(PhysOrg.com) - ¿Cree que el futuro de la comunicación es 4G? Piensa otra vez. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia están trabajando en soluciones de comunicación para redes tan futuristas que ni siquiera existen todavía.

El equipo está investigando cómo hacer que los dispositivos un millón de veces más pequeños que la longitud de una hormiga se comuniquen entre sí para formar nanoredes. Y están utilizando una visión diferente de la comunicación "celular", es decir, cómo se comunican las bacterias entre sí, para encontrar una solución.

El profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de Georgia Tech, Ian Akyildiz, y su equipo de investigación, Faramarz Fekri, profesor de ingeniería eléctrica e informática; Bosque de Craig, profesor asistente de ingeniería mecánica; Brian Hammer, profesor asistente de biología; y Raghupathy Sivakumar, profesor de ingeniería eléctrica e informática, recientemente se les otorgó una subvención de $ 3 millones de la National Science Foundation para el proyecto.

Durante los próximos cuatro años, El equipo estudiará cómo las bacterias se comunican entre sí a nivel molecular para ver si se pueden aplicar los mismos principios a cómo se comunicarán algún día los nanodispositivos para formar redes a nanoescala.

Si el equipo tiene éxito, las aplicaciones para inteligente, Las nanorredes comunicativas podrían ser de amplio alcance y potencialmente cambiar vidas.

“Las máquinas a nanoescala podrían potencialmente inyectarse en la sangre, circulando en el cuerpo para detectar virus, bacterias y tumores, "Dijo Akyildiz, investigador principal del estudio. “Todas estas enfermedades, cáncer, diabetes, Alzheimer asma, cualquier cosa que se te ocurra, serán historia a lo largo de los años. Y esa es solo una aplicación ".

La nanotecnología es el estudio de la manipulación de la materia a escala atómica y molecular, donde fenómenos únicos permiten aplicaciones novedosas que no son factibles cuando se trabaja con materiales a granel o incluso con átomos o moléculas individuales. Generalmente, la nanotecnología se ocupa del desarrollo de materiales, dispositivos o estructuras que poseen al menos una dimensión de 1 a 100 nanómetros. Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro.

La mayoría de los dispositivos a nanoescala que existen actualmente son primitivos, Akyildiz dijo:pero con la comunicación los dispositivos podrían colaborar y tener una inteligencia colectiva.

Ésa es la pregunta que están abordando los investigadores:¿cómo se comunicarían tales nanorredes? Por su tamaño, las soluciones clásicas de comunicación no funcionarán. El equipo está dirigiendo su atención a la naturaleza en busca de inspiración.

“Nos dimos cuenta de que la naturaleza ya tiene todas estas nanomáquinas. Las células humanas son ejemplos perfectos de nanomáquinas y lo mismo ocurre con las bacterias, ”Dijo Akyildiz. "Y así, la mejor apuesta para nosotros es observar el comportamiento de las bacterias y aprender cómo se comunican las bacterias y utilizar esas soluciones naturales para desarrollar soluciones para futuros problemas de comunicación ”.

Las bacterias utilizan señales químicas para comunicarse entre sí a través de un proceso llamado detección de quórum. lo que permite que una población de microbios unicelulares funcione como un organismo multicelular. Descubierto originalmente hace varias décadas en bacterias marinas bioluminiscentes inusuales, ahora se cree que todas las bacterias "se comunican" entre sí mediante señales químicas.

Los microbiólogos están comenzando a aprender los "idiomas" que hablan las bacterias y qué actividades están controladas por esta comunicación celular. Muchas bacterias patógenas que causan enfermedades usan la detección de quórum para activar sus toxinas y otros factores para usarlos contra un huésped. Algunos investigadores están desarrollando terapias potenciales que están diseñadas para interrumpir la detección de quórum por parte de bacterias infecciosas.

"Es poco probable que una sola bacteria patógena en su cuerpo lo mate, "Dijo Hammer, un genetista microbiano. "Pero como se comunican, todo el grupo orquesta este comportamiento coordinado mediante la comunicación química y el resultado final es que trabajan en grupo para matar a su anfitrión. Entonces, ¿podemos usar esa misma información de una manera positiva al aprovechar y comprender los límites de la comunicación? "

Los investigadores de Georgia Tech, Hammer and Forest, se centrarán en la experimentación para comprender mejor los elementos de la comunicación bacteriana, y luego trabajar con los expertos en ingeniería eléctrica e informática del equipo para traducir sus hallazgos en un posible modelo de comunicación para nanorredes.

"Esta es una investigación realmente revolucionaria, "Dijo Fekri, profesor de ingeniería eléctrica e informática. “Nadie ha examinado estos temas antes. Nos enfrentamos a los grandes desafíos. Va a requerir mucho talento y trabajo duro para abordarlos ".

Se espera que el proyecto allane el camino para la investigación en comunicación a nanoescala. La gama de aplicaciones de las nanorredes es increíblemente amplia, de las redes intracorporales para el control de la salud, detección de cáncer o suministro de fármacos a sistemas de prevención de ataques químicos y biológicos.

Al cabo de cuatro años, el equipo espera demostrar las teorías subyacentes básicas y fundamentales para la comunicación de nanodispositivos. También esperan desarrollar una herramienta de simulación para que el público la use para ver cómo las máquinas pueden imitar la comunicación de las bacterias. lo que, con suerte, atraerá a otros investigadores para que se involucren en la investigación de esta área más a fondo.

“Los paradigmas existentes para protocolos y algoritmos de red ya no se aplican. Esto está más allá de las fronteras de la investigación de redes, ”Dijo Sivakumar. "Es realmente algo que podría cambiar las cosas y nadie lo ha hecho antes".

Una gran fortaleza del equipo de investigación de Georgia Tech es su naturaleza interdisciplinaria.

"Estamos entusiasmados de combinar ciencia e ingeniería, así como nuestros respectivos conjuntos de herramientas, ya sea ingeniería genética, la detección genética o la teoría de las comunicaciones en red para abordar este problema a nivel de sistema:este gran desafío en nanotecnología, "Dijo Forest, experto en ingeniería biomédica.