Molecular-Based Nano-Communication Network: A Ring Topology Nano-Bots for In-Vivo Drug Delivery Systems

Abstract

Compared to traditional machines in computer networks, nano-bots in nano-networks face challenges due to the limitations of processing capabilities and power management. Under these limitations, these nano-bots can only perform simple tasks. Use of nano-bots can be applied to fields such as environmental, biomedical, and industrial fields. However, to use nano-bots in practice, their management and control in nano-networks should be established. In this paper, a network protocol for use in in-vivo communications applied to drug-delivery systems is proposed. Based on the circulatory system, three types of nano-bots are designed to be used in a ring topology network. The physical channel of the communication is discussed in detail, a docking process between nano-bots is proposed, a method to access the channel is presented and simulation results of the communication network are presented. INDEX TERMS Nano-network, nano-scale communications, nano-bots, in-vivo communications, physical layer, medium access control layer.

Coding in Diffusion-Based Molecular Nanonetworks: A Comprehensive Survey

“…In order to enable fair comprehensive comparison studies, future research should define representative evaluation scenarios. The evaluation scenarios should reflect the characteristics of common practical use cases [259], such as Internet of Bio-Nano Things use cases [323]- [330], e.g., for intra-body communication or communication with our animate environment.…”

Das Redes Vestíveis aos Sistemas Ciber-Humanos: Uma Perspectiva na Comunicação e Privacidade dos Dados

“…Os dispositivos são controlados remotamente por radiofrequência para manipular o microambiente químico e biológico. Em [Mcguiness et al 2019], um protocolo de comunicação para sistema ciberhumano que utiliza o sistema circulatório (sanguíneo) como uma topologia em anel foi apresentado. Três nanorrobôs são projetados para essa topologia, sendo um para carregar o medicamento, outro nanorrobô estático com papel de nó transmissor e receptor com funções de recupera/injeta o medicamento e trocar moléculas de informação e, por fim, o terceiro nanorrobô gateway para monitoramento interno (i.e., verificação de status do nó e contagem de nanorrobôs que transportam o medicamento no sistema circulatório) e envia as informação utilizando ondas eletromagnéticas para dispositivos externos nas proximidades, por exemplo, alertando quando a quantidade de medicamento é insuficiente.…”