11/2/11

Burocràcia Ministerial

Beneït divendres!

Em permetreu que el tercer post del blog sigui un híbrid entre una posada al dia personal i una mica de text seriós. Aquesta setmana ha estat bastant entretinguda i dinàmica en quan a, diguem-ne, coses a fer. Per una banda, tenia que fer front a la burrocràcia, com diria aquell. Em presento a les beques FPU del Ministeri, que són les millors que s'ofereixen (encara que el preu és estàndar i acabes cobrant el mateix que amb les altres).

Però és clar, la qualitat es paga. Amb paperassa. M'ha tocat una setmana d'omplir formularis, incertesa de saber a qui posarem de tutor de tesi per tenir més puntuació, tràmits a secretaria, etc... Per sort, les parts més dures (dos documents de 40 pàgines) eren responsabilitat d'altres. A més a més el sistema no està del tot mal montat ja que tenen una oficina virtual on penges tota la documentació i només has d'anar al registre (en el qual la cua ha estat nul·la) a entregar un document.




Potser el karma va voler (des)compensar tota aquesta sort encomanant-me una altra missió. Molt doctoral i tal... com seria fer de xofer. El professor, el capo, el turc, el nostre amic venia a Barcelona a assistir a unes reunions i se'm va demanar que l'anés a recollir a l'aeroport. I avui l'hi he hagut de portar. No ha passat de ser una mera anècdota perque les estones han estat no massa llargues i amenes, però sempre fa gràcia comentar-ho. Per fer saber a la gent que sembla ser que els nanos també pringuen.

La pringada més grossa de la setmana però, torna a tenir que veuré amb les beques. Un dels requisits és fer un resum de màxim 3000 paraules sobre el tema de la possible tesi doctoral. Us faig un "copia-pega" infame tot seguit... Si us ho llegiu, podeu comentar si us he aconseguit vendre la moto.


Novel Systems, Architectures and Protocols 
for Nanocommunication Networks

El proyecto de tesis del candidato se encuentra situado en el marco de un proyecto mayor dedicado a las nanocomunicaciones, el cual se prevé que será una materia clave en el devenir de las comunicaciones y del cual se beneficiarán una gran cantidad de campos. El candidato se centra en la concepción de nuevos protocolos que permitan el desarrollo de redes de nanomáquinas que usen comunicación molecular.



NANOCOMMUNICATION NETWORKS: REDES DE NANOMÁQUINAS

Los recientes y cruciales avances en nanotecnología posibilitan la creación y desarrollo de dispositivos en una escala nanométrica, con la precisión que ello requiere. Dichos dispositivos, apodados como “nanomáquinas” pueden actuar independientemente realizando cálculos o detecciones simples, o pueden usarse como las unidades básicas de un sistema más complejo. Evidentemente, el reducido tamaño de las nanomáquinas se relaciona directamente con una complexidad y alcance reducidos, aunque por otro lado la sensibilidad a cambios mínimos en el entorno las hace ideales para su uso como sensores.

El problema reside pues en la limitada capacidad de cálculo y alcance de dichas nanomáquinas. En este sentido, se han propuesto distintas formas de comunicación entre estos dispositivos (también referidas como nanocomunicaciones), haciendo que el número de posibles aplicaciones crezca de forma notoria, a base de incrementar la complexidad y el radio de acción del sistema. Hasta ahora, se han descubierto y estudiado varias formas de implementar dicha comunicación entre dispositivos de estas características; y la mayoría de ellos toman mecanismos presentes en la naturaleza como modelo o como herramienta para conseguir tal fin. Por ejemplo, en las que llamamos comunicaciones moleculares, la información está codificada en base a diminutas partículas que el emisor segrega. El mensaje puede residir tanto en el número como en la concentración puntual de moléculas que el receptor detecta. Por último, cabe comentar que se han identificado varios agentes usados en la comunicación molecular a distintos niveles, como:
  • Iones de calcio para comunicaciones entre células,
  • Feromonas en el caso de diferentes especies de animales.
El proyecto del candidato estará encaminado pues, en las comunicaciones moleculares.


La razón de esta elección es que, debido a las cualidades revolucionarias de estos nuevos sistemas de comunicación a escala molecular, las aproximaciones o suposiciones macroscópicas clásicas ya no son válidas, dejando obsoletas opciones como las comunicaciones acústicas o antiguas soluciones basadas en ondas electromagnéticas. Desde este nuevo enfoque de trabajo, las condiciones del entorno han cambiado por completo. Se requerirán sistemas autónomos, bio-compatibles, y de tamaño extremadamente reducido para las aplicaciones de las que se cree las nanocomunicaciones sacarán el mayor partido. Las aplicaciones potenciales de las redes de dispositivos nanométricos son casi infinitas:
  • El desarrollo de redes intracorpóreas nos permitiría pensar en prometedoras opciones en el campo de la medicina,  como por ejemplo la aplicación localizada y autónoma de fármacos, o la detección y destrucción de células cancerígenas. Una de las características clave de la comunicación molecular es el uso de componentes bio-compatibles, el cual es la clave para el desarrollo de técnicas intracorpóreas, junto al reducido tamaño.
  • En temas medioambientales, la sensibilidad y tamaño de las nanomáquinas podría acarrear mejoras en el control de la polución mediante nanosensores o “smart dust” (polvo inteligente, nanosensores que son diseminados en un medio aéreo)
  • La industria también puede beneficiarse de las nanocomunicaciones, con la comercialización, por ejemplo, de tejidos con nanosensores integrados en las fibras, capaces de detectar cambios de temperatura o humedad.
  • Finalmente, el área de Tecnologías de la Información y las Comunicación (TIC), por ejemplo en redes de área personal.

Así pues, es necesario identificar nuevas soluciones y modelarlas de manera que puedan ser implementadas, simuladas, y finalmente confeccionadas físicamente. Este proceso resulta altamente multidisciplinar e intervienen campos tan aparentemente lejanos como la biología, la química, la química y las TIC, entre otros.


TRABAJO A REALIZAR

Una vez presentado el marco general en el que situar las nanocomunicaciones y argumentada su necesidad, hay que justificar el trabajo en el que el candidato se centrará.

En el campo de las telecomunicaciones, los protocolos y arquitecturas utilizados en redes clásicas, o incluso en redes móviles y de sensores, no son aplicables debido a las restricciones impuestas en el nuevo escenario descrito en el anterior punto. La introducción de un nuevo paradigma que aporte soluciones y protocolos novedosos es necesaria, para la construcción de arquitecturas que rijan estas revolucionarias nanoredes. De nuevo, la naturaleza también puede ser fuente de ideas y modelos para la creación de soluciones que aporten la dinamicidad, autonomía y eficiencia demandadas.

Por ejemplo, cierto proceso llamado “Quorum Sensing” es utilizado por bacterias y les permite a éstas ser conscientes de la población de la colonia para así coordinar la acción de grupo cuando dicha población sobrepasa cierto umbral. Este proceso se lleva a cabo mediante la segregación y detección de moléculas especiales llamadas autoinductores, de tal forma que podemos argumentar que se trata de un caso de comunicación molecular complejo. Desde un punto de vista comunicativo, las bacterias han ejecutado un cierto protocolo que les permite sincronizarse con sus iguales bajo ciertas circunstancias, simplemente observando su entorno más próximo.

El estudio y modelado de este u otros ejemplos puede dar nuevas ideas y encaminarnos hacia la creación de protocolos para la difusión de mensajes o la actuación conjunta de un grupo de entidades a escala nano. En el marco de este proyecto, “Quorum Sensing” es propuesto como una herramienta que puede ayudar en diversos aspectos como:
  • La sincronización distribuida de nodos en una red, lo cual es una propiedad básica para construir una arquitectura de red.
  • La amplificación de señales moleculares mediante la emisión coordinada entre varios transmisores.
  • La fiabilidad en redes de sensores debido a la reducción de falsos positivos (utilizando Quorum Sensing para mostrar que más de un nodo detecta el mismo evento),
  • La detección de eventos complejos.

Así pues, el primer objetivo es (1) probar que el fenómeno del “Quorum Sensing” es una herramienta eficiente y versátil que permite a los nodos de una red coordinarse de manera distribuida, sin necesidad de tener una visión general de la misma.

Una vez este punto está mostrado, hay que dar un paso más hacia una futura implementación de protocolos que utilicen Quorum Sensing como herramienta. Con esa finalidad, el comportamiento de las bacterias que practican Quorum Sensing debe ser modelado mediante técnicas habituales en el campo de las telecomunicaciones. En nuestro caso, se propone usar la teoría de autómatas para crear un modelo que imite las acciones que una bacteria realiza de manera repetida al utilizar dicho mecanismo.

Dicho modelo podría implementarse como una sencilla unidad de control de una nanomáquina que pudiera usar Quorum Sensing para sus propósitos. El comportamiento individual y en grupo de estas nanomáquinas basadas en bacterias puede ser simulado, una vez se ha establecido el modelo como una máquina de estados finitos. En el futuro, hasta el mismo modelo podría ser implementado en una nanomáquina física y probado en un entorno controlado.

En resumen, el segundo objetivo es (2) modelar el fenómeno del Quorum Sensing mediante la teoría de autómatas, crear  un simulador a medida y finalmente probar que el comportamiento de las nanomáquinas creadas es el esperado.

Cabe decir que la investigación no está restringida sólo a este fenómeno, sino que (3) otros mecanismos naturales serán identificados, analizados y modelados en aras de extraer nuevos principios que permitan el desarrollo de soluciones innovadoras en materia de protocolos y arquitecturas para nanoredes. Al haber sido beneficiario de una estancia de nueve meses en la universidad de Georgia Tech (Georgia Institute of Technology of Atlanta) bajo la supervisión del prestigioso profesor Ian F. Akyildiz, el candidato adquirió la preparación necesaria en el campo de las nanocomunicaciones, en especial la vía molecular. Además, el candidato pasa a formar parte del grupo N3Cat (NaNoNetworking Center in Catalunya), donde trabajará con excelentes investigadores y disfrutará de contactos con expertos de las áreas que las nanocomunicaciones abarcan. Dichos contactos emergen de los diferentes proyectos en los que el centro se está embarcando, a nivel internacional. No cabe duda pues que el candidato se sitúa en el mejor de los entornos para desarrollar su trabajo, e identificar nuevos sistemas y protocolos que permitan la construcción de novedosas arquitecturas, en el marco de un nuevo paradigma necesario en el mundo de las nanoredes.




Las nanocomunicaciones, como campo específico dentro de la nanotecnología, es un área innovadora que ha entrado con fuerza en la comunidad científica y a la cual se le augura un excepcional futuro. La implicación de prestigiosos investigadores en todos los ámbitos crece constantemente, con ejemplos como el profesor Ian F. Akyildiz o el profesor Zhong Lin Wang de Georgia Tech, los profesores Josep Solé i Pareta y Eduard Alarcón de la Universitat Politècnica de Catalunya, o el profesor Tatsuya Suda, de la University of California. Asimismo, el número de publicaciones (Nano Communication Networks de la editorial Elsevier) y congresos (Nano-net, Bionetics, MoNaCom 2011) dedicados a este tema se ha visto incrementado notoriamente, haciendo patente el impacto de las nanocomunicaciones en el mundo de la investigación de vanguardia.





Als que hagueu llegit fins aquí... us felicito fills.

4 comentarios:

  1. Només puc dir una cosa :TE COMPRO Y TE LLEVO A CASA PARA SIEMPER! ;)

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  2. Buah!!! Hahaha!! Jo t'ho compro XDDD En fi... la burocràcia te aquestes coses però molt interessant el post!!!

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  3. el pare de la criatura19 de febrero de 2011, 12:03

    jo ja et vaig comprar fa 25 anys... ara t'ha comprat la marta, per tant...
    molt bé, endavant!!!

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