دراسة جديدة تغير مفهوم الضوضاء وتكشف فوائد غير متوقعة

توصل علماء جامعة ساراتوف الوطنية للأبحاث الحكومية، إلى أن الضوضاء يمكن أن تحسن عمل الأنظمة المعقدة مثل النقل أو الكمبيوتر أو الشبكات العصبية.

وصرحت الخدمة الصحفية لوزارة التعليم والعلوم الروسية، لوكالة "سبوتنيك"، أن هذا الاكتشاف، يمكن أن يساعد في دراسة عمل الدماغ، وخلق ذكاء اصطناعي أكثر فعالية.

وتعتبر الضوضاء تقليديا مصدرا للتشتت والخطأ، على سبيل المثال في تكنولوجيا الاتصالات أو تشغيل أجهزة الكمبيوتر، ومع ذلك، فإن البحث الجديد يظهر أنه يمكن أن يلعب دورًا بنّاء، كما قالت تاتيانا فاديفاسوفا الأستاذ في قسم الفيزياء الإشعاعية والديناميات غير الخطية، في جامعة ساراتوف.

تخيل شلالا صاخبا وأوركسترا تجلس بجانبه، حيث يؤدي كل موسيقي دوره الخاص، دون الاستماع إلى الآخرين وعدم اتباع الإيقاع العام. ومع ذلك، نظرا لأن ضجيج الشلال، على الرغم من أنه عشوائي، يكون أكثر حدة في الترددات المنخفضة، فإنه يمكن أن يساعد الأوركسترا على اللحاق بالإيقاع العام والبدء في العزف في انسجام تام.

ودرس علماء الفيزياء في جامعة ساراتوف، كيف يمكن للتقلبات العشوائية، في الاتصالات بين عناصر نظام متعدد الطبقات، أن تسبب سلوكا متزامنا بين الطبقات المختلفة (الأنظمة الفرعية)، ووجدوا أنه من خلال التحكم في معايير معينة للضوضاء - الشدة والتردد - يمكنهم تحسين اتساق النظام والتحكم في سلوكه.

وقالت وزارة التعليم والعلوم الروسية في بيان، إن "هذا الاكتشاف له أهمية كبيرة للعديد من المجالات العلمية، على سبيل المثال، لدراسة الشبكات العصبية البيولوجية، في الدماغ، يمكن أن تلعب الضوضاء الناتجة عن النبضات الكهربائية العشوائية دورا مهما في تكوين النشاط العصبي المنظم".

بالإضافة إلى ذلك، ستساعد النتائج في إنشاء نماذج أكثر كفاءة تحاكي نشاط الشبكات العصبية البيولوجية وتجد تطبيقا في مجال الذكاء الاصطناعي.

ويخطط العلماء لمواصلة دراسة تأثيرات الضوضاء في النماذج الأقرب إلى الأنظمة الحقيقية، بما في ذلك تلك ذات الزمن المستمر، عند تعرضها لأنواع مختلفة من الضوضاء، وسيسمح لنا ذلك بفهم تأثير الضوضاء، على سلوك الأنظمة المعقدة في الظروف الحقيقية بشكل أفضل.

وقالت غالينا ستريلكوفا، رئيسة الدراسة ورئيسة قسم الفيزياء الإشعاعية والديناميكيات غير الخطية في جامعة ساراتوف، والتي وردت كلماتها في بيان الجامعة: "من المهم دراسة نماذج أكثر واقعية للمجموعات والشبكات، ومن الضروري التأكد من أن التأثيرات المحددة في دراستنا، تحدث أيضا لمثل هذه الأنظمة في وجود مصادر ضوضاء مستمرة بمرور الوقت ذات خصائص مختلفة".