Waterford Institute of Technology

El Internet de las cosas (IoT) tiene como objetivo permitir la conexión de varios dispositivos a Internet. El paradigma de Internet de Nano Things (IoNT) llevará el IoT a un nuevo nivel, donde los dispositivos que se conectarán a Internet se centrarán en nanodispositivos que se construyen a partir de nanomateriales y componentes. Estos nanodispositivos se comunicarán a un microdispositivo, que a su vez se comunica a Internet. Dado que los entornos agrícolas (por ejemplo, el uso de pesticidas en las granjas, o antibióticos para los animales) requieren el uso de varios agentes químicos diferentes, el proceso tendrá que lograrse a través de ciertos tipos de nanomateriales. En particular, esto permitirá una sensaje granular muy fino a nivel molecular, lo que puede proporcionar nuevos beneficios para el control del cumplimiento tanto en la granja como en los animales. Sin embargo, este tema de doctorado desarrollará una nueva dirección para IoNT que se centra en las propiedades de los nanomateriales y su reflexión de señal que podría utilizarse para aplicaciones de sensación. Es un hecho ampliamente conocido que una serie de nanomateriales tendrán diferentes respuestas cuando ciertos tipos de moléculas se unen a su superficie (estos materiales pueden ser funcionalizados con receptores para permitir que ciertas moléculas se unan, haciéndolos moléculas específicas sensores). La investigación de doctorado investigará las propiedades de los metamateriales y su uso para el nanosensing, el uso de modelos de comunicación de retrodispersión que se pueden aplicar para IoNT, aplicaciones de aprendizaje automático para analizar datos detectados. La investigación requerirá conocimientos en aprendizaje automático y su uso para el desarrollo de modelos de comunicación.
Fecha cierre convocatoria beca 31 julio 2019
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Las comunicaciones moleculares son un nuevo campo emergente que tiene como objetivo caracterizar y desarrollar sistemas de comunicación a partir de componentes y sistemas desarrollados a partir de sistemas biológicos. Este nuevo paradigma puede desempeñar un papel importante en la agricultura inteligente y puede utilizarse para transferir datos detectados y controlar señales dentro de animales y plantas. Estas comunicaciones pueden vincularse a las comunicaciones más amplias en la agricultura inteligente, lo que resulta en una mejor salud vegetal y animal, mayores rendimientos, un menor uso de intervenciones como antibióticos, fertilizantes y pesticidas, con costos reducidos para los agricultores y con mayores beneficios para el medio ambiente y la salud humana. Si bien ha habido numerosos marcos de simulación desarrollados para las comunicaciones moleculares, la gran mayoría de ellos se basan en suposiciones muy simples (por ejemplo, difusión basada en la Ley de Fick), y no tiene diseños que sean lo suficientemente modulares para adaptaciones tipos específicos de células o sistema. Otro problema importante es que las comunicaciones moleculares tienen como objetivo desarrollar sistemas de comunicación artificial, donde se puedan utilizar herramientas de Biología Sintética. La Biología Sintética puede permitir la programación de circuitos genéticos que pueden cambiar las funciones de las células, y en particular sus propiedades de comunicación. Esto se puede lograr mediante la inserción de genes en el ADN que permite que las funciones genéticas cambien. Sin embargo, hasta la fecha, ha habido una desconexión entre Biología Sintética y Comunicaciones Moleculares.
El propósito de esta investigación doctoral es desarrollar un nuevo simulador de Comunicaciones Moleculares, es decir, (i) adaptable a diversos factores ambientales (por ejemplo, derivas y turbulencias), diferentes rangos, así como tipos de células (inicialmente sólo un pequeño número de tipos de células será (ii) interfaces con herramientas de Biología Sintética, para permitir la programación de redes de comunicación molecular (esto es similar a la programación del software dentro de un dispositivo de comunicación). Se investigarán varias herramientas tanto de los simuladores de red (por ejemplo, NS3), así como de las herramientas de Biología Sintética (por ejemplo, GRO, CHESS).
Fecha cierre convocatoria beca 31 julio 2019
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