2020 Fiscal Year Research-status Report
Reliable molecular communication systems with wireless communication techniques
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20K20999
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
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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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 分子通信 / インプラント医療機器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。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るが、これまでのインプラント機器において実用化された通信技術のほとんど全てが電磁波を基本とした無線通信である。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、μmからnmオーダーのナノマシンへの適用は極めて困難であり、電磁波による通信ではなくこれまでにない新しい媒体を介した通信技術の確立が必要不可欠である。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た。
このようにナノスケールデバイスにも適用可能性を秘めた分子通信であるが、そのほとんどが基礎研究の段階であり、実用段階も視野に入れた分子通信技術の確立には至っていない。そこで本研究は拡散型分子通信において、高度な変復調技術を適用することを本研究課題の目的とし、本年度は複合物理シミュレータの協調解析により拡散型分子通信における分子の化学反応や粒子拡散の数値モデルの確立を実施した。そして、構築した拡散型分子通信システムにおいて、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確立の実現可能性の検証を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究計画は複合物理シミュレーションによる拡散型分子通信の動作原理の数学モデルの構築、及び拡散型分子通信に適した通信方式の検討であった。本年度は研究計画に掲げた項目について達成しており、本研究は概ねに順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に実施した複合物理シミュレーションによる検討をさらに進め、基礎環境における実験検証を今後の研究の推進方策とする。実験環境としては現段階では磁性粒子を用いた拡散型分子通信を想定しており、実験環境の構築を含めて検討を進める。拡散型分子通信の実験環境構築はチャレンジングなテーマ設定であるので、研究の進捗に応じてより適切な評価環境があるかどうかを常に検討し、適宜計画の再検討を実施する予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により計算機関係物品の欠品・遅延があり、当該年度中の納入が困難となってしまったため。
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