El reto de la comunicación molecular تحدّي الإتصال الجزيئيّ The challenge of molecular communication - <center> Fénix Traducción فينيق ترجمة Phoenix Translation </center> Fénix Traducción فينيق ترجمة Phoenix Translation : El reto de la comunicación molecular تحدّي الإتصال الجزيئيّ The challenge of molecular communication

2010-07-09

El reto de la comunicación molecular تحدّي الإتصال الجزيئيّ The challenge of molecular communication

Las bacterias se comunican mediante moléculas, y ahora científicos de la computación quieren copiarlas. Su primera tarea: derivar una teoría matemática de comunicación molecular.
Claude Shannon, tal vez el héroe menos reconocido de la ciencia del siglo XX, trabajó con el problema fundamental de la comunicación en la década de 1940. Dijo que la tarea básica de la comunicación es reproducir en un punto del espacio un mensaje que ha sido creado en otro punto.

Shannon pasó a determinar, entre otras cosas, cuánta información puede enviarse desde A hasta B a través de canales con ruido. Hoy, este trabajo es la base de la ciencia de la información que ha tenido un profundo impacto en nuestro mundo. TV, radio, teléfonos móviles, computación, Internet: ninguna de estas cosas serían posibles sin las ideas pioneras de Shannon.
Desde entonces, casi todas las ideas sobre transmisión de información se han centrado en la comunicación electromagnética – ceros y unos transmitidos mediante campos eléctricos u ondas electromagnétic
 
 

تتصل البكتريا (أو تتواصل، يمكن أيضا) بواسطة الجزيئات، والآن، يرغب علماء حاسوب بنسخها. 

 مهتمهم الأولى: إستخلاص نظرية رياضيّة (من رياضيّات) للإتصال الجزيئيّ.


ربما، كلود شانون، هو البطل الأقل شهرة علمياً خلال القرن العشرين، والذي قد عمل بشكل فعّال في حقل الإتصالات خلال عقد الأربعينيات من القرن المُنصرم. 

لقد قال بأنّ المهمة الأساسية للإتصال، هي: 

توليد رسالة في نقطة من الفضاء، قد عُمِلَت (صُنِعَت) في نقطة أخرى.

مضى شانون ليحدّد أكثر، بين أشياء أخرى، كم من المعلومة يمكن إرسال من نقطة أ إلى النقطة ب عبر قنوات مُشوَّشة. 

بيومنا هذا، يُعتبر هذا العمل قاعدة علم الإتصالات، وقد أثَّرَ كثيراً في عالمنا.

 الرائي (التلفاز)، المذياع (الراديو)، الهواتف النقالة، الحواسب، الأنترنيت: 

لم تكن لتظهر كلها لولا الأفكار الرائدة للسيد شانون.

من وقتها، قد تركزت كل الأفكار المتصلة بإرسال المعلومات حول الإتصال الكهرومغناطيسي، أصفار وواحدات مُرسلة عبر حقول كهربائية او موجات كهرومغناطيسية.

وللآن، وخلال آلاف ملايين الأعوام من الحياة على الأرض، لدى القسم الأكبر من الإتصالات صيغة مختلفة جذرياً، من خلال إرسال وإستقبال الجزيئات.

 فالبكتريا، على سبيل المثال، تتبادل إشارات كيميائية لأجل الإستجابة للجماعة المحلية منها، وفق عملية معروفة تحت إسم الإستشعار بالنصاب القانوني (هو عدد الأعضاء الواجب حضورهم لتصبح الجلسة قانونية - قاموس المورد إسباني عربي)

نال هذا النمط من الشبكات الإجتماعية، في الآونة الأخيرة، إهتماماً بحثياً بالغاً.

لكن، القضيّة: هي كمّ المعلومات الممكن تبادله عبر الاتصال الجزيئي، فبالكاد، بُدِءَ البحث حوله. 

حالياً، يركّز ساشين كادلور من جامعة إيلينويز وبعض زملائه البحث حول هذا الأمر.

يأخذون وجود جهاز إرسال يُطلق سلسلة من الجزيئات المتطابقة بعين الإعتبار، بحيث تُقونَن المعلومة خلال زمن التحرّر أو الإطلاق تلك. يُوضَعُ جهاز الارسال في سائل، تتبعثر عبره الجزيئات بواسطة حركة براونية والتي يُعاد إلتقاطها عبر جهاز إستقبال قادر على تدوين أزمنة الوصول.

من هنا، فالمشكلة، هي: ما دور الحركة البراونية؟. 

رغم إرسال الجزيئات وفق فترات زمنية محددة لقوننة المعلومة، فإنّ الحركة البراونية تؤكد حصول تغيرات في تلك الفترات الزمنية لأجل الوصول الى المُستقِبل. علاوة على هذا، قد لا تصل الجزيئات بذات النظام التي صدرت وفقه (أو أُرسِلَت فيه).

للوهلة الاولى، من الصعب تخيُّل إمكان ارسال معلومة مفيدة ما في تلك الشروط. 

مع ذلك، يُثبت كادلور وزملاؤه حصول العكس.

يشيرون لأنّ الحركة البراونية تُدخِلُ الشكّ بزمن وصول جزيء إلى المُستقِبل، وبإستطاعتهم تحديده.

 مفتاح فكرتهم بلعب هذا الشكّ لدور شبيه في قناة إتصال جزيئي مشابه للقناة التي فيها تشويش، كالحاصل بقناة معروفة. 

وكما نعرف من شانون فإنه بالإمكان إرسال رسالة مع خطأ تعسفي صغير، دوماً، حين يصبح التشويش أخفض من عتبة محددة بوضوح.

يمضي كادلور ليحدد صيغاً مختلفة، يصير تدفّق المعلومة حساساً، خلالها، أمام عوامل مثل سرعة التدفّق ومؤشر الإنتشار الجزيئي.

سيحظى هذا بإهتمام علماء الأحياء الدارسين للصيغة التي تتبادل الخلايا الرسائل عبرها. لكن، أيضاً، هو مهم لحثّ عدد أكبر من المهندسين، الذين يحاولون بناء أنظمة تستثمر الإتصال الجزيئي.

تقول فكرته بإمكان عدم وضع قواعد الحواسب الأساسية وفق مجموعات مفصّلة من السيليكون. فعوضاً عن هذا، يلزم أنظمة حواسب محددة الوضع ذاته في حاسوب دماغي فوضوي (عشوائي، غير منظّم) قائم في الطبيعه. 

بهذه الحالة، يبدو الإتصال الجزيئي كصيغة فعّالة للغاية في الإتصال.

يبدو مثيراً هذا الأمر. ومع عمل أكثر، يمكن ان لا يمضي زمن طويل لكشف تحوّل "النصاب القانوني" إلى مُصطلح شائع بين علماء الحاسوب، كما بين علماء أحياء الخلايا.

ليست هناك تعليقات: