Sistema di routing CORONA per nanoreti di grafene nel sangue

Pubblicato il 1 Ottobre 2021 da Veronica Baker

Il modello di routing (CORONA) richiede la configurazione di nanonodi che sono posti in una posizione fissa, come un’ancora, per simulare la loro geolocalizzazione relativa, per mezzo della trigonometria e della semplice misurazione delle loro distanze.

“Veronica Baker“

Sistema di routing CORONA per nanoreti di grafene nel sangue

Proseguendo con l’indagine sulle reti di nanocomunicazione wireless interagenti con il corpo umano, il cui hardware è stato identificato nei campioni di sangue di persone vaccinate (Andersen, M. Identificazione di pattern nel sangue di persone “vaccinate” : punti quantici di grafene (GQD), Identificazione di pattern nel sangue di persone “vaccinate” : grafene cristallizzato !, Microrobot magnetici a nastro di idrogel ed identificazione dei modelli nel sangue delle persone “vaccinate”, 2021), così come il software di simulazione per la loro comunicazione  TS-OOK, è stato scoperto il sistema di routing per i pacchetti di dati, il cui nome “CORONA” (COordinate and ROuting System for NAnonetworks) non è certo ormai una sorpresa.

Il sistema di routing CORONA (Tsioliaridou, A .; Liaskos, C .; Ioannidis, S .; Pitsillides, A. 2015) è completato dal suo studio di efficienza energetica EECORONA (Bouchedjera, IA; Aliouat, Z.; Louail, L. 2020) e dallo studio della topologia delle nano-reti basata su cluster o gruppi di nanonodi emettitori, che richiede il routing distribuito DCCORONA (Bouchedjera, IA; Louail, L.; Aliouat, Z.; Harous, S. 2020).

Studi di riferimento

1.Bouchedjera, IA; Aliouat, Z.; Louail, L. (2020). EECORONA : Sistema di coordinate e di instradamento dell’efficienza energetica per le nanoreti = EECORONA : Energy Efficiency Coordinate and Routing System for Nanonetworks. En : International Symposium on Modelling and Implementation of Complex Systems. Cham. pp. 18-32. https://doi.org/10.1007/978-3-030-58861-8_2

2.Bouchedjera, IA; Louail, L.; Aliouat, Z.; Harous, S. (2020). DCCORONA : Sistema distribuito di coordinate e instradamento basato su cluster per nanoreti = DCCORONA : Distributed Cluster-based Coordinate and Routing System for Nanonetworks. En : 2020 11th IEEE Annual Ubiquitous Computing, Electronics & Mobile Communication Conference (UEMCON). IEEE. pp. 0939-0945. https://doi.org/10.1109/UEMCON51285.2020.9298084

3.Tsioliaridou, A.; Liaskos, C.; Ioannidis, S.; Pitsillides, A. (2015). CORONA : Un sistema di coordinate e routing per nanoreti = CORONA : A Coordinate and Routing system for Nanonetworks. En : Proceedings of the second annual international conference on nanoscale computing and communication. pp. 1-6.   https://doi.org/10.1145/2800795.2800809  | https://sci-hub.mksa.top/10.1145/2800795.2800809

Routing dei pacchetti di dati CORONA

Il lavoro di (Tsioliaridou, A .; Liaskos, C .; Ioannidis, S .; Pitsillides, A. 2015) su un sistema di coordinate e routing per nano-reti (CORONA) è fondamentale per comprendere la metodologia per la trasmissione dei dati tra nanodi, che sono stati presumibilmente installati nel corpo umano tramite i cosiddetti “vaccini”, dopo aver trovato prove della presenza di punti quantici di grafene GQD, di nano-antenne per la ricezione e la trasmissione di dati tramite frattali di grafene e microrobot magnetici a nastro di idrogel, nonché la topologia delle reti di nanocomunicazione wireless interagenti con il corpo umano in cui questi elementi sono identificati e abbinati.

Il modello di routing (CORONA) richiede la configurazione di nanonodi che sono posti in una posizione fissa, come un’ancora, per simulare la loro geolocalizzazione relativa, per mezzo della trigonometria e della semplice misurazione delle loro distanze.

Questo permette di indirizzare il flusso dei dati.
Nelle parole dei ricercatori infatti “il sistema può essere implementato dinamicamente in una nano-rete.
I nodi stabiliti come punti di ancoraggio fissi misurano le loro distanze l’uno dall’altro, nonché il numero di salti fino alla loro connessione.

Nella fase operativa, l’instradamento utilizza l’apposito sottoinsieme di ancoraggi, richiesti dal mittente del pacchetto, per trasmettere i dati.
Ciò richiede una configurazione minima e solo calcoli semplici, basati su numeri interi, che impongono requisiti limitati per un funzionamento affidabile.

Una volta implementato, funziona in modo efficiente, con conseguente ritrasmissione dei pacchetti e tasso di perdita di pacchetti molto bassi, promuovendo l’efficienza energetica e la multiplexità media“.

Questa spiegazione corrobora tutto quanto discusso nello studio sulle reti di nanocomunicazione wireless interagenti con il corpo umano, poiché le capacità di calcolo dei nanodi sono molto limitate, ed infatti in molti casi non tutti i nanodi (cioè i punti quantici di grafene GQD) hanno una posizione fissa (perchè ovviamente si trovano nel sistema circolatorio).

Quando uno di questi nanodi si trova su un tessuto corporeo, agisce come un’ancora, che serve a triangolare la posizione degli altri nanodi e delle altre ancore, facilitando la comunicazione e l’instradamento dei pacchetti di dati.

Il posizionamento di queste ancore favorisce la diversificazione dei segnali, in un processo chiamato multiplexing, che aumenta la capacità di trasmissione e che si adatta facilmente al software di simulazione delle nano-reti discusso in un post precedente.

Nell’introduzione del sistema CORONA, i ricercatori (Tsioliaridou, A .; Liaskos, C .; Ioannidis, S .; Pitsillides, A. 2015) sottolineano che l’obiettivo del loro metodo di routing è la comunicazione di nanomacchine, alludendo esplicitamente al grafene : “Le nanomacchine sono nodi completamente autonomi in grado di eseguire semplici operazioni e comunicare su brevi distanze.

Attualmente vengono introdotte antenne in miniatura a base di grafene (Akyildiz, IF; Jornet, JM 2010) che danno alle nanomacchine la capacità di raggiungere elevate velocità di trasmissione su distanze molto brevi quando si opera nello spettro operativo più promettente della banda Terahertz.

Queste reti dovrebbero essere ampiamente dispiegate in una varietà di campi, come la biomedicina, l’industria, l’ambiente e l’esercito“.

Ciò significa che le nanoantenne di grafene erano già note per essere utilizzate per questi scopi nel 2015, il che conferma ancora una volta i fatti e le prove dimostrate .

Una delle sfide affrontate dai ricercatori è stata quella di “mantenere la semplicità senza compromettere la connettività e la durata della nano-rete” progettando un modello di routing per “metamateriali definiti dal software (SDM) le cui proprietà elettromagnetiche sono programmabili, al fine di fornire l’indirizzamento e l’instradamento“.

Questa affermazione è fondamentale per capire che, oltre agli elementi già scoperti nei campioni di sangue delle persone “vaccinate”, altri possono essere trovati sotto forma di un transistor stampato in grafene 2D, pre-programmato per la nanocomunicazione, già citato nella topologia delle reti non gerarchiche, secondo lo schema di (Abadal, S .; Liaskos, C .; Tsioliaridou, A .; Ioannidis, S .; Pitsillides, A .; Solé-Pareta, J .; Cabellos-Aparicio, A. 2017 | Lee, SJ ; Jung, C.; Choi, K.; Kim, S. 2015).

Questa tecnologia è fondamentale, in quanto “genera proprietà elettromagnetiche stabili ed affidabili, mentre pone le basi per la sicurezza SDM ed i meccanismi di autorizzazione di accesso“.

Ciò denota che, come qualsiasi altra rete, è necessario lo sviluppo di protocolli di autenticazione e sicurezza per prevenire intrusioni e hacking. 

