Шум улучшает работу датчиков

05.09.2020

Добавление шума для усиления слабого сигнала - явление восприятия, обычное в животном мире, но необычное для датчиков, созданных человеком. Теперь исследователи штата Пенсильвания добавили небольшое количество фонового шума, чтобы усилить очень слабые сигналы в источнике света, слишком тусклом для восприятия.

В отличие от большинства датчиков, для которых шум является проблемой, которую необходимо подавлять, ученые обнаружили, что добавление нужного количества фонового шума может фактически усилить сигнал, слишком слабый для восприятия обычными датчиками, до уровня, на котором его можно обнаружить.

Хотя их датчик, основанный на двумерном материале, называемом дисульфидом молибдена, обнаруживает свет, тот же принцип может быть использован для обнаружения других сигналов, а поскольку он требует очень мало энергии и места по сравнению с обычными датчиками, может найти широкую адаптацию в ближайшем будущем. Интернет вещей развернет продажу десятков миллионов датчиков для мониторинга условий в доме и на фабриках, а низкое энергопотребление станет сильным бонусом.

Это явление часто наблюдается в природе. Например, веслонос (вид пресноводных лучеперых рыб), живущий в илистых водах, не может с помощью зрения найти себе пищу, которая представляет собой фитопланктон, называемый дафниями. У веслоноса есть электрорецепторы, которые могут улавливать очень слабый электрический сигнал от дафний на расстоянии до 50 метров. Если добавить немного шума, то веслонос сможет найти дафнию на расстоянии 75 или даже 100 метрах. Эта способность добавляет баллы к эволюционному успеху этого животного.

Другой интересный пример - жуки - златки, которые могут обнаружить лесной пожар на расстоянии 50 миль. Самый продвинутый инфракрасный детектор может это сделать только на расстоянии от 10 до 20 миль. Это происходит из-за явления, которое используют эти животные, под названием стохастический резонанс.

<< Назад: Время и качество сна зависит от пола 05.09.2020

>> Вперед: Panasonic Lumix S5 04.09.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Умный мягкий материал 06.03.2021 Инженеры из Юго-Восточного университета Китая напечатали схемы из жидкого металла на одном куске мягкого полимера, создав интеллектуальный материал, который скручивается под давлением или механической нагрузкой. В идеале мягкие роботы могли бы имитировать интеллектуальное и автономное поведение в природе - например, резкое схлопывание растения Венерина мухоловка, - сочетая ощущения и контролируемое движение. Но технически это бывает сложно выполнить: необходимо встроить в робота датчики и движущиеся части, использовать внешний компьютер. Требуется моноблочная конструкция, которая реагирует на раздражители окружающей среды, такие как механическое давление или растяжение. Решением проблемы могут стать жидкие металлы, и некоторые ученые уже исследовали их использование в мягких роботах. Эти материалы могут использоваться для создания тонких гибких цепей в мягких материалах, и эти цепи могут быстро выделять тепло при генерировании электрического тока - либо от источника электрического тока, либо от давления, приложенного к цепи. Когда мягкие цепи растягиваются, ток падает, охлаждая материал. Чтобы сделать мягкого робота способным к автономному интеллектуальному движению, команда китайских ученых хотела объединить жидкометаллические схемы с жидкокристаллическими эластомерами (LCE) - полимерами, которые могут претерпевать большие изменения своей формы при нагревании или охлаждении. Исследователи применили сплав галлия и индия с никелем на LCE и с помощью магнитного поля переместили жидкий металл по линиям, чтобы сформировать непрерывную цепь. Силиконовый герметик, который меняет цвет с розового на темно-красный при нагревании, обеспечивает защиту и надежность цепи. Под действием тока мягкий материал скручивался при повышении температуры, и пленка со временем становилась все краснее. Команда использовала материал для разработки автономных захватов, которые реагировали на давление или растяжение, прикладываемое к контурам. Эти приспособления могут захватывать небольшие круглые предметы и затем опускать их, когда давление снижается или материал растягивается. Наконец, исследователи сформировали пленку в форме спирали. Когда давление прикладывали к контуру в нижней части спирали, она разворачивалась, поскольку температура спирали увеличивалась. Исследователи говорят, что эти чувствительные к давлению и растяжению материалы можно применять в мягких роботах, которые выполняют сложные задачи.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026