دانشگاه صنعتی شریف: چاره‌جویی از مخابرات مولکولی برای حل مشکلات صنعت و علم پزشکی

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، «راهبرد‌های ارسال و آشکارسازی مشارکتی در مخابرات مولکولی» عنوان طرحی است که لادن خالوپور در قالب رساله دکتری با راهنمایی مهتاب میرمحسنی به پایان رسانده و در این راه از حمایت بنیاد ملی علم ایران بهره برده است.

محققان در حوزه‌های مختلف، تلاش می‌کنند تا با تحقیقات گسترده، مشکلات و چالش‌های پیش روی صنعت را از بین برده و با کمک به علومی نظیر پزشکی، زندگی انسان‌ها را تسهیل‌تر و راه نجات بشر را هموارتر کنند. بنیاد ملی علم ایران هم به سهم خود، در این راه از طرح‌های محققان حمایت می‌کند.

خالوپور که مدرک دکتری تخصصی و کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق – مخابرات – سیستم خود را از دانشگاه صنعتی شریف دریافت کرده است؛ درباره مخابرات مولکولی توضیح داد: مخابرات مولکولی یکی از روش‌های ارسال، انتقال و دریافت اطلاعات با استفاده از مولکول‌ها است و معمولاً در مواردی کاربرد دارد که شرایط انتقال پیام از قبیل ابعاد، ماهیت محیط انتقال، ماهیت یا نوع سیگنال اولیه ارسالی و دریافتی با ویژگی‌های مولکولی سازگار باشد. از این موارد می‌توان به کاربرد در پزشکی، بهداشت و درمان، کاربرد‌های صنعتی و زیست‌محیطی اشاره کرد.

وی ادامه داد: از مخابرات مولکولی در مقیاس میکرو، می‌توان در حوزه پزشکی، زیست و بیوتکنولوژی، تشخیص بیماری و مکان‌یابی در بدن بهره برد و این علم در مقیاس ماکرو هم برای تشخیص آلودگی و نشتی در دریا و محیط زیست کاربرد دارد.

این محقق و پژوهشگر اضافه کرد: در محیط‌هایی که یک سیال جریان دارد، معمولاً مشکلاتی از قبیل نشتی سیال به خارج از مسیر جریان و وجود یا ورود آلودگی به سیال در مسیر جابه‌جایی مطرح می‌شود و برای تشخیص این مشکلات، راه‌حل‌های متفاوتی پیشنهاد می‌شود. در مورد وجود نشتی در آب لوله‌کشی، معمولاً از جمع آوری داده‌هایی نظیر سرعت، فشار و نرخ حجمی خروج آب در ساعت‌های خاصی از شبانه‌روز استفاده می‌شود. با استفاده از این داده‌ها سعی می‌شود که تخمینی از وجود نشتی و بزرگی مقدار آن به دست آید که البته این روش، اطلاعاتی در مورد مکان نشتی نمی‌دهد.

وی تصریح کرد: امواج صوتی نیز که به صورت لرزش ایجاد می‌شوند، می‌توانند توسط حسگر‌های صوتی که در مکان‌های ثابت موقتی یا دائم قرار دارند، تشخیص داده شوند.

"در مورد وجود نشتی در آب لوله‌کشی، معمولاً از جمع آوری داده‌هایی نظیر سرعت، فشار و نرخ حجمی خروج آب در ساعت‌های خاصی از شبانه‌روز استفاده می‌شود"معمولاً در ساعات پس از نیمه‌شب، جمع آوری داده از حسگر‌ها انجام می‌شود. این داده‌ها برای تشخیص نشتی و مکان آن مورد تحلیل و بررسی قرار می‌گیرند. اما اگر نشتی قابل شنیدن توسط حسگر‌ها نباشد یا نویز پس‌زمینه قابل حذف نباشد، عملاً استفاده از داده‌ها غیر ممکن است.

خالوپور گفت: در این موارد مخابرات مولکولی می‌تواند برای ارائه راه‌حل مشکلات مطرح شده، مورد استفاده قرار گیرد. زیرا ماهیت مخابرات مولکولی بدون بعد است و نیز می‌تواند سازگاری بیشتری با محیط داشته باشد.

وی تاکید کرد: همچنین می‌توان از مشارکت در مخابرات مولکولی برای مخابره، تشخیص و عیب‌یابی استفاده کرد. به همین دلیل، استفاده از راهکار مشارکت درمخابرات مولکولی برای حل چالش‌های مختلف فرستنده، کانال و گیرنده، آشکارسازی اختلال در لوله‌های انتقال با استفاده از مشارکت حسگر‌های متحرک و مکان‌یابی اختلال از اهداف انجام این طرح بوده است.

خالوپور در پایان خاطر نشان کرد: نکته مهم این است که این موضوع از لحاظ تئوری بررسی کامل شده است، ولی برای پیاده‌سازی و ورود به فاز‌های دیگر نیاز به درگیرشدن تخصص‌های دیگر هم در این طرح احساس می‌شود تا بتوانیم با کمک تخصص‌های دیگر، به نمونه اولیه دست پیدا کنیم.