As modernas aplicações para smartphones oferecem esta informação. Um smartphone tem um giroscópio incorporado, e quando o coloca no colchão perto do seu corpo, capta pequenos movimentos. Ao adormecer, a sua musculatura relaxa, e a aplicação sabe distinguir os movimentos de uma pessoa em sono profundo, sono leve e deitada acordada. Fornece-lhe um registo dos seus ciclos de sono para a noite.
Provavelmente não é perfeitamente preciso, mas acho-o bastante bom por experiência própria. Pode certamente distinguir entre os momentos em que estou acordado, tentando adormecer (e não me movendo visivelmente) e os momentos em que estou realmente adormecido. Não posso dizer como é bom para estados hipnogicos, e pode ser um pouco enganado se você estiver se concentrando em não se mover enquanto acordado (por exemplo, se você estiver fazendo um exercício de relaxamento muscular ou meditando). Mas para um sono normal, isso dá-lhe um bom registo.
Não tenho fontes revistas por pares sobre isto, por isso terei de lhe dar uma ligação comercial: Dormir como andróide é a aplicação que uso, mas AFAIK há várias por plataforma. Se tiver um rastreador de fitness como o Fitbit, poderá oferecer uma funcionalidade semelhante - existem bandas de cabeça especificamente para dormir, provavelmente mais precisas que um smartphone (mas também mais intrusivas).