Feedback pozitiv pentru punctele de basculare negativă în încălzirea globală

Feedback-ul pozitiv (exacerbarea feedback-ului, feedback-ul de auto-întărire) este un proces care are loc într-o buclă de feedback care exacerbează efectele unei mici perturbări. Adică, efectele unei perturbări asupra unui sistem includ o creștere a mărimii perturbației.[1] Adică, A produce mai mult din B care, la rândul său, produce mai mult din A.[2] În contrast, un sistem în care rezultatele unei schimbări acționează pentru a o reduce sau contracara are feedback negativ.[1][3] Ambele concepte joacă un rol important în știință și inginerie, inclusiv în biologie, chimie și cibernetică.

Matematic, feedback-ul pozitiv este definit ca un câștig pozitiv în buclă în jurul unei bucle închise de cauză și efect.[1][3] Adică, feedback-ul pozitiv este în fază cu intrarea, în sensul că se adaugă pentru a face intrarea mai mare.[4][5] Feedback-ul pozitiv tinde să provoace instabilitatea sistemului. Când câștigul buclei este pozitiv și peste 1, va exista de obicei o creștere exponențială, oscilații în creștere, comportament haotic sau alte divergențe de la echilibru.[3] Parametrii sistemului vor accelera de obicei către valori extreme, care pot deteriora sau distruge sistemul sau se pot termina cu sistemul blocat într-o nouă stare stabilă. Feedback-ul pozitiv poate fi controlat de semnalele din sistem filtrate, amortizate sau limitate, sau poate fi anulat sau redus prin adăugarea de feedback negativ.

Feedback-ul pozitiv îmbunătățește sau amplifică un efect, având o influență asupra procesului care a dat naștere acestuia. Feedback-ul de la rezultat la procesul inițial poate fi direct sau poate fi prin intermediul altor variabile de stare.[3] Astfel de sisteme pot da comportamente calitative bogate, dar dacă feedback-ul este instantaneu pozitiv sau negativ în semn are o influență extrem de importantă asupra rezultatelor.[3] Feedback-ul pozitiv întărește, iar feedback-ul negativ moderează procesul inițial. Pozitive și negative în acest sens se referă la câștiguri în buclă mai mari sau mai mici decât zero și nu implică nicio judecată de valoare cu privire la dezirabilitatea rezultatelor sau a efectelor.[7] O caracteristică cheie a feedback-ului pozitiv este astfel că micile perturbări devin mai mari. Când are loc o schimbare într-un sistem, feedback-ul pozitiv provoacă schimbări ulterioare, în aceeași direcție.

Un sistem de feedback de bază poate fi reprezentat prin această diagramă bloc. În diagramă simbolul + este un sumator, iar A și B sunt funcții cauzale arbitrare. O buclă de feedback simplă este prezentată în diagramă. Dacă câștigul buclei AB este pozitiv, atunci există o condiție de feedback pozitiv sau regenerativ.

Dacă funcțiile A și B sunt liniare și AB este mai mic decât unitatea, atunci câștigul general al sistemului de la intrare la ieșire este finit, dar poate fi foarte mare pe măsură ce AB se apropie de unitate.[8] În acest caz, se poate demonstra că câștigul general sau bucla de la intrare la ieșire este:

G_C = A/(1 – AB)

Când AB > 1, sistemul este instabil, deci nu are un câștig bine definit; câștigul poate fi numit infinit.

Astfel, în funcție de feedback, schimbările de stare pot fi convergente sau divergente. Rezultatul feedback-ului pozitiv este de a spori schimbările, astfel încât micile perturbări pot duce la schimbări mari.

Un sistem în echilibru în care există un feedback pozitiv la orice modificare a stării sale curente poate fi instabil, caz în care se spune că sistemul este într-un echilibru instabil. Mărimea forțelor care acționează pentru a îndepărta un astfel de sistem de echilibru este o funcție crescătoare a distanței stării față de echilibru.

Feedback-ul pozitiv nu implică neapărat instabilitatea unui echilibru, de exemplu, stări stabile de pornire și oprire pot exista în arhitecturile de feedback pozitiv.[9]

Referințe

1. Ben Zuckerman & David Jefferson (1996). Human Population and the Environmental Crisis. Jones & Bartlett Learning. p. 42. ISBN 9780867209662 . Archived from the original on 2018-01-06.
2. Keesing, R.M. (1981). Cultural anthropology: A contemporary perspective (2nd ed.) p.149. Sydney: Holt, Rinehard & Winston, Inc.
3. Bernard P. Zeigler; Herbert Praehofer; Tag Gon Kim Section (2000). „3.3.2 Feedback in continuous systems”. Theory of Modeling and Simulation: Integrating Discrete Event and Continuous Complex Dynamic Systems. Academic Press. p. 55. ISBN 9780127784557 . Archived from the original on 2017-01-03. A positive feedback loop is one with an even number of negative influences [around the loop].
4. S W Amos; R W Amos (2002). Newnes Dictionary of Electronics (4th ed.). Newnes. p. 247.ISBN 9780750656429 . Archived from the original on 2017-03-29.
5. Rudolf F. Graf (1999). Modern Dictionary of Electronics (7th ed.). Newnes. p. 276. ISBN 9780750698665.  Archived from the original on 2017-03-29.
6. „Positive feedback”. Oxford English Dictionary. Oxford University Press. Archived from the original on 2 March 2014. Retrieved 15 April 2014.
7. „Feedback”. Glossary. Metadesigners Network. Archived from the original on 16 April 2014. Retrieved 15 April 2014.
8. Electronics circuits and devices second edition. Ralph J. Smith
9. Lopez-Caamal, Fernando; Middleton, Richard H.; Huber, Heinrich (February 2014). „Equilibria and stability of a class of positive feedback loops”. Journal of Mathematical Biology. 68 (3): 609–645. doi:10.1007/s00285-013-0644-z. PMID 23358701. S2CID 2954380.

(Include texte traduse și adaptate din Wikipedia de Nicolae Sfetcu)