Published December 11, 2023 | Version v1
Publication Open

SleepSmart: an IoT-enabled continual learning algorithm for intelligent sleep enhancement

Creators

  • 1. Damietta University
  • 2. Kafrelsheikh University

Description

Abstract Sleep is an essential physiological process that is crucial for human health and well-being. However, with the rise of technology and increasing work demands, people are experiencing more and more disrupted sleep patterns. Poor sleep quality and quantity can lead to a wide range of negative health outcomes, including obesity, diabetes, and cardiovascular disease. This research paper proposes a smart sleeping enhancement system, named SleepSmart, based on the Internet of Things (IoT) and continual learning using bio-signals. The proposed system utilizes wearable biosensors to collect physiological data during sleep, which is then processed and analyzed by an IoT platform to provide personalized recommendations for sleep optimization. Continual learning techniques are employed to improve the accuracy of the system's recommendations over time. A pilot study with human subjects was conducted to evaluate the system's performance, and the results show that SleepSmart can significantly improve sleep quality and reduce sleep disturbance. The proposed system has the potential to provide a practical solution for sleep-related issues and enhance overall health and well-being. With the increasing prevalence of sleep problems, SleepSmart can be an effective tool for individuals to monitor and improve their sleep quality.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

النوم المجرد هو عملية فسيولوجية أساسية ضرورية لصحة الإنسان ورفاهيته. ومع ذلك، مع صعود التكنولوجيا وزيادة متطلبات العمل، يعاني الناس من أنماط نوم مضطربة أكثر فأكثر. يمكن أن يؤدي سوء نوعية النوم وكميته إلى مجموعة واسعة من النتائج الصحية السلبية، بما في ذلك السمنة والسكري وأمراض القلب والأوعية الدموية. تقترح هذه الورقة البحثية نظامًا ذكيًا لتعزيز النوم، يسمى SleepSmart، يعتمد على إنترنت الأشياء (IoT) والتعلم المستمر باستخدام الإشارات الحيوية. يستخدم النظام المقترح أجهزة استشعار بيولوجية قابلة للارتداء لجمع البيانات الفسيولوجية أثناء النوم، والتي تتم معالجتها وتحليلها بعد ذلك بواسطة منصة إنترنت الأشياء لتقديم توصيات مخصصة لتحسين النوم. تُستخدم تقنيات التعلم المستمر لتحسين دقة توصيات النظام بمرور الوقت. أجريت دراسة تجريبية على البشر لتقييم أداء النظام، وأظهرت النتائج أن SleepSmart يمكن أن يحسن بشكل كبير من جودة النوم ويقلل من اضطرابات النوم. النظام المقترح لديه القدرة على توفير حل عملي للقضايا المتعلقة بالنوم وتعزيز الصحة العامة والرفاه. مع تزايد انتشار مشاكل النوم، يمكن أن يكون SleepSmart أداة فعالة للأفراد لمراقبة وتحسين نوعية نومهم.

Translated Description (French)

Résumé Le sommeil est un processus physiologique essentiel qui est crucial pour la santé et le bien-être humains. Cependant, avec l'essor de la technologie et l'augmentation des exigences professionnelles, les gens subissent de plus en plus de perturbations dans leurs habitudes de sommeil. Une mauvaise qualité et une mauvaise quantité de sommeil peuvent entraîner un large éventail de résultats négatifs pour la santé, notamment l'obésité, le diabète et les maladies cardiovasculaires. Ce document de recherche propose un système intelligent d'amélioration du sommeil, appelé SleepSmart, basé sur l'Internet des objets (IoT) et l'apprentissage continu à l'aide de bio-signaux. Le système proposé utilise des biocapteurs portables pour collecter des données physiologiques pendant le sommeil, qui sont ensuite traitées et analysées par une plate-forme IoT pour fournir des recommandations personnalisées pour l'optimisation du sommeil. Des techniques d'apprentissage continu sont utilisées pour améliorer la précision des recommandations du système au fil du temps. Une étude pilote avec des sujets humains a été menée pour évaluer les performances du système, et les résultats montrent que SleepSmart peut améliorer considérablement la qualité du sommeil et réduire les perturbations du sommeil. Le système proposé a le potentiel de fournir une solution pratique aux problèmes liés au sommeil et d'améliorer la santé et le bien-être en général. Avec la prévalence croissante des problèmes de sommeil, SleepSmart peut être un outil efficace pour les individus afin de surveiller et d'améliorer leur qualité de sommeil.

