宾夕法尼亚州立大学沃尔特·米尔斯 艺术家对一种叫做随机共振的现象的描述
研究人员研究了这项技术，将其应用于传感器，以检测微弱到无法捕捉的信号
荣誉:佩恩州立大学磁共振成像系贝西·特罗内斯 添加噪声来增强微弱信号是动物世界中常见的一种传感现象，但在人工传感器中却不常见
现在，宾夕法尼亚州立大学的研究人员添加了少量的背景噪音，以增强光源中非常微弱的信号，因为光源太暗而无法感知
大多数传感器的噪声是一个需要抑制的问题，与此相反，他们发现添加适量的背景噪声实际上会将普通传感器无法检测到的微弱信号提高到可检测的水平
虽然他们的传感器基于一种叫做二硫化钼的二维材料，可以检测光，但同样的原理也可以用于检测其他信号，而且与传统传感器相比，它只需要很少的能量和空间，可以在即将到来的物联网中得到广泛的应用
物联网将部署数千万个传感器来监控家庭和工厂的状况，低能耗将是一大优势
工程科学和力学助理教授萨塔尔什·达斯说:“这种现象在自然界中很常见。”
“例如，一条生活在泥泞水域的白鲟实际上无法找到它的食物，这是一种被称为水蚤的浮游植物
白鲟有电感受器，可以在50米之外从水蚤那里接收非常微弱的电信号
如果你添加一点点噪音，它可以在75米甚至100米处找到水蚤
这种能力增加了这种动物进化的成功
" 另一个有趣的例子是宝石甲虫，它可以探测50英里外的森林火灾
最先进的红外探测器只能探测10到20英里
这是由于这些动物使用的一种叫做随机共振的现象
“随机共振是一种现象，在有限和适当数量的噪声存在的情况下，可以检测到低于传感器检测阈值的微弱信号，”工程科学和力学研究生、本周在《自然通讯》上发表的一篇新论文的合著者阿希勒·多达说
在他们的论文中，研究人员展示了首次使用这种技术来检测亚阈值光子信号
正在考虑的一种可能用途是用于作战部队
战场上的军人已经携带了非常笨重的装备
增加增强亚阈值信号所需的笨重、耗电的设备是不可行的
他们的技术也适用于资源有限的环境或海底，在那里人们希望监测非常微弱的信号
它也可以用于火山地区或及时监测地震以发出警报
“谁会想到噪声会在信号检测中发挥建设性的作用？我们挑战传统，用极小的能量消耗来探测原本无法探测到的信号
该论文的第一作者、工程科学与力学系的研究生阿尔扬·奥拜罗伊说:“这可以为一个完全未被探索和忽视的噪声增强信号检测领域打开大门。”
他们的下一步是在硅光电二极管上演示这项技术，这将使该器件具有很好的可扩展性
达斯说，任何最先进的传感器都可以通过这个概念得到增强
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