستخدم أيضا ميكروفون الهاتف، ومقياس التسارع والحركة، لتسجيل الضجيج والحركة بحيث يمكن للأشخاص تأكيد قيام صفارة التنبيه بإيقاظهم في الساعة الثالثة مثلا بعد منتصف الليل. وتشمل هذه التطبيقات أيضا ساعة تنبيه توقظ الناس خلال نصف ساعة لدى المرحلة الأخف في دورة نومهم.
ورباطات الرسغ مثل «فتبت»، و«جوبون يو بي» (Jawbone UP)، و«بايسيس» (Basis) يمكنها قياس صحة النوم، وفقا إلى بيانات مقدار حركة النائمين وعددها خلال الليل. وتقدم هذه الأجهزة مخططات تتعقب نمط النوم خلال فترات محددة.
والرباط «جوبون» مزود بمزية «توداي آي ول» التي تسمح للأشخاص بأن تضع لها أهدافا. ومن بين الأشخاص الذين استخدموا الرباط فإن 72 في المائة منهم كانوا يأوون إلى فراشهم باكرا لتحقيق أهدافهم في نوم مريح، وثمة 26 في المائة من الآخرين حصلوا ربما على سبع إلى ثماني ساعات من النوم مقارنة بأولئك الذين لم يضعوا أهدافا، كما تقول مونيكا روغاتي رئيسة قسم البيانات في شركة «جوبون».
أما باقي أجهزة النوم مثل نظام «أيورا» (Aura sleep system) و«بيدت» (Beddit) فلا توضع على الرسغ، بل تحت شراشف ومراتب السرير. وتقوم «بيدت» بإرسال البيانات إلى الهاتف الذكي عن طريق «بلوتوث» في الصباح. ووفقا إلى البيانات التي جرى جمعها، فقد يجري حث مستخدمي هذا النظام على تفادي الكافيين والقيلولة عصرا لتجنب النوم الزائد خلال العطل.
أما الأجهزة الأكثر تطورا فتجمع أيضا المستشعرات، مع معلومات عن الصحة. ويستخدم نظام «سليب ريت» (SleepRate) العلاج السلوكي الإدراكي المرخص من قبل جامعة «ستانفورد» لمعالجة الأرق والسهاد. ويرتدي مستخدمو هذا النظام راصدا لمعدل ضربات القلب، في حين تقوم ميكروفونات الهواتف الذكية بمراقبة الأصوات خلال الليل. ووفقا إلى تحليل البيانات بعد خمسة أيام، فإن الأشخاص الذين أظهروا إشارات تنبئ بالأرق يجري إخضاعهم إلى نظام خاص بالنوم. وقد أثبتت التجارب العشوائية أنها فعالة بنسبة 85 في المائة. ويشمل هذا النظام المشي في الوقت ذاته يوميا، والتوقف عن النشاطات الشديدة، نصف ساعة قبل الخلود إلى النوم، واستخدام السرير لهذا الغرض فقط.
والأمر كله هنا يتعلق بالسلوك وتدريب العقل للخلود إلى النوم في موعد النوم تماما، كما يقول يولي غال اوز كبير المديرين التنفيذيين في شركة «سليب ريت».

* خدمة «نيويورك تايمز»



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»