Датчики можно усовершенствовать шумом | Популярный Университет

Датчики можно усовершенствовать шумом

Шум может улучшить восприятие датчиков

Для большинства датчиков шум — это проблема, с которой нужно бороться. Но учёные обнаружили, что добавление определённого количества фонового шума может усилить слишком слабый сигнал до уровня, при котором устройство сможет его обнаружить. Исследование опубликовано на сайте научного журнала Nature Communications.

Усиление слабого сигнала с помощью фонового шума встречается и в природе. Например, рыба веслонос в поисках пропитания способна улавливать слабый электрический сигнал, который создают фитопланктоны — дафнии. Учёные провели эксперимент — добавили фоновый шум к сигналам от дафний и обнаружили, что дальность обнаружения добычи рыбой увеличилась с 50 до 100 метров. 

Такие способности тесно связаны с явлением стохастического резонанса, при котором слабый сигнал ниже порога восприятия сенсора (рецептора) может быть обнаружен в присутствии определённого количества фонового шума. Учёные добились такого же эффекта в электронике. 

В рамках исследования они усовершенствовали фотодатчик на основе сульфида молибдена, добавив к очень слабому сигналу фоновый шум. Сигнал был ниже порога восприятия датчика, однако шум позволил его (сигнал) распознать. 

Этот принцип модернизации датчиков может быть использован, например, чтобы обнаружить приближающееся землетрясение, найти редкие полезные ископаемые или исследуя глубоководный мир.

«С помощью этой концепции можно улучшить любой современный датчик» — говорит Дас Саптарши, член исследовательской команды.

Также о том, как природа помогает технологическому прогрессу, читайте в нашем материале.

Автор: Андрей Архипов
Редактор: Анастасия Воротникова

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: