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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Самый дешевый планшетник 16.04.2012 Индийская электронная фирма Quad в Хайдарабаде начала выпуск самого дешевого в мире планшетного компьютера "Аакаш", разработанного в сотрудничестве с английскими специалистами. Устройство работает на операционной системе "Андроид", обладает процессором с частотой 366 мегагерц, оперативной памятью 256 мегабайт и семидюймовым сенсорным экраном, подключается к сетям Wi-Fi и сотовым телефонным сетям. Объем встроенной памяти два гигабайта, она расширяется карточками microSD до 32 гигабайт. Название "Аакаш" означает на хинди "небо". Хотя себестоимость компьютера 50 долларов, в Индии он будет продаваться за 35: продажную цену субсидирует правительство, чтобы школьники и студенты из небогатых семей могли приобрести этот планшетник.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026