이전 블로그에서 'Light Fidelity'로 알려진 데이터 전송용 LED 조명을 사용하는 광통신의 다른 카테고리에 대해 이야기했습니다. . 이 블로그에서는 분자 통신이라는 통신 분야의 또 다른 최신 기술에 대해 논의할 것입니다.
지금까지 통신 방법과 방법은 전자파와 음파, 구리선, 광섬유 및 기타 구성 요소를 사용했습니다. 그러나 우리 중 많은 사람들이 알지 못하는 의사 소통 방법이 하나 더 있습니다. 생물학적 시스템에서 일어나는 의사소통. 모든 생물학적 시스템은 모든 수준의 분자, 세포, 조직, 유기체, 개체군, 미생물군, 생태계 등에서 상호 소통하는 요소의 네트워크입니다.
생물학적 시스템의 이러한 통신 방법에 대한 지식은 분자 통신이라는 새로운 통신 기술 발명의 기초가 되었습니다.
참고: 다음 10년의 21가지 주요 기술 - 1부
분자 커뮤니케이션이란 무엇입니까?
분자 통신은 나노 규모 통신 시스템의 실제 설계 및 제어를 위해 작동하는 나노 네트워크 설계 전략입니다. 메시지를 디지털 방식으로 인코딩하기 위해 선택된 유형의 분자의 존재 또는 부재를 사용하는 짧은 거리(수십 마이크로미터)에 걸친 나노 기계 간의 통신 메커니즘입니다.
분자 통신은 터널, 파이프라인 또는 예측할 수 없는 수중 환경의 네트워크 내부 통신에 도움이 될 것입니다. 앞서 언급한 환경에서 전자기 신호의 파장에 대한 안테나 크기의 비율과 같은 제약으로 인해 전자기 통신이 어렵습니다.
분자 통신은 분자를 통해 정보를 지정된 목적지로 전송함으로써 이루어집니다. 이 기술은 이미 통신을 위해 분자 방출을 사용하고 있는 세포 및 하위 세포 수준의 모든 메커니즘에서 우위를 점하고 있습니다.
일의 기본 원칙
Nano 네트워크는 Nano 기계의 상호 연결입니다. 나노 기계는 매우 가까운 환경에서 계산, 감지 또는 작동과 같은 매우 간단한 작업만 수행할 수 있는 생물학적 또는 인공적으로 생성된 나노 크기 장치 또는 구성 요소입니다. 이들은 더 복잡한 작업을 수행하고 다른 지역 정보를 공유하기 위해 빌딩 블록이 협력하는 것과 같습니다. 나노 기계는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
- 생물학적 나노 기계
- 인공 나노머신
분자 통신은 발신자 나노 기계, 수신자 나노 기계, 운반체 분자, 정보 분자 및 이들이 작동하는 환경으로 구성됩니다. 발신자와 수신자는 생물학적 및 인공적으로 생성된 바이오입니다. -정보 분자를 방출하고 포착하는 능력을 가진 나노 기계. 정보 데이터는 운송업체에 의해 발신자에서 수신자로 이동됩니다. 이 시스템의 캐리어는 분자 모터, 호르몬 또는 신경 전달 물질입니다. 분자 통신은 생물학적 시스템에서 작동하기 때문에 전달되는 정보는 단백질, 이온 또는 DNA입니다. 환경은 세포 내부와 세포 사이에서 발견되는 수용액입니다.
분자 통신 작업의 5단계는 다음과 같습니다.
- 인코딩 – 발신자 또는 발신자 Bio-Nano 기계가 정보를 수신자 Bio-Nano 기계에 의해 감지되는 정보 분자로 인코딩하는 단계입니다.
- 보내기 – 발신자 바이오 나노 기계가 이러한 정보 분자를 환경으로 방출하는 단계입니다. 발신자 바이오 나노 기계에서 정보 분자를 결합 해제하여 수행됩니다.
- 전파 – 전파는 모든 통신 기술에 존재하는 일반적인 방법입니다. 전파는 정보가 소스에서 대상으로 이동하는 단계입니다. 이는 정보 분자가 발신자 바이오 나노 기계에서 매체를 통해 수신자 바이오 나노 기계로 이동하는 분자 통신과 유사합니다.
- 수신 중 – 말 그대로 수신자 바이오나노 기기가 바이오나노 기기 주변에서 전파되는 정보 분자를 포착하는 단계이다.
- 디코딩 – 인코딩 및 디코딩은 통신 방법에서 가장 중요한 단계입니다. 해독하는 동안 분자 통신에서 수신기 바이오 나노 기계는 정보 분자를 캡처하고 수신된 분자를 화학 반응으로 해독합니다.
애플리케이션
이 통신은 완전히 새로운 개념이며 잠재적으로 바이오 나노기술에서 많은 새로운 응용을 가능하게 할 것입니다. 분자 통신의 가능한 미래 용도 중 일부는 다음과 같습니다.
- 정보 기술 – 이 통신 기술은 통신을 위해 Bio-Nano 기계를 통합하여 현재 실리콘 기반 전기 시스템을 발전시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 미래에는 모바일에 피와 땀의 형태로 인체에서 수신된 생화학 신호의 온칩 분석을 위한 이러한 바이오 나노 기계가 탑재될 수 있습니다.
- 약물 전달 시스템 – 이러한 통신 기술의 가장 유망한 사용은 의료 분야에서 볼 수 있습니다. 분자 통신은 생물학적 시스템에 친숙한 방식으로 약물을 전달하는 약물 전달체 및 메커니즘을 제공할 수 있습니다. 바이오 나노 기계 발신자는 인체에 이식되어 약물이나 DNA를 방출할 수 있습니다.
- 마이크로 전기화학 시스템 –
이 도메인은 Lab-on-a-chip과 같은 소규모 시스템 개발을 목표로 합니다. 랩온어칩(Lab-on-a-chip)은 세포분석, 혈액진단 등 생화학 분석 및 합성 작업을 소형 칩에 통합한 신기술이다. 분자를 특정 위치로 수송하고 두 가지 유형의 분자를 서로 혼합하고 특정 유형의 분자를 혼합물에서 분리하는 것과 같은 단일 칩의 분자 조작과 같은 기능을 제공합니다. - 환경 및 제조 – 테스트된 시스템은 없지만. 그러나 과학자들은 폐기물 제어, 오염 제어, 지구 온난화 등과 같은 다양한 목적을 위해 환경 모니터링에 이 기술을 사용할 계획입니다. 그들은 패턴 및 구조 형성을 위해 제조 산업에서 사용하는 방법을 실험하고 있습니다.
이 기술은 통신 분야에서 완전히 새로운 패러다임입니다. 다양한 분야에서의 긍정적인 적용에 대해 알아보기 위한 연구가 진행되고 있습니다. 의료는 생물학적이면서 동시에 나노이기 때문에 확실히 혜택을 받을 수 있는 분야입니다. 우리 모두는 나노 기술이 미래의 뗄래야 뗄 수 없는 부분이고 분자 기술이 나노 기계 간의 통신에 관한 것임을 알고 있기 때문에 곧 발전 속도를 내며 이를 사용하는 시스템을 곧 볼 수 있을 것이라고 생각합니다.