Translated Description (Spanish)

Resumen El sueño es un proceso fisiológico esencial que es crucial para la salud y el bienestar humanos. Sin embargo, con el auge de la tecnología y el aumento de las demandas de trabajo, las personas experimentan cada vez más patrones de sueño interrumpidos. La mala calidad y cantidad del sueño puede conducir a una amplia gama de resultados negativos para la salud, incluida la obesidad, la diabetes y las enfermedades cardiovasculares. Este trabajo de investigación propone un sistema inteligente de mejora del sueño, llamado SleepSmart, basado en el Internet de las cosas (IoT) y el aprendizaje continuo utilizando bioseñales. El sistema propuesto utiliza biosensores portátiles para recopilar datos fisiológicos durante el sueño, que luego son procesados y analizados por una plataforma IoT para proporcionar recomendaciones personalizadas para la optimización del sueño. Se emplean técnicas de aprendizaje continuo para mejorar la precisión de las recomendaciones del sistema a lo largo del tiempo. Se realizó un estudio piloto con sujetos humanos para evaluar el rendimiento del sistema, y los resultados muestran que SleepSmart puede mejorar significativamente la calidad del sueño y reducir los trastornos del sueño. El sistema propuesto tiene el potencial de proporcionar una solución práctica para los problemas relacionados con el sueño y mejorar la salud y el bienestar en general. Con la creciente prevalencia de problemas de sueño, SleepSmart puede ser una herramienta eficaz para que las personas controlen y mejoren la calidad de su sueño.

Files

s00521-023-09310-5.pdf.pdf

Files (2.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b97ce81bfed6044324bea032713ad481
2.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
SleepSmart: خوارزمية تعلم مستمر مدعومة بإنترنت الأشياء لتحسين النوم الذكي
Translated title (French)
SleepSmart : un algorithme d'apprentissage continu compatible IoT pour une amélioration intelligente du sommeil
Translated title (Spanish)
SleepSmart: un algoritmo de aprendizaje continuo habilitado para IoT para mejorar el sueño inteligente

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389568376
DOI
10.1007/s00521-023-09310-5

Is supplement to
https://openalex.org/W4291951468 (Other)
https://openalex.org/W4250401876 (Other)
https://openalex.org/W4245880644 (Other)
https://openalex.org/W3126390843 (Other)
https://openalex.org/W3090300519 (Other)
https://openalex.org/W3047461507 (Other)
https://openalex.org/W2943851981 (Other)
https://openalex.org/W2907667791 (Other)
https://openalex.org/W2514492205 (Other)
https://openalex.org/W2095299560 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1927683963
  • https://openalex.org/W2156014240
  • https://openalex.org/W2607244037
  • https://openalex.org/W2628415303
  • https://openalex.org/W2774835643
  • https://openalex.org/W2884532811
  • https://openalex.org/W2898642424
  • https://openalex.org/W2949809416
  • https://openalex.org/W2977759318
  • https://openalex.org/W3000716545
  • https://openalex.org/W3012581557
  • https://openalex.org/W3045578620
  • https://openalex.org/W3176650635
  • https://openalex.org/W3177205902
  • https://openalex.org/W3200164201
  • https://openalex.org/W3203269949
  • https://openalex.org/W3205887666
  • https://openalex.org/W4211031120
  • https://openalex.org/W4213119020
  • https://openalex.org/W4214852349
  • https://openalex.org/W4220988906
  • https://openalex.org/W4224232805
  • https://openalex.org/W4281387680
  • https://openalex.org/W4283316156
  • https://openalex.org/W4285222317
  • https://openalex.org/W4286433173
  • https://openalex.org/W4288474802
  • https://openalex.org/W4293335334
  • https://openalex.org/W4294343683
  • https://openalex.org/W4297839521
  • https://openalex.org/W4310276118
  • https://openalex.org/W4312085894
  • https://openalex.org/W4312100216
  • https://openalex.org/W4320075841
  • https://openalex.org/W4321205551
  • https://openalex.org/W4321206931
  • https://openalex.org/W4321764340
  • https://openalex.org/W4322741185
  • https://openalex.org/W4323359397
  • https://openalex.org/W4327953907
  • https://openalex.org/W4353046620
  • https://openalex.org/W4361303525
  • https://openalex.org/W4362728148
  • https://openalex.org/W4367393401
  • https://openalex.org/W4379054522
  • https://openalex.org/W4379284395
  • https://openalex.org/W4379800006
  • https://openalex.org/W4380369697
  • https://openalex.org/W4383533401
  • https://openalex.org/W4385342336