机电工程学院青年教师孙玥副教授在IEEE Internet of Things Journal发表生物纳米物联网领域重要研究成果发布
近日,国际权威期刊IEEE Internet of Things Journal(影响因子10.6)发表了我校题为“Advancing the Internet of Bio-Nano Things: A Novel DNA-based Track-Hopper System for Enhanced Efficiency and Reliability”的研究论文。该论文以成都理工大学为第一单位,我院“蓉漂计划学者”孙玥副教授为论文第一作者,其研究生程万里、王晴文主要参与该工作,合作团队包括电子科技大学陈意钒教授和英国埃塞克斯大学的杨鲲教授。
生物纳米物联网(IoBNT)作为物联网技术在生物医学领域的重要延伸,代表了一种全新的通信范式,能够在分子尺度上实现信息的传输与处理。该研究提出的基于DNA的IoBNT系统,实现了定向可控的分子料斗轨道,为体内生物信息与体外数字信息交换开辟了新道路。

生物纳米物联网系统示意图
据悉,该系统通过电场的作用力控制DNA序列的前进方向,实现分子料斗的高精度电位驱动方向控制,成功解决了传统扩散信道中常见的随机扩散、高传输延迟与高码间干扰问题;以DNA为信息载体,采用分子料斗轨道作为分子通信信道,实现了高通量低延时的信息交换,并通过网状网络拓扑的设计,系统在保证低时延高可靠性信息交换的同时,极大增强了鲁棒性。

IoBNT网络拓扑,网络链路及节点示意图

装载DNA的分子料斗在链路传输机制与网络节点的转向控制机制
该技术不仅强调了分子漏斗装载DNA分子定向传输的有效性,还为构建高通量定向可控生物纳米物联网提供了重要支持,在生物传感、疾病诊断与环境监测等广泛领域具有重要应用前景。该研究得到了国家自然科学基金(Grants No. 62301088)的支持,并在IEEE Internet of Things Journal上发表,该期刊在信息通信与物联网领域具有重要影响力,被誉为物联网领域的重要学术刊物,中科院1区TOP,以发表物联网领域最新前沿研究成果而闻名。
论文信息:Sun, Y., Cheng, W., Wang, Q., Chen, Y., Yang, K. 2024. Advancing the Internet of Bio-Nano Things: A Novel DNA-based Track-Hopper System for Enhanced Efficiency and Reliability. IEEE Internet of Things Journal.
论文链接:
https://ieeexplore.ieee.org/document/10720911