प्रतिक्रिया

प्रतिक्रिया तब होती है जब किसी प्रणाली के आउटपुट को सर्किट या लूप बनाने वाले कारण और प्रभाव की श्रृंखला के भाग को इनपुट के रूप में वापस रूट किया जाता है। प्रणाली को तब अपने आप में वापस फीड करने के लिए कहा जा सकता है। प्रतिक्रिया प्रणाली पर लागू होने पर कारण और प्रभाव की धारणा को सावधानी से संभाला जाना चाहिए:

"प्रतिक्रिया प्रणाली के बारे में सरल कारण तर्क मुश्किल है क्योंकि पहली प्रणाली दूसरी को प्रभावित करती है और दूसरी प्रणाली पहले को प्रभावित करती है, जिससे एक परिपत्र तर्क होता है। यह कारण और प्रभाव पर आधारित तर्क को मुश्किल बना देता है, और संपूर्ण प्रणाली का विश्लेषण करना आवश्यक है। जैसा कि वेबस्टर द्वारा प्रदान किया गया है, व्यवसाय में प्रतिक्रिया मूल या नियंत्रक स्रोत के लिए किसी क्रिया, घटना या प्रक्रिया के बारे में मूल्यांकन या सुधारात्मक जानकारी का प्रसारण है।"

- कार्ल जोहान एस्ट्रोम और रिचर्ड एम.मुर्रे

इतिहास
प्राचीन समय से ही आत्म-विनियमन के साधन उपलब्ध रहे हैं और प्रतिक्रिया के विचार ने 18 वीं शताब्दी तक ब्रिटेन में अर्थशास्त्र में प्रवेश करना प्रारंभ कर दिया था, लेकिन उस समय में यह कोई सार्वभौमिक अमूर्त धारणा नहीं थी और इसका कोई नाम भी नहीं था।

जल को स्थिर स्तर पर बनाए रखने के लिए सर्वप्रथम ज्ञात कृत्रिम प्रतिक्रिया उपकरण एक बॉलकॉक था, जिसका आविष्कार प्राचीन मिस्र के सिकंदरिया में 270 ईसा पूर्व में किया गया था। इस उपकरण ने प्रतिक्रिया के सिद्धांत को समझाया: एक कम जल स्तर वाल्व खोलता है, बढ़ता जल तब प्रणाली में प्रतिक्रिया प्रदान करता है, आवश्यक स्तर तक पहुंचने पर वाल्व को बंद कर देता है। इसके बाद जल स्तर में उतार-चढ़ाव के रूप में यह एक परिपत्र के रूप में पुनः होता है।

17 वीं शताब्दी के बाद से विंडमिलस में चक्की के पाटों के बीच की दूरी और दबाव को नियंत्रित करने के लिए केन्द्रापसारक स्टेटपालों का उपयोग किया जाता था। 1788 में, जेम्स वॉट ने अपने उत्पादन के भाप इंजनों में उपयोग के लिए अपने व्यापार भागीदार मैथ्यू बोल्टन के एक सुझाव के बाद अपना पहला केन्द्रापसारक गवर्नर डिजाइन किया था। प्रारंभिक भाप इंजनों ने पूरे प्रकार से पारस्परिक गति को नियोजित किया है, और जल को पंप करने के लिए उपयोग किया गया - एक ऐसा अनुप्रयोग जो काम करने की गति में भिन्नता को सहन कर सकता था, लेकिन अन्य अनुप्रयोगों के लिए भाप इंजनों का उपयोग गति के अधिक त्रुटिहीन नियंत्रण के लिए होता था।

1868 में, जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने एक प्रसिद्ध पेपर ऑन गवर्नर्स लिखा, जिसे प्रतिक्रिया नियंत्रण सिद्धांत में व्यापक रूप से एक क्लासिक माना जाता है। यह नियंत्रण सिद्धांत और प्रतिक्रिया के गणित पर एक मील का पत्थर था।

एक यांत्रिक प्रक्रिया में पहले की स्थिति में लौटने के अर्थ में वापस फ़ीड करने के लिए क्रिया वाक्यांश, 1860 के दशक तक अमेरिका में उपयोग में था, और 1909 में, नोबेल पुरस्कार विजेता कार्ल फर्डिनेंड ब्रौन ने एक विद्युत सर्किट के घटकों के बीच (अवांछित) युग्मन (इलेक्ट्रॉनिक्स) को संदर्भित करने के लिए एक संज्ञा के रूप में फ़ीड-बैक शब्द का उपयोग किया गया था।

1912 के अंत तक, प्रारंभिक इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों (ऑडियो ट्यूब) का उपयोग करने वाले शोधकर्ताओं ने पता लगाया था कि आउटपुट संकेत के जानबूझकर युग्मन भाग को इनपुट सर्किट में वापस लाने से प्रवर्धन (पुनर्योजी सर्किट के माध्यम से) को बढ़ावा मिलेगा, लेकिन ऑडियो को चीखने या गाने का कारण भी बनेगा। आउटपुट से इनपुट तक संकेत को फीड बैक करने की इस क्रिया ने 1920 तक एक भिन्न शब्द के रूप में प्रतिक्रिया शब्द के उपयोग को उत्पन्न किया गया था।

1940 के दशक के बाद से साइबरनेटिक्स का विकास वृत्ताकार कारण प्रतिक्रिया तंत्र के अध्ययन के आसपास केंद्रित था।

पिछले कुछ वर्षों में प्रतिक्रिया की सर्वोत्तम परिभाषा के रूप में कुछ विवाद रहा है। साइबरनेटिशियन विलियम रॉस एशबी (1956) के अनुसार, प्रतिक्रिया तंत्र के सिद्धांतों में रुचि रखने वाले गणितज्ञ और सिद्धांतकार "कार्रवाई की चक्रीयता" की परिभाषा को पसंद करते हैं, जो सिद्धांत को सरल और सुसंगत रखता है। जिन लोगों के पास अधिक प्रायोगिक उद्देश्य हैं, उनके लिए प्रतिक्रिया किसी ठोस संबंध के द्वारा जान-बूझ कर किया जाने वाला प्रभाव होता है।

"[प्रायोगिक प्रयोगकर्ता] गणितज्ञ की परिभाषा पर आपत्ति जताते हुए, यह इंगित करते हुए कि यह उन्हें यह कहने के लिए मजबूर करेगा कि प्रतिक्रिया सामान्य पेंडुलम में मौजूद थी ... इसकी स्थिति और इसकी गति के बीच - एक "प्रतिक्रिया", जो व्यावहारिक दृष्टिकोण से, कुछ हद तक रहस्यमय है। इसके लिए गणितज्ञ प्रतिकार करते हैं कि यदि प्रतिक्रिया को केवल तभी माना जाए जब इसका प्रतिनिधित्व करने के लिए कोई वास्तविक तार या तंत्रिका हो, तो सिद्धांत अराजक हो जाता है और अप्रासंगिकताओं से भर जाता है।"

प्रबंधन सिद्धांत में उपयोग पर ध्यान केंद्रित करते हुए, रामप्रसाद (1983) प्रतिक्रिया को सामान्यतः ... वास्तविक स्तर और प्रणाली पैरामीटर के संदर्भ स्तर के बीच के अंतर के बारे में जानकारी के रूप में परिभाषित करता है जिसका उपयोग किसी प्रकार से अंतर को बदलने के लिए किया जाता है। वह इस बात पर जोर देता है कि जब तक कार्रवाई में अनुवाद नहीं किया जाता तब तक सूचना अपने आप में प्रतिक्रिया नहीं होती है।

सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया
नकारात्मक प्रतिक्रिया: यदि इनपुट संकेत के संबंध में संकेत प्रतिक्रिया विपरीत ध्रुवीयता या चरण से 180 डिग्री से बाहर है, तो प्रतिक्रिया को नकारात्मक प्रतिक्रिया कहा जाता है।

नकारात्मक प्रतिक्रिया के एक उदाहरण के रूप में, आरेख एक कार में क्रूज नियंत्रण प्रणाली का प्रतिनिधित्व कर सकता है, उदाहरण के लिए, जो गति सीमा जैसे लक्ष्य गति से मेल खाता है। नियंत्रित प्रणाली कार है; इसके इनपुट में इंजन से और सड़क के बदलते ढलान (अशांति) से संयुक्त टोक़ सम्मलित है। कार की गति (स्थिति) को स्पीडोमीटर द्वारा मापा जाता है। त्रुटि संकेत गति का प्रस्थान है जैसा कि स्पीडोमीटर द्वारा लक्ष्य गति (निर्धारित बिंदु) से मापा जाता है। इस मापी गई त्रुटि की व्याख्या नियंत्रक द्वारा त्वरक को समायोजित करने के लिए की जाती है, जिससे इंजन (प्रभावकार) को ईंधन प्रवाह का आदेश मिलता है। इंजन टॉर्क में परिणामी परिवर्तन, प्रतिक्रिया, गति में त्रुटि को कम करने के लिए, सड़क की गड़बड़ी को कम करने के लिए बदलते सड़क ग्रेड द्वारा लगाए गए टोक़ के साथ जोड़ती है।

डब्लूडब्लूII से पहले "सकारात्मक" और "नकारात्मक" शब्द पहली बार प्रतिक्रिया के लिए लागू किए गए थे। पुनर्योजी सर्किट की शुरुआत के साथ 1920 के दशक में सकारात्मक प्रतिक्रिया का विचार पहले से ही उपलब्ध था। फ्रिस और जेन्सेन (1924) ने इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों के एक समूह में पुनर्जनन को एक ऐसे स्थिति के रूप में वर्णित किया है जहां नकारात्मक प्रतिक्रिया कार्रवाई के विपरीत प्रतिक्रिया सकारात्मक है, जिसका उल्लेख वे सिर्फ पासिंग में करते हैं। हेरोल्ड स्टीफन ब्लैक का क्लासिक 1934 का पेपर पहले इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों में नकारात्मक प्रतिक्रिया के उपयोग का विवरण देता है। ब्लैक के अनुसार:

"सकारात्मक प्रतिक्रिया एम्पलीफायर के लाभ को बढ़ाता है, नकारात्मक प्रतिक्रिया इसे कम करता है।"

मिंडेल (2002) के अनुसार इसके कुछ ही समय बाद शर्तों में भ्रम उत्पन्न हो गया था: "... फ्रिस और जेन्सेन ने "सकारात्मक प्रतिक्रिया" और "नकारात्मक प्रतिक्रिया" के बीच उपयोग किए गए समान अंतर ब्लैक को बनाया था, जो प्रतिक्रिया के संकेत पर नहीं बल्कि एम्पलीफायर के लाभ पर इसके प्रभाव पर आधारित था। इसके विपरीत, नाइक्विस्ट और बोडे, जब वे काले रंग के काम पर बने होते हैं, तब नकारात्मक प्रतिक्रिया को उसी प्रकार कहा जाता है, जिस प्रकार संकेत उल्टा होता है। ब्लैक को आंशिक रूप से अपने आविष्कार की उपयोगिता के बारे में दूसरों को समझाने में परेशानी हुई क्योंकि परिभाषा के बुनियादी स्थतियों में भ्रम उपलब्ध था।"

शर्तों के लागू होने से पहले ही, जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने भाप इंजनों में उपयोग किए जाने वाले केन्द्रापसारक गवर्नरों से जुड़े कई प्रकार के घटक गतियों का वर्णन किया था, जो उन लोगों के बीच अंतर करते हैं जो गड़बड़ी या दोलन के आयाम में लगातार वृद्धि करते हैं, और जो उसी की कमी का कारण बनता है।

शब्दावली
सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया की शर्तों को भिन्न-भिन्न विषयों में भिन्न-भिन्न प्रकारों से परिभाषित किया गया है।

दो परिभाषाएँ भ्रम उत्पन्न कर सकती हैं, जैसे कि जब एक प्रोत्साहन (इनाम) का उपयोग (अंतर को कम करें) खराब प्रदर्शन को बढ़ावा देने के लिए किया जाता है। परिभाषा 1 के संदर्भ में, कुछ लेखक वैकल्पिक शब्दों का प्रयोग करते हैं, सकारात्मक/नकारात्मक के स्थान पर आत्म-प्रबलिंग/आत्म-संशोधन करते हैं, संतुलन बढ़ाते/संतुलन रखते हुए, विवेक-वृद्धि/विवेक या पुनर्योजी/डिजनेटिव के साथ सकारात्मक/नकारात्मक बदलाव करते हैं, और परिभाषा 2 के लिए, कुछ लेखक कार्रवाई या प्रभाव को प्रतिक्रिया के अतिरिक्त सकारात्मक/नकारात्मक सुदृढीकरण या दंड के रूप में वर्णित करने की वकालत करते हैं। फिर भी एक अनुशासन के भीतर भी प्रतिक्रिया का एक उदाहरण सकारात्मक या नकारात्मक कहा जा सकता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि मूल्यों को कैसे मापा या संदर्भित किया जाता है।
 * 1) एक पैरामीटर के संदर्भ और वास्तविक मूल्यों के बीच की खाई को बदलना, इस आधार पर कि अंतर चौड़ा (सकारात्मक) या संकुचित (नकारात्मक) है।
 * 2) क्रिया या प्रभाव की वैलेंस (मनोविज्ञान) जो अंतर को परिवर्तित करती है, इस आधार पर कि क्या यह प्राप्तकर्ता या प्रेक्षक को प्रसन्न (सकारात्मक) या अप्रसन्न (नकारात्मक) भावनात्मक अर्थ रखता है।

यह भ्रम उत्पन्न हो सकता है क्योंकि प्रतिक्रिया का उपयोग या तो सूचनात्मक या प्रेरक उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है, और अधिकांशतः इसमें गुणात्मक संपत्ति और मात्रात्मक संपत्ति दोनों घटक होते हैं। कोनेलन और ज़मके (1993) ने इसे रखा:

""मात्रात्मक" प्रतिक्रिया हमें बताता है कि कितना और कितने, ''गुणात्मक' प्रतिक्रिया हमें बताता है कि कितना अच्छा, बुरा या उदासीन।"

नकारात्मक और सकारात्मक प्रतिक्रिया की सीमाएं
जबकि सरल प्रणालियों को कभी-कभी एक या दूसरे प्रकार के रूप में वर्णित किया जा सकता है, प्रतिक्रिया लूप वाली कई प्रणालियों को इतनी आसानी से सकारात्मक या नकारात्मक के रूप में नामित नहीं किया जा सकता है, और यह विशेष रूप से सच है जब कई लूप उपलब्ध होते हैं।

"जब केवल दो भाग में जुड़े होते हैं जिससे की प्रत्येक दूसरे को प्रभावित करे, प्रतिक्रिया के गुण पूरे के गुणों के बारे में महत्वपूर्ण और उपयोगी जानकारी देते हैं। लेकिन जब भाग चार तक बढ़ जाते हैं, यदि प्रत्येक तीन अन्य को प्रभावित करता है, तो उनके माध्यम से बीस सर्किटों का पता लगाया जा सकता है; और सभी बीस सर्किटों के गुणों को जानने से प्रणाली के बारे में पूरी जानकारी नहीं मिलती है।"

अन्य प्रकार की प्रतिक्रिया
सामान्यतः, प्रतिक्रिया प्रणाली में कई संकेतों को वापस भेज सकता है और प्रतिक्रिया लूप में अधिकांशतः सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया का मिश्रण होता है जहां सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया भिन्न-भिन्न आवृत्तियों या प्रणाली के स्थान बिंदुओं पर हावी हो सकता है।

बाइपोलर प्रतिक्रिया शब्द जैविक प्रणालियों को संदर्भित करने के लिए रखा गया है जहां सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रणाली परस्पर क्रिया कर सकती हैं, एक का आउटपुट दूसरे के इनपुट को प्रभावित करता है, और इसके विपरीत भी हो सकता है।

प्रतिक्रिया के साथ कुछ प्रणालियों में बहुत जटिल व्यवहार हो सकते हैं जैसे कि गैर-रैखिक प्रणालियों में अराजक व्यवहार, जबकि अन्य में बहुत अधिक अनुमानित व्यवहार होते हैं, जैसे कि वे जो डिजिटल प्रणाली बनाने और डिजाइन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

डिजिटल प्रणाली में प्रतिक्रिया का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, बाइनरी काउंटर और इसी प्रकार के उपकरण प्रतिक्रिया को नियोजित करते हैं जहां वर्तमान स्थिति और इनपुट का उपयोग एक नवीनतम स्टेट की गणना के लिए किया जाता है जिसे पश्चात में फीड किया जाता है और इसे अपडेट करने के लिए उपकरण में वापस क्लॉक किया जाता है।

गणित और गतिशील प्रणाली


प्रतिक्रिया गुणों का उपयोग करके, किसी अनुप्रयोग की जरूरतों को पूरा करने के लिए प्रणाली के व्यवहार को बदला जा सकता है; प्रणाली को स्थिर, उत्तरदायी या स्थिर बनाया जा सकता है। यह दिखाया गया है कि प्रतिक्रिया के साथ गतिशील प्रणाली अराजकता के किनारे के अनुकूलन का अनुभव करते हैं।

जीव विज्ञान
जीवों, पारिस्थितिक तंत्र, या जीवमंडल जैसे जीव विज्ञान प्रणालियों में, अधिकांश मापदंडों को निश्चित पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुसार एक निश्चित इष्टतम स्तर के आसपास संकीर्ण सीमा के भीतर नियंत्रण में रहना चाहिए, नियंत्रित पैरामीटर के इष्टतम मूल्य का विचलन आंतरिक और बाहरी वातावरण में परिवर्तन के परिणामस्वरूप हो सकता है। कुछ पर्यावरणीय परिस्थितियों में बदलाव के लिए प्रणाली को बदलने के लिए उस सीमा के परिवर्तन की भी आवश्यकता हो सकती है तथा उसे बनाए रखने के लिए पैरामीटर का मान एक स्वागत प्रणाली द्वारा अंकित किया जाता है और एक सूचना चैनल के माध्यम से विनियमन मॉड्यूल को अवगत कराया जाता है। इसका एक उदाहरण इंसुलिन दोलन है।

जैविक प्रणालियों में सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्रकार के नियामक सर्किट होते हैं। अन्य संदर्भों के प्रकार, सकारात्मक और नकारात्मक का अर्थ यह नहीं है कि प्रतिक्रिया अच्छे या बुरे प्रभाव का कारण बनती है। एक नकारात्मक प्रतिक्रिया लूप वह है जो एक प्रक्रिया को धीमा करता है, जबकि सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप इसे तेज करता है। दर्पण न्यूरॉन्स एक सामाजिक प्रतिक्रिया प्रणाली के भाग होते हैं, जब मस्तिष्क द्वारा देखी गई कार्रवाई को स्वयं-निष्पादित क्रिया के प्रकार को प्रतिबिंबित किया जाता है।

आसंजन अणुओं और मध्यस्थों के रूप में कार्य करने वाले स्रावित अणुओं द्वारा मध्यस्थता किए गए विविध प्रकार के सैल के बीच प्रतिक्रिया पारस्परिक प्रभाव द्वारा सामान्य ऊतक अखंडता को संरक्षित किया जाता है; कैंसर में प्रमुख प्रतिक्रिया तंत्र की विफलता ऊतक के कार्य को बाधित करती है। एक घायल या संक्रमित ऊतक में, भड़काऊ मध्यस्थ कोशिकाओं में प्रतिक्रियाएं प्राप्त करते हैं, जो जीन अभिव्यक्ति को बदलते हैं, और व्यक्त और स्रावित अणुओं के समूहों को बदलते हैं, जिसमें अणु सम्मलित हैं जो विभिन्न कोशिकाओं को सहयोग करने और ऊतक संरचना और कार्य को बहाल करने के लिए प्रेरित करते हैं। इस प्रकार की प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के समन्वय और संक्रमण और चोटों से उबरने में सक्षम बनाती है। कैंसर के समय, इस प्रतिक्रिया के प्रमुख तत्व विफल हो जाते हैं। यह ऊतक फलन और प्रतिरक्षा को बाधित करता है।

प्रतिक्रिया के तंत्र को सबसे पहले बैक्टीरिया में स्पष्ट किया गया था, जहां एक पोषक तत्व उनके कुछ चयापचय कार्यों में परिवर्तन करता है। प्रतिक्रिया जीन और जीन नियामक नेटवर्क के संचालन के लिए भी महत्वपूर्ण है। रेप्रेसर (लैक रेप्रेसर देखें) और उत्प्रेरक प्रोटीन का उपयोग जेनेटिक ऑपेरॉन बनाने के लिए किया जाता है, जिन्हें 1961 में फ्रांकोइस जैकब और जैक्स मोनोड द्वारा प्रतिक्रिया लूप के रूप में पहचाना गया था। ये प्रतिक्रिया लूप सकारात्मक हो सकते हैं (जैसा कि एक चीनी अणु और बैक्टीरिया सैल में चीनी आयात करने वाले प्रोटीन के बीच युग्मन के स्थिति में), या नकारात्मक (जैसा कि अधिकांशतः चयापचय खपत में होता है)।