Tuttavia, paradossalmente, una delle rivelazioni più importanti di questa ricerca (Tsioliaridou, A.; Liaskos, C.; Ioannidis, S.; Pitsillides, A. 2015), non è il sistema di routing, ma l’hardware di elaborazione e calcolo, cioè la CPU.

Questo è espressamente dichiarato nel paragrafo successivo : “In un ambiente di nanonetworking estremamente ristretto, assumiamo una nano-CPU in grado di eseguire solo semplici calcoli di interi ed, inoltre, che non venga scambiata alcuna informazione sullo stato dell’intorno (nanodi vicini).

Fondamentalmente, un pacchetto di risposta viene distribuito utilizzando solo le informazioni sull’indirizzo del mittente/destinatario nel messaggio, impedendo la sua trasmissione alla rete.

Gli indirizzi sono composti da un insieme di quattro valori di attributi di localizzazione, che caratterizzano la gamma locale dell’area a cui appartiene il nodo specifico.
Secondo il processo di indirizzamento proposto, ogni nodo stabilisce localmente il proprio indirizzo, invece di essere preassegnato.
Nelle grandi nanogriglie, questo approccio dovrebbe ridurre significativamente il doloroso compito del targeting“.

Sembra ovvio che le nano-griglie installate nel corpo umano abbiano requisiti hardware di base.
Secondo la letteratura che era stata recensita finora, nel corso di queste indagini, si sapeva dell’esistenza di nano-antenne, nano- transistor, nano-ricevitori, nano-sensori, nuotatori, nanonastri di grafene, punti quantici di grafene, nano-router, ma non era stato trovato il riferimento esplicito alla CPU.

Questa è la prima volta che è stata trovata, legata a nano-reti con componenti di grafene, nel contesto del routing dei dati.

Questo fatto è di fondamentale rilevanza, poiché suggerisce che per operare sulle nano-grid sia necessaria una nano-CPU, che seppur limitata, sia in grado di articolare/sincronizzare i pacchetti di richiesta e risposta dei nanonodi nella loro comunicazione interna.

Pertanto, è prevista la presenza di nano-chip in grado di fungere da nano-CPU nel contenuto dei cosiddetti “vaccini”, la cui tecnologia attesa è di tipo (SDM).

Più avanti nella sezione a supporto delle tesi precedenti, vale la pena notare che il cosiddetto stato dell’arte dell’articolo di (Tsioliaridou, A.; Liaskos, C.; Ioannidis, S.; Pitsillides, A. 2015) conferma che il loro modello di routing preferito è “una comunicazione wireless basata su onde elettromagnetiche (EM)“, e che “la comunicazione elettromagnetica nella banda terahertz (0,1-10,0 THz) è l’approccio più promettente… per cui lo sviluppo di un’antenna su scala nanometrica, che mantenga la sua frequenza operativa in questo spettro operativo, ottenuto mediante l’utilizzo del nuovo straordinario materiale denominato grafene“, ipotizzando che “il raggio di comunicazione di un singolo nodo possa essere ulteriormente aumentato con l’utilizzo della finestra 0,1 – 0,54 THz“.

Oltre a tutto questo è anche confermato che il protocollo TS-OOK sia il più adatto per la nanocomunicazione elettromagnetica : i ricercatori infatti propongono ”un protocollo MAC basato su handshake (handshake), ovvero, PHLAME, oltre a RD TS-OOK ”, che conferma ancora una volta la presenza di protocolli di controllo di accesso MAC (Jornet, JM; Pujol, JC; Pareta, JS 2012).
Quindi ancora una volta è stato confermato il fenomeno di rilevazione degli indirizzi MAC dei cosiddetti “vaccinati”, localizzati via Bluetooth, tramite telefoni cellulari.

Successivamente, il modello CORONA è stato completato con uno schema di routing multi-hop basato su un cluster distribuito rinominato DCCORONA (Bouchedjera, IA; Louail, L.; Aliouat, Z.; Harous, S. 2020) “con self-addressing per dense nano-reti omogenee.

In generale, tutti gli schemi di routing basati su cluster esistenti nelle reti o nano-reti tradizionali hanno le stesse fasi principali : i) creazione di cluster e ii) mantenimento dei cluster“.

