KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2022 / Cilt: 37 - Sayı: 2

Fick difüzyon yasası kullanılarak nano/mikro ölçekli haberleşme sistemlerinde girişim ve molekül alım olasılığı analizi

İbrahim Işık
Esme Işık
Mehmet Emin Tağluk
Sayfa
967–984
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Önerilen NMÖH modelinin, başta Alzaymır olmak üzere hücrelerin yanlış ve/veya eksik iletişiminden kaynaklı birçok hastalığın teşhis ve tedavisinde kullanılabilecek potansiyelde olduğu düşünülmektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Nano ve mikro ölçekteki sistemlerin iletişim mekanizmasını modellemek için canlıların kullandığı nano-ölçekteki elektro-kimyasal haberleşme sistemlerinden esinlenerek (biyolojik esinli) yeni haberleşme tekniklerinin geliştirilmesi üzerine son zamanlarda yoğun bir şekilde çalışma yapılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Yazılım tabanlı olarak tasarlanan NMÖH modelinde, ilk olarak moleküllerin iletildiği difüzyon ortamı ve bu ortamda iletişim performansını etkileyen faktörlerden biri olan difüzyon sabiti Fick yasası gibi temel fizik kanunları kullanılarak yeniden türetilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Önerilen NMÖH modelinin, başta Alzaymır olmak üzere hücrelerin yanlış ve/veya eksik iletişiminden kaynaklı birçok hastalığın teşhis ve tedavisinde kullanılabilecek potansiyelde olduğu düşünülmektedir.
🔬Tür:Laboratuvar & Saha Deneyi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Molecular communication · interference · Fick’s law

Özet

Nano ve mikro ölçekteki sistemlerin iletişim mekanizmasını modellemek için canlıların kullandığı nano-ölçekteki elektro-kimyasal haberleşme sistemlerinden esinlenerek (biyolojik esinli) yeni haberleşme tekniklerinin geliştirilmesi üzerine son zamanlarda yoğun bir şekilde çalışma yapılmaktadır. Bilgi alışverişinde taşıyıcı olarak kimyasal sinyallerin kullanıldığı bu alan nano/mikro ölçekli haberleşme (NMÖH) olarak bilinmektedir. Moleküler haberleşme sistemlerinde iletim için kullanılan bilgi parçacıkları protein, DNA gibi biyolojik bileşenlerden oluşmaktadır. NMÖH konusu ile ilgili yapılacak çalışmaların, günümüzde henüz tedavisi olmayan bazı hastalıkların teşhis ve tedavinde kullanılan yeni nesil gibi nano-teknoloji alandaki gelişmelere büyük katkılar sağlayacağı düşünülmektedir. Bu sebeple bu çalışmada, nano-ölçekli sistemlerde kullanılma potansiyeli olabilecek yeni bir NMÖH modeli yazılım tabanlı olarak Matlab ortamında geliştirilip analiz edilmiştir. Yazılım tabanlı olarak tasarlanan NMÖH modelinde, ilk olarak moleküllerin iletildiği difüzyon ortamı ve bu ortamda iletişim performansını etkileyen faktörlerden biri olan difüzyon sabiti Fick yasası gibi temel fizik kanunları kullanılarak yeniden türetilmiştir. Daha sonra ise alıcı topolojisi küre, küp ve dikdörtgen prizma gibi değişik formlarda denenerek alıcının sinyal iletim oranı arttırılmaya ve iletim sırasında meydana gelen moleküller arası girişim düşürülmeye çalışılmıştır. Küp alıcı modelinin kullanılması ile sinyal iletim oranının arttığı ve girişimin düştüğü görülmüştür. Önerilen NMÖH modelinin, başta Alzaymır olmak üzere hücrelerin yanlış ve/veya eksik iletişiminden kaynaklı birçok hastalığın teşhis ve tedavisinde kullanılabilecek potansiyelde olduğu düşünülmektedir.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Işık, İ., Işık, E., Tağluk, M. E. (2022). Fick difüzyon yasası kullanılarak nano/mikro ölçekli haberleşme sistemlerinde girişim ve molekül alım olasılığı analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 37 - Sayı: 2, 967–984. https://ajindex.com/articles/523431

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Nariman Farsad, “Molecular Communication,” York university, 2014
  2. M. Z. Islam, M. M. Islam, and A. Asraf, “A combined deep CNN-LSTM network for the detection of novel coronavirus (COVID-19) using X-ray images,” Informatics Med. Unlocked, vol. 20, p. 100412, 2020
  3. S. D. Tripathi, P. A. Krakowiak, and J. A. Darsey, “Computational Modeling Studies of the Beta-Amyloid Protein Binding to Develop Drugs for the Treatment of Alzheimer ’ s Disease,” vol. 10, no. 5, pp. 1–8, 2017
  4. G. Chang, L. Lin, and H. Yan, “Adaptive Detection and ISI Mitigation for Mobile Molecular Communication,” IEEE Trans. Nanobioscience, vol. 17, no. 1, pp. 21–35, 2018
  5. L. Chouhan and P. K. Sharma, “Molecular communication in three-dimensional diffusive channel with mobile nanomachines,” Nano Commun. Netw., vol. 24, p. 100296, 2020
  6. M. B. Er, E. Isik. I Isik, “Parkinson’s Detection Based on Combined CNN and LSTM Using Enhanced Speech Signals with Variational Mode Decomposition,” Biomed. Signal Process. Control, vol. 70, 2021
  7. A. Akkaya, H. B. Yilmaz, C. B. Chae, and T. Tugcu, “Effect of receptor density and size on signal reception in molecular communication via diffusion with an absorbing receiver,” IEEE Commun. Lett., vol. 19, no. 2, pp. 155–158, 2015
  8. A. Einolghozati, M. Sardari, and F. Fekri, “Capacity of diffusion-based molecular communication with ligand receptors,” 2011 IEEE Inf. Theory Work. ITW 2011, pp. 85–89, 2011
  9. L. Felicetti, M. Femminella, and G. Reali, “Directional receivers for diffusion-based molecular communications,” IEEE Access, vol. PP, no. c, p. 1, 2018
  10. H. B. Yilmaz, A. C. Heren, T. Tugcu, and C. Chae, “Three-Dimensional Channel Characteristics for Molecular Communications With an Absorbing Receiver,” 2014
  11. Y. Deng, A. Noel, M. Elkashlan, A. Nallanathan, and K. C. Cheung, “Modeling and Simulation of Molecular Communication Systems with a Reversible Adsorption Receiver,” IEEE Trans. Mol. Biol. Multi-Scale Commun., vol. 1, no. 4, pp. 347–362, 2015
  12. Y. Deng, A. Noel, M. Elkashlan, A. Nallanathan, and K. C. Cheung, “Molecular Communication with a Reversible Adsorption Receiver,” EEE ICC 2016 - Commun. Theory Mol., 2016
  13. H. B. Yilmaz and C. Chae, “Simulation Modelling Practice and Theory Simulation study of molecular communication systems with an absorbing receiver,” Simul. Model. Pract. Theory, vol. 49, pp. 136–150, 2014
  14. D. Malak and O. B. Akan, “Communication theoretical understanding of intra-body nervous nan