बड़े पैमाने पर प्रतिक्रिया के परिणाम बाहरी परिवर्तनों से गहराई से प्रभावित होने पर भी जीवों की आबादी पर स्थिर प्रभाव पड़ सकता है, यद्यपि प्रतिक्रिया का समय पहले के भाग के रूप में होता तो पूर्वोत्तर शिकार के चक्रों को उत्पन्न किया जा सकता है।

ज़्योमोलॉजी में, प्रतिक्रिया चयापचय मार्ग में अपने प्रत्यक्ष उत्पादओं या नीचे की ओर मेटाबोलाइटओं द्वारा एक एंजाइम की गतिविधि के नियमन के रूप में (एलोस्टेरिक विनियमन देखें) कार्य करती है।

हाइपोथैलेमिक-पिट्यूटरी-अधिवृक्क अक्ष को एक सीमा तक सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिनमें से अधिकांश अभी भी अज्ञात हैं।

मनोविज्ञान में, शरीर पर्यावरण से या आंतरिक रूप से एक उत्तेजना प्राप्त करता है जो हार्मोन के रिलीज का कारण बनता है। हार्मोन के रिलीज होने से उनमें से अधिक हार्मोन रिलीज हो सकते हैं, जिससे सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप हो सकता है। यह चक्र कुछ व्यवहारों में भी पाया जाता है। उदाहरण के लिए, "शेम लूप्स" उन लोगों में होता है जो आसानी से शरमा जाते हैं। जब उन्हें पता चलता है कि वे शरमा रहे हैं, तो वे और भी शर्मिंदा हो जाते हैं, जिससे वो इसी प्रकार और शरमाते हैं।

जलवायु विज्ञान
जलवायु प्रणाली की विशेषता उन प्रक्रियाओं के बीच मजबूत सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया पाश है जो वातावरण, महासागर और भूमि की स्थिति को प्रभावित करती हैं। एक सरल उदाहरण आइस-अल्बेडो सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप है जिससे बर्फ पिघलने से अधिक गहरी जमीन (निचले अल्बेडो की) दिखाई देती है, जो बदले में गर्मी को अवशोषित करती है और अधिक बर्फ पिघलने का कारण बनती है।

नियंत्रण सिद्धांत
स्टेट स्थान (नियंत्रण), पूर्ण स्टेट प्रतिक्रिया, और आगे सहित विभिन्न तरीकों का उपयोग करके, नियंत्रण सिद्धांत में प्रतिक्रिया का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। नियंत्रण सिद्धांत के संदर्भ में, "प्रतिक्रिया" को पारंपरिक रूप से "नकारात्मक प्रतिक्रिया" निर्दिष्ट करने के लिए माना जाता है।

नियंत्रण-लूप प्रतिक्रिया मैकेनिज्म का उपयोग करने वाला सबसे सामान्य-उद्देश्य नियंत्रक एक आनुपातिक-अभिन्न-व्युत्पन्न (पीआईडी) नियंत्रक है। स्वाभाविक रूप से, एक पीआईडी ​​नियंत्रक की शर्तों को समय के अनुरूप समझा जा सकता है: आनुपातिक शब्द वर्तमान त्रुटि पर निर्भर करता है, पिछली त्रुटियों के संचय पर अभिन्न शब्द, और व्युत्पन्न शब्द वर्तमान दर के आधार पर भविष्य की त्रुटि की भविष्यवाणी है।

शिक्षा
शैक्षिक संदर्भ में प्रतिक्रिया के लिए, सुधारात्मक प्रतिक्रिया देखें।

यांत्रिक अभियांत्रिकी
प्राचीन समय में, ग्रीक और रोमन जल घड़ियों में जल के प्रवाह को विनियमित करने के लिए फ्लोट वाल्व का उपयोग किया जाता था; समान फ्लोट वाल्व का उपयोग कार्बोरेटर में ईंधन को विनियमित करने के लिए किया जाता है और फ्लश शौचालय में टैंक जल स्तर को नियंत्रित करने के लिए भी उपयोग किया जाता है।

डच आविष्कारक कॉर्नेलियस ड्रेबेल (1572-1633) ने चिकन इन्क्यूबेटरों और रासायनिक भट्टियों के तापमान को नियंत्रित करने के लिए थर्मोस्टैट्स (c1620) का निर्माण किया था। 1745 में, लोहार एडमंड ली द्वारा विंडमिल में सुधार किया गया था, जिसने विंडमिल के चेहरे को हवा की ओर इशारा करते हुए रखने के लिए एक पंख जोड़ा था। 1787 में, टॉम मीड ने बेडस्टोन और रनर स्टोन के बीच की दूरी को समायोजित करने के लिए एक केन्द्रापसारक पेंडुलम का उपयोग करके विंडमिल की घूर्णन गति को नियंत्रित (अर्थात् भार को समायोजित करने के लिए) किया था।

1788 में जेम्स वाट द्वारा अपने भाप इंजन की गति को नियंत्रित करने के लिए केन्द्रापसारक गवर्नर का उपयोग औद्योगिक क्रांति के लिए अग्रणी कारक था। भाप इंजन यांत्रिक विनियमन उपकरणों के रूप में फ्लोट वाल्व और दबाव रिलीज वाल्व का भी उपयोग करते हैं। 1868 में जेम्स क्लर्क मैक्सवेल द्वारा वाट के गवर्नर का गणितीय विश्लेषण किया गया था।[16]

द ग्रेट ईस्टर्न अपने समय के सबसे बड़े स्टीमशिप में से एक था और जॉन मैकफर्लेन ग्रे द्वारा 1866 में डिज़ाइन किए गए प्रतिक्रिया तंत्र के साथ भाप से चलने वाले पतवार को नियोजित किया था। जोसेफ फारकोट ने 1873 में स्टीम-संचालित स्टीयरिंग प्रणाली का वर्णन करने के लिए सर्वो शब्द की रचना की थी। इसके पश्चात में बंदूकों की स्थिति के लिए हाइड्रोलिक सर्वो का उपयोग किया गया था। स्पेरी कॉर्पोरेशन के एल्मर एम्ब्रोस स्पेरी ने 1912 में पहला ऑटोपायलट डिजाइन किया था। निकोलस मिनोर्स्की ने 1922 में स्वचालित जहाज संचालन का एक सैद्धांतिक विश्लेषण प्रकाशित किया और पीआईडी ​​नियंत्रक का वर्णन किया था।[38]

20वीं सदी के उत्तरार्ध के आंतरिक दहन इंजनों ने वैक्यूम टाइमिंग एडवांस जैसे मैकेनिकल प्रतिक्रिया मैकेनिज्म को नियोजित किया, लेकिन छोटे, मजबूत और शक्तिशाली सिंगल-चिप माइक्रोनियंत्रणर के सस्ते होने के बाद मैकेनिकल प्रतिक्रिया को इलेक्ट्रॉनिक इंजन प्रबंधन प्रणालियों द्वारा बदल दिया गया था।

इलेक्ट्रॉनिक अभियांत्रिकी
प्रतिक्रिया का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों जैसे एम्पलीफायरों, ऑसिलेटर्स और स्टेटफुल लॉजिक सर्किट तत्वों जैसे फ्लिप-फ्लॉप और काउंटरों के डिजाइन में व्यापक है। मैकेनिकल, थर्मल और अन्य भौतिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक प्रतिक्रिया प्रणाली का भी सामान्यतः उपयोग किया जाता है।

यदि नियंत्रण पाश के रास्ते में संकेत उल्टा है, तो प्रणाली को नकारात्मक प्रतिक्रिया कहा जाता है;[40] अन्यथा, प्रतिक्रिया को सकारात्मक कहा जाता है। अवांछित परिवर्तनों के प्रभाव को ठीक करने या कम करने के द्वारा प्रणाली की स्थिरता और त्रुटिहीनता को बढ़ाने के लिए अधिकांशतः नकारात्मक प्रतिक्रिया जानबूझकर प्रस्तुत की जाती है। यह योजना विफल हो सकती है यदि इनपुट तेजी से बदलता है तो प्रणाली इसका उत्तर दे सकता है। जब ऐसा होता है, सुधार संकेत के आगमन में देरी के परिणामस्वरूप अति-सुधार हो सकता है, जिससे आउटपुट दोलन या "शिकार" हो सकता है।[41] जबकि अधिकांशतः प्रणाली व्यवहार का एक अवांछित परिणाम होता है, इस प्रभाव का उपयोग जानबूझकर इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर्स में किया जाता है।

बेल लैब्स में हैरी निक्विस्ट ने प्रतिक्रिया प्रणाली की स्थिरता का निर्धारण करने के लिए नीक्वीस्ट स्थिरता मानदंड निकाला था। लाभ मार्जिन और चरण मार्जिन निर्धारित करने के लिए हेंड्रिक बोड द्वारा विकसित बोडे भूखंडों का उपयोग करना एक आसान प्रकार है, यह कम सामान्य होता है। स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन में अधिकांशतः एम्पलीफायर के ध्रुवों के स्थान को नियंत्रित करने के लिए आवृत्ति मुआवजा सम्मलित होता है।

इलेक्ट्रॉनिक प्रतिक्रिया लूप का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, जैसे एम्पलीफायरों के आउटपुट को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। एक प्रतिक्रिया लूप तब बनता है जब आउटपुट के सभी या कुछ भाग को इनपुट पर वापस फीड किया जाता है। यदि कोई आउटपुट प्रतिक्रिया नियोजित नहीं किया जा रहा है और प्रतिक्रिया का उपयोग किया जा रहा है तो उपकरण को ओपन लूप संचालित करने के लिए कहा जाता है।[42]

जब दो या दो से अधिक एम्पलीफायरों को सकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करके क्रॉस-युग्मित किया जाता है, तो जटिल व्यवहार बनाया जा सकता है। इन बहुकंपित्रों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और इसमें सम्मलित हैं:


 * विस्मयकारी सर्किट, जो दोलक के रूप में कार्य करते हैं।
 * मोनोस्टेबल सर्किट, जिसे एक स्टेट में धकेला जा सकता है, और कुछ समय बाद स्थिर स्थिति में वापस लाया जा सकता है।
 * बिस्टेबल सर्किट, जिसमें दो स्थिर अवस्थाएँ होती हैं, जिनके बीच सर्किट को स्विच किया जा सकता है।

नकारात्मक प्रतिपुष्टि
नकारात्मक प्रतिक्रिया तब होती है जब फेड-बैक आउटपुट संकेत में इनपुट संकेत (उल्टा) के संबंध में 180 डिग्री का सापेक्ष चरण होता है। इस स्थिति को कभी-कभी प्रावस्था के बाहर भी कहा जाता है, लेकिन इस शब्द का प्रयोग दूसरे चरण के विभेदों को भी जैसे "90° की प्रावस्था" में बताया जाता है। नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग आउटपुट त्रुटियों को ठीक करने या अवांछित उतार-चढ़ाव के लिए प्रणाली को असंवेदनशील बनाने के लिए किया जा सकता है।[43] प्रतिक्रिया एम्पलीफायरों में, यह सुधार सामान्यतः तरंग विरूपण में कमी या एक निर्दिष्ट लाभ स्तर स्थापित करने के लिए होता है। एक नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रवर्धक के लाभ के लिए एक सामान्य अभिव्यक्ति स्पर्शोन्मुख लाभ मॉडल है।

