دسته: مقالات ترجمه شده isi
بازدید: 277 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 195 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 12
MONACO: مبانی شبکههای ارتباطی نانو مولکولی
چکیده
در این مقاله، بخشی از تحقیقات ارائه میشود که در آن استفاده از مولکولها به منظور کدگذاری و انتقال اطلاعات میان دستگاهها در مقیاس نانو (ماشینهای نانو) بهعنوان راه حل مناسب زیستی-الهامی برای تحقق شبکههای ارتباطاتی نانو بررسی میشود. برخلاف فنآوریهای قدیمی، ارتباط مولکولی الگوی کاملا جدیدی هست، که نیازمند راهحلهای جدید، از جمله شناسایی مکانیزمهای ارتباط مولکولی طبیعی موجود، ایجاد پایههای یک فرضیه اطلاعات مولکولی، یا توسعهی معماریها و پروتکلهای شبکه برای نانوماشینها است. ارتباط تنگاتنگ این زمینه تحقیق مهندسی پیشرفته با زیستشناسی مطالعهی زیستی الهامی معماریهای شبکهی نانو مولکولی و تحقق آنها با ابزارهای موجود در طبیعت را ممکن میسازد. بستر آزمایشی تشریح شده در این مقاله که مبتنی بر یک دستگاه میکروسیال با جمعیتهای مرتبط با باکتریهای مهندسی ژنتیک است، نمونهی آشکاری از مسیر این تحقیق است.
MONACO: FUNDAMENTALS OF MOLECULAR NANO-COMMUNICATION NETWORKS
ABSTRACT
This article presents a branch of research where the use of molecules to encode and transmit information among nanoscale devices (nanomachines) is investigated as a bio-inspired viable solution to realize nano-communication networks. Unlike traditional technologies, molecular communication is a radically new paradigm, which demands novel solutions, including the identification of naturally existing molecular communication mechanisms, the establishment of the foundations of a molecular information theory, or the development of architectures and networking protocols for nanomachines. The tight connection of this cutting edge engineering research field with biology will ultimately enable both the bio-inspired study of molecular nanonetwork architectures and their realization with tools already available in nature. The testbed described in this article, which is based on a microfluidic device hosting intercommunicating populations of genetically engineered bacteria, is a clear example of this research direction.
مقدمه
فعالسازی نانوماشینها برای برقراری ارتباط با یکدیگر و از اینرو تشکیل شبکه های نانو بطور قابل توجهی دامنههای کاربردی آنها را گسترش میدهد [1].
میتوان چند الگوی ارتباطی را برای استفاده در شبکههای نانو در نظر گرفت، اما تمرکز این مقاله بر روی استفاده از ارتباطات مولکولی است. در ارتباط مولکولی، مولکولها برای رمزگذاری، ارسال و دریافت اطلاعات استفاده میشوند [2]. با توجه به چند دلیل مختلف، استفاده از ارتباطات مولکولی توجه ویژهای بخود جلب کرده است:
- ارتباطات مولکولی بین عناصر در مقیاس نانو در طبیعت رخ میدهد. به عنوان نمونه ارتباط درون سلولی و درون باکتری، و چنین پدیدههای طبیعی یک زمینه مطالعه آماده هم برای مدلسازی شبکه های نانو و هم برای گسترش راهحلها ارائه میدهند؛
- میتوان شبکههای نانو را براساس چنین پدیدههای طبیعی با عناصر مناسب ساخت و از اینرو یک مسیر مهندسی سریعتر برای راهحلهای عملی ارائه میشود.
- بسیاری از کاربردهای فوق الذکر نیاز به سازگاریزیستی دارد و از اینرو نیازمند خواصی است که به آسانی توسط شبکههای نانو و با استفاده از ارتباطات مولکولی ارائه میشود.