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Movimiento browniano determinístico: enfoque electrónico

Autores: Echenausía-Monroy, José Luis; Campos, Eric; Jaimes-Reátegui, Rider; García-López, Juan Hugo; Huerta-Cuellar, Guillermo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Movimiento browniano determinístico: enfoque electrónico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Movimiento browniano
Estocástico
Determinista
Ecuaciones diferenciales
Circuito electrónico
Métricas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 34

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El movimiento browniano es un comportamiento dinámico con cambios aleatorios en el tiempo (estocástico) que ocurre en muchas funciones vitales relacionadas con entornos fluidos, comportamiento de acciones, o incluso generación de energía renovable. En este artículo, presentamos una implementación de circuito que reproduce el movimiento browniano basado en un conjunto completamente determinista de ecuaciones diferenciales. La dinámica del circuito electrónico se caracteriza utilizando cuatro métricas bien conocidas del movimiento browniano, a saber: (i) Análisis de Fluctuación Desprendida (DFA), (ii) ley de potencia en el espectro de potencia, (iii) distribución de probabilidad normal, y (iv) Desplazamiento Cuadrático Medio (MSD); donde el movimiento browniano tradicional exhibe un crecimiento lineal en el tiempo del MSD, una distribución gaussiana, una ley de potencia del espectro de frecuencia y valores de DFA cercanos a . Los resultados obtenidos muestran que para una cierta combinación de valores en el modelo determinista, la dinámica en el circuito electrónico es consistente con las expectativas de un comportamiento browniano estocástico. El circuito electrónico presentado mejora el estudio del comportamiento browniano al eliminar el componente estocástico, permitiendo la reproducibilidad de los resultados a través de ecuaciones completamente deterministas, y permitiendo la generación de señales físicas (señales electrónicas analógicas) con propiedades similares a las del movimiento browniano con aplicaciones potenciales en campos como la medicina, economía, genética y comunicaciones, por nombrar algunos.

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