सकारात्मक प्रतिक्रिया
सकारात्मक प्रतिक्रिया तब होती है जब फेड-बैक संकेत इनपुट संकेत के चरण में होता है। कुछ लाभ स्थितियों के अनुसार, सकारात्मक प्रतिक्रिया उस बिंदु पर इनपुट संकेत को मजबूत करती है जहां उपकरण का आउटपुट अधिकतम और न्यूनतम संभव स्टेटों के बीच दोलन करता है। सकारात्मक प्रतिक्रिया भी एक सर्किट में हिस्टैरिसीस का परिचय दे सकती है। इससे सर्किट छोटे संकेतों को अनदेखा कर सकता है और सिर्फ बड़े संकेतों का उत्तर दे सकता है। इसका उपयोग कभी-कभी डिजिटल संकेत से शोर को खत्म करने के लिए किया जाता है। कुछ परिस्थितियों में, सकारात्मक प्रतिक्रिया के कारण उपकरण लैच हो सकता है, अर्थात ऐसी स्थिति तक पहुंचने के लिए जिसमें आउटपुट अधिकतम या न्यूनतम स्थिति में लॉक हो जाता है। सूचना के अस्थिर भंडारण के लिए बिस्टेबल सर्किट बनाने के लिए डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में इस तथ्य का व्यापक रूप से उपयोग करता है।

ऑडियो प्रणाली, पीए प्रणाली और रॉक म्यूजिक में कभी-कभी होने वाली तेज आवाज को ऑडियो प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है। यदि कोई माइक्रोफ़ोन किसी ऐसे लाउडस्पीकर के सामने है जिससे वह जुड़ा हुआ है, तो जो ध्वनि माइक्रोफ़ोन उठाता है वह स्पीकर से बाहर आती है, और माइक्रोफ़ोन द्वारा पकड़ी जाती है और पुन: प्रवर्धित होती है। यदि लूप का लाभ पर्याप्त है, तो एम्पलीफायर की अधिकतम शक्ति पर हाउलिंग या स्क्वीलिंग संभव है।

ऑसिलेटर
एक इलेक्ट्रॉनिक दोलक एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है जो एक आवधिक, दोलनशील इलेक्ट्रॉनिक संकेत, अधिकांशतः एक साइन लहर या एक वर्ग तरंग उत्पन्न करता है।[44][45] ऑसिलेटर्स डायरेक्ट करंट (डीसी) को पावर सप्लाई से अल्टरनेटिंग करंट संकेत में कन्वर्ट करते हैं। वे कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। ऑसिलेटर्स द्वारा उत्पन्न संकेतों के सामान्य उदाहरणों में रेडियो और टेलीविज़न ट्रांसमीटरों द्वारा प्रसारित संकेत, कंप्यूटर और क्वार्ट्ज़ घड़ियों को विनियमित करने वाले क्लॉक संकेत और इलेक्ट्रॉनिक बीपर्स और वीडियो गेम द्वारा उत्पन्न ध्वनियाँ सम्मलित हैं।[44]

ऑसिलेटर्स को अधिकांशतः उनके आउटपुट संकेत की आवृत्ति के आधार पर देखा जाता है:


 * एक कम आवृत्ति ऑसीलेटर (एलएफओ) एक इलेक्ट्रॉनिक ऑसीलेटर है जो ≈20 हर्ट्ज से नीचे आवृत्ति उत्पन्न करता है। सामान्यतया श्रव्य संश्लेषक के क्षेत्र में इस पद का प्रयोग ऑडियो आवृत्ति दोलक से भिन्न करने के लिए किया जाता है।
 * एक ऑडियो दोलक, लगभग 16 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्‍ज तक ऑडियो रेंज में आवृत्तियों का उत्पादन करता है।[45]
 * एक आरएफ दोलक, लगभग 100 किलोहर्ट्‍ज से 100 गीगाहर्ट्ज की रेडियो आवृत्ति (आरएफ) रेंज में संकेतों को उत्पन्न करता है।[45]

डीसी आपूर्ति से उच्च-शक्ति एसी आउटपुट का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किए गए ऑसीलेटर को सामान्यतः इनवर्टर कहा जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर के दो मुख्य प्रकार: लीनियर या हार्मोनिक ऑसिलेटर और नॉनलाइनियर या रिलैक्सेशन ऑसिलेटर होते हैं।[45][46]

लैचेस और फ्लिप-फ्लॉप
फ्लिप-फ्लॉप एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है जिसमें दो स्थिर अवस्थाएँ होती हैं और इसका उपयोग स्टेट की जानकारी को संग्रहीत करने के लिए किया जा सकता है। वे सामान्यतः प्रतिक्रिया का उपयोग करते हुए निर्माण करते हैं जो सर्किट की दो भुजाओं के बीच से होकर गुजरती है, जिससे की सर्किट को एक अवस्था प्रदान की जा सके, सर्किट को एक या अधिक नियंत्रण इनपुट पर लागू संकेतों द्वारा स्थिति बदलने के लिए बनाया जा सकता है और इसमें एक या दो आउटपुट होते है। यह अनुक्रमिक तर्क में मूल भंडारण तत्व है। लैचेस और फ्लिप-फ्लॉप कंप्यूटर, संचार और कई अन्य प्रकार की प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स प्रणाली के मूलभूत निर्माण खंड हैं।

लैचेस और फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग डेटा भंडारण तत्वों के रूप में किया जाता है। इस प्रकार के डेटा भंडारण का उपयोग स्टेट (कंप्यूटर विज्ञान) के भंडारण के लिए किया जा सकता है, और ऐसे सर्किट को अनुक्रमिक तर्क के रूप में वर्णित किया जाता है। जब एक परिमित-स्टेट मशीन में उपयोग किया जाता है, तो आउटपुट और अगली स्थिति न सिर्फ इसके वर्तमान इनपुट पर निर्भर करती है, अपितु इसकी वर्तमान स्थिति (और इसलिए, पिछले इनपुट) पर भी निर्भर करती है। यह पल्सेस की गिनती के लिए भी उपयोग किया जा सकता है, और कुछ संदर्भ समय संकेत के लिए चर-समयबद्ध इनपुट संकेतों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए भी उपयोग किया जा सकता है।

फ्लिप-फ्लॉप या तो सरल (पारदर्शी या अपारदर्शी) या घड़ी का संकेत (सिंक्रोनस या एज-ट्रिगर) हो सकते हैं। चूंकि फ्लिप-फ्लॉप शब्द ऐतिहासिक रूप से सरल और क्लॉक्ड सर्किट दोनों के लिए सामान्य रूप से संदर्भित है, आधुनिक उपयोग में फ्लिप-फ्लॉप शब्द को विशेष रूप से क्लॉक्ड सर्किट पर चर्चा करने के लिए आरक्षित करना सामान्य है; साधारण लोगों को सामान्यतः लैच कहा जाता है।

इस शब्दावली के उपयोग से, एक लैच सतह पर संवेदनशील होता है, जबकि फ्लिप फ्लॉप किनारे पर संवेदनशील होता है। यही है, जब एक लैच सक्षम होती है तो यह पारदर्शी हो जाती है, जबकि एक फ्लिप फ्लॉप आउटपुट सिर्फ घड़ी के किनारे (सकारात्मक जाने या नकारात्मक जाने) पर बदलता है।

सॉफ्टवेयर
प्रतिक्रिया लूप सॉफ्टवेयर और अभिकलन प्रणाली के संचालन, रखरखाव और विकास को नियंत्रित करने के लिए सामान्य तंत्र प्रदान करते हैं। अनुकूली सॉफ्टवेयर की इंजीनियरिंग में प्रतिक्रिया-लूप महत्वपूर्ण मॉडल हैं, क्योंकि वे अनुकूलन प्रक्रिया पर नियंत्रण तत्वों के बीच बातचीत के व्यवहार को परिभाषित करते हैं, जिससे की रन-टाइम पर प्रणाली गुणों की गारंटी हो सके, प्रतिक्रिया लूप और नियंत्रण सिद्धांत की नींव को अभिकलन प्रणाली पर सफलतापूर्वक लागू किया गया है। विशेष रूप से, उन्हें आईबीएम डीबी2 और आईबीएम टिवोली जैसे उत्पादों के विकास के लिए लागू किया गया है। एक सॉफ्टवेयर परिप्रेक्ष्य से, आईबीएम के शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित स्वायत्त अभिकलन (एमएपीई, मॉनिटर एनालिसिस प्लान एक्जीक्यूट) लूप गतिशील गुणों के नियंत्रण और ऑटोनोमिक सॉफ्टवेयर प्रणाली के डिजाइन और विकास के लिए प्रतिक्रिया लूप के अनुप्रयोग में एक और महत्वपूर्ण योगदान है।

यूजर इंटरफेस डिजाइन
प्रतिक्रिया भी प्रयोक्ता इंटरफ़ेस डिजाइन करने के लिए एक उपयोगी डिजाइन सिद्धांत है।

वीडियो प्रतिक्रिया


वीडियो प्रतिक्रिया ध्वनिक प्रतिक्रिया के समान वीडियो है। इसमें एक वीडियो कैमरा इनपुट और एक वीडियो आउटपुट के बीच एक लूप सम्मलित होता है, उदाहरण के लिए, जैसे टेलीविजन स्क्रीन या वीडियो मॉनिटर में सम्मलित होता है। प्रदर्शन पर कैमरे को लक्षित करने से प्रतिक्रिया के आधार पर एक जटिल वीडियो छवि बनती है।

यह भी देखें
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अग्रिम पठन

 * Katie Salen and Eric Zimmerman. Rules of Play. MIT Press. 2004. ISBN 0-262-24045-9. Chapter 18: Games as Cybernetic Systems.
 * Korotayev A., Malkov A., Khaltourina D. Introduction to Social Macrodynamics: Secular Cycles and Millennial Trends. Moscow: URSS, 2006. ISBN 5-484-00559-0
 * Dijk, E., Cremer, D.D., Mulder, L.B., and Stouten, J. "How Do We React to Feedback in Social Dilemmas?" In Biel, Eek, Garling & Gustafsson, (eds.), New Issues and Paradigms in Research on Social Dilemmas, New York: Springer, 2008.