| 研究課題/領域番号 |
20K20999
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
安在 大祐 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40611116)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 分子通信 / インプラント機器 / インプラント医療機器 / 拡散型分子通信 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体内に埋め込まれる医療デバイスは多岐に渡って発展しており、nmからμmオーダーのバイオナノマシンやドラッグデリバリーシステムへの展開までも提案されている。これらのインプラント機器は互いに通信を行い協調的に動作する必要があり、本研究は送受信サイズの成約が原理的に存在しない拡散型分子通信に着目する。拡散型分子通信の研究はこれまでに盛んに行われているが、理論解析等にとどまり、実用化にまで至った例はあまり見られない。そこで、本研究は、高度な通信技術や変調方式を分子通信に適用することを本研究課題の目的とし、通信速度の向上や複数のインプラント機器間を接続可能な高度な分子通信の実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
体内に埋め込まれる医療機器が急速に発展しており、nmからμmオーダーのバイオナノマシンやドラッグデリバリーシステムへの展開が期待されている。しかしながら、電磁波による無線通信では送受信アンテナサイズが原理的には波長(周波数の逆数)で決定されるためナノマシンへの適用は極めて困難である。本研究では特にバイオナノマシンやドラッグデリバリーシステムへとの親和性が高い性質を持つ拡散型分子通信技術に着目し、環境パラメータ推定やMIMO伝送の適用により信頼性や通信速度の向上の実現可能性の検証を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの拡散型分子通信の研究では理論解析による数学モデルの導出や通信方式においても限定的な検討に留まっていた。本研究は現実的な分子通信の環境下での通信特性の導出を目的に有限要素法による分子の拡散現象の解析を実施し、理想環境との差異を定量的に求め、その点において学術的意義がある。加えて、高度な無線通信技術であるMIMO伝送を分子通信への適用可能性を示し、高度な分子通信の実現に向けて寄与し、社会的意義を持つ研究成果をとなっている。
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