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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Следы наркотиков и лекарств в организмах акул 24.03.2026 Исследования морских экосистем все чаще показывают, что влияние человека распространяется даже на самые удаленные и, казалось бы, нетронутые уголки океана. Одним из таких тревожных примеров стало обнаружение следов фармацевтических веществ и наркотиков в организмах морских хищников, что заставляет по-новому взглянуть на состояние океанической среды. Ученые, изучавшие акул в водах у Багамских островов, выявили в их крови следы кокаина. Помимо этого, в образцах также были обнаружены кофеин и различные болеутоляющие препараты. Эти находки вызвали обеспокоенность, поскольку речь идет о веществах, которые не должны естественным образом присутствовать в морских организмах. Исследователи подчеркивают, что появление подобных соединений в телах рыб не связано с их поведением или образом жизни. Напротив, это прямое следствие загрязнения океана, в который попадают как бытовые, так и промышленные отходы. Особенно тревожным считается тот факт, что такие вещества фиксируются даже в регионе, который традиционно воспринимается как относительно чистый и удаленный от крупных источников загрязнения. Как отметили ученые, "фармацевтические препараты и запрещенные наркотики все чаще признаются загрязнителями, вызывающими растущую обеспокоенность, в морской среде, особенно в районах, переживающих быструю урбанизацию и развитие, обусловленный туризмом. Их постоянный приток представляет опасность не только для морского биоразнообразия и отдыха", что подчеркивает масштаб и системность проблемы. В рамках исследования были проанализированы образцы крови 85 акул, выловленных в районе острова Элеутера, который считается одним из наиболее удаленных участков Багамского архипелага. У 28 особей в организме были выявлены следы различных наркотических и фармацевтических веществ, что указывает на достаточно широкое распространение загрязнения. Наиболее часто в образцах обнаруживался кофеин, однако у части акул были зафиксированы и следы кокаина. Ученые предполагают, что некоторые из этих веществ могли попадать в организм животных через случайное поедание объектов, содержащих наркотики, оказавшихся в воде. Биолог Наташа Восник из Федерального университета Парана в Бразилии пояснила, что акулы склонны исследовать предметы с помощью укусов, из-за чего могут непреднамеренно контактировать с загрязненными объектами и подвергаться воздействию содержащихся в них веществ. Это поведение делает их особенно уязвимыми к антропогенному загрязнению. Отдельное внимание исследователи уделили условиям, в которых были пойманы акулы. Они находились вблизи популярных зон для дайвинга и туристических морских маршрутов, что усиливает вероятность попадания загрязняющих веществ в воду. Существенную роль, по мнению ученых, играют неочищенные сточные воды с судов, а также стоки, связанные с прибрежным строительством и интенсивным развитием туризма.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026