Questo semplifica ulteriormente la comunicazione, rendendola più efficiente e veloce, poiché i pacchetti possono essere trasmessi ad ancoraggi più distanti, evitando passaggi intermedi.
Nello specifico, viene trasmesso a uno degli anchor definiti nel cluster.

Un nuovo elemento, la nano-CPU/nano-oscillatori

Lo sviluppo dei nano-transistor in grafene è noto, soprattutto grazie alle particolari proprietà elettromagnetiche, già analizzate nello studio riguardante la spintronica del grafene ed ampiamente documentato scientificamente, vedi (Tredicucci, A .; Vitiello, MS; Polini, M .; Pellegrini, V. 2014 | Murphy, TE; Jadidi, MM; Mittendorff, M .; Sushkov, AB; Drew, HD; Fuhrer, MS 2018).

Questi fatti, insieme alla nuova prospettiva offerta dagli articoli sulle nano-reti, sembrano indicare già ora l’esistenza di chip nano-CPU (SDM), basati sul grafene, per sincronizzare le comunicazioni dei nano-nodi nella rete.

Uno dei tratti più caratteristici delle CPU, anche su scala nanometrica, è la loro frequenza di clock, misurata in Hz, che sono cicli o oscillazioni al secondo.

Pertanto, si potrebbe sostenere che una nano-CPU richiederebbe almeno un oscillatore in grado di impostare il modello, il ritmo o la sincronia della nano-rete, in base alla frequenza della sua oscillazione.

Questo è quanto emerge analizzando l’articolo di (Guerriero, E.; Polloni, L.; Bianchi, M.; Behnam, A.; Carrion, E.; Rizzi, LG; Sordan, R. 2013) sugli oscillatori ad anello di grafene integrati, la cui velocità raggiunge 1,28GHz operando a temperatura ambiente.

Anche se l’oscillatore prototipo è fuori scala nel contesto della nano-rete, rappresenta un modello che può essere replicato a scale inferiori, data la sua semplicità, vedi figura 5.

La miniaturizzazione dei transistor e degli oscillatori al grafene è stata da allora una costante, come è stato evidenziato in alcune pubblicazioni scientifiche molto interessanti, come quella di (Neumaier, D.; Zirath, H. 2015) commissionata dalla “Graphene Flagship Work Package”, nell’editoriale della rivista “Materiali 2D” dal titolo “Transistors al grafene ad alta frequenza : può una bellezza diventare una fonte di guadagno ?”, dove è stato espressamente citato che “in ogni caso, è della massima importanza che lo strato di grafene sia uniforme sotto il transistor, che è tipicamente lungo da 10 a 100 nm e largo pochi μm”.

Infatti, in seguito (Xu, K.; Chen, D.; Yang, F.; Wang, Z.; Yin, L.; Wang, F.; He, J. 2017) hanno presentato modelli di architettura sub-10 nanometri per transistor ad effetto campo realizzati in materiale 2D, compreso il grafene, applicando tecniche di miniaturizzazione.

Un altro esempio di scaling è di (Patel, K.A.; Grady, R.W.; Smithe, K.K.; Pop, E.; Sordan, R. 2019) il cui lavoro sui nano-transistor con nanotubi di carbonio, raggiunge una dimensione di 22 – 60nm.

Misure simili si trovano per oscillatori CMOS grafene-Si di (Gilardi, C.; Pedrinazzi, P.; Patel, K.A.; Anzi, L.; Luo, B.; Booth, T.J.; Sordan, R. 2019).

La maggior parte degli studi sui nano-transistor e gli oscillatori ad anello usano grafene o nanotubi di carbonio (grafene), il che potrebbe dare qualche indizio sul loro reale aspetto al microscopio, con una forma regolare (simile a quella della figura 5) o una trama di filamenti.

D’altra parte, l’idea della presenza di nano-oscillatori, nano-CPU o nano-transistor è compatibile con la sintonizzazione delle frequenze delle microonde, come si può verificare nel lavoro di (Bhoomeeswaran, H.; Sabareesan, P . 2021).