Не можешь понять сигнал — просто добавь шум | Популярный университет

Не можешь понять сигнал — просто добавь шум

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 его могут обнаружить электронные датчики. Исследование опубликовано на сайте научного журнала Nature Communications.

Такое явление можно встретить в природе. Например, рыба веслонос использует электрорецепторы, чтобы обнаружить фитопланктон, которым она питается. Эти рыбы способны улавливать слабый сигнал на расстоянии до 50 метров от источника. Исследования показали, что если к электроимпульсам, которые создаёт фитопланктон, добавить фоновый электрический шум, дальность обнаружения добычи веслоносом увеличивается до 100 метров.

Другой интересный пример — златка пожарная. Этот жук способен обнаружить лесной пожар на расстоянии до 80 километров — они нужны ему для размножения. Современные инфракрасные датчики могут зафиксировать пожар лишь на расстояниях до 30 километров. Вполне вероятно, что животные сами могут создавать шум, чтобы усиливать слабые сигналы. Такие способности тесно связаны с явлением стохастического резонанса, при котором слабый сигнал ниже порога восприятия датчика может быть обнаружен в присутствии определённого количества шума.

Этот принцип можно использовать во многих сферах исследований. Как вариант, использование в районах с высокой сейсмической активностью, чтобы своевременно обнаружить приближающееся землетрясение и подать сигнал тревоги. Также стохастический резонанс можно использовать при поиске редких полезных ископаемых или при глубоководных исследованиях.

По словам учёных, с помощью этой концепции можно улучшить любой современный датчик.

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

Автор: Андрей Архипов
Редактор: Анастасия Воротникова

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

Поделиться

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: