[发明专利]分子通信系统及分子通信方法

说明书

技术领域

本发明广泛涉及分子通信，具体地说，涉及在分子发送机和分子接收机之间，将编码有信息的分子封入分子胶囊来传送的分子通信系统及分子通信方法。

背景技术

现在正在研究用编码有信息的纳米级的化学物质(分子)作为信息传达载体，根据由分子的接受(接收)所产生的生化反应来确立通信的分子通信技术(例如，参照非专利文献1及2)。

与以电或光信号这样的电磁波作为信息传送载体的现有的通信技术不同，分子通信的特征是使用生化信号，以低速且非常少的能量进行通信。期待这样的分子通信可应用于由于能力、环境上的理由而无法使用电磁波的纳米级装置间的通信，或不能用电子设备构成、驱动的纳米设备的动作控制等。

在分子通信中，分子发送机生成用于编码信息的信息分子，在信息编码后，向环境中放出。向环境中放出的信息分子沿分子传输路径输送到分子接收机。分子接收机取入信息分子，进行信息的解码、生化作用的发现。

另外，分子通信中的信息分子是蛋白质或DNA这样的分子，因此，有可能因与分子传输环境中存在的分解酶等的分子相互作用而变性或因温度和pH、光等的分子传输环境中的环境因素而变性，从而丢失信息。因而，通过将信息分子封入被称为小囊泡的脂质双层膜的分子胶囊进行传送，可防止信息分子的变性(例如，参照非专利文献3)。

但是，该文献停留在提出将信息分子封入分子胶囊进行传送，没有公开具体的方法。因此，对于怎样将信息分子封入分子胶囊或怎样将信息分子从分子胶囊取出并取入分子接收机内部，希望提示具体的方法。

非专利文献1：S.Hiyama，et al.，“Molecular Communication，”Proceedings on NSTI Nanotechnology Conference and Trade Show2005，vol.3，pp.392-395，May，2005.

非专利文献2：檜山他，「分子通信」，电子信息通信学会志，Vol.89，No.2，pp.162-166，2006年2月.

非专利文献3：Y.Moritani，et al.，“Molecular Communication for HealthCare Applications，”Proceedings on Fourth IEEE International Conferenceon Pervasive Computing and Communications WORKSHOPS，pp.549-553，March2006.

发明内容

因此，本发明的实施例旨在提供一种将信息分子封装在分子胶囊中以适于在分子发送机和分子接收机之间传输的技术、以及一种从分子胶囊取出信息分子并将该信息分子引入分子接收机中的技术。

为了实现此目的，在实施例中，将第一化学物质施加到分子发送机，或施加到分子发送机和分子胶囊，以将一个或更多个信息分子封入分子胶囊内。将第二化学物质施加到分子胶囊和分子接收机以从分子胶囊取出信息分子并将该信息分子取入分子接收机内。

更具体地说，在本发明的一方面中，提供了一种分子通信系统，该分子通信系统包括：

分子发送机，其被配置为发送其上编码有规定的信息的信息分子；

分子接收机，其被配置为接收上述信息分子；

分子传输路径，其从上述分子发送机延伸到上述分子接收机；以及

分子胶囊，其被配置为封装有要从上述分子发送机发送到上述分子接收机的上述信息分子；

其中，上述分子发送机、上述分子接收机及上述分子胶囊的表面具有脂质双层膜结构，并且

其中，该分子通信系统还包括：

封装装置，用于将第一化学物质施加到上述分子发送机，或施加到上述分子发送机和上述分子胶囊，以将上述信息分子封入上述分子胶囊内；以及

解封装置，用于将第二化学物质施加到上述分子接收机和上述分子胶囊，以从上述分子胶囊取出上述信息分子并将该信息分子取入上述分子接收机内。

采用该分子通信系统，在发送侧将一个或更多个信息分子封入分子胶囊内，并在接收侧将信息分子从分子胶囊取出并引入分子接收机内。

例如，上述封装装置预先在上述分子发送机的附近放置分子胶囊，并将上述第一化学物质施加到上述分子发送机和上述分子胶囊，以在上述分子发送机的表面和上述分子胶囊的表面上暂时地形成孔，以允许上述信息分子从上述分子发送机逸出，并进入上述分子胶囊内。

上述第一化学物质可以是包含抗菌肽的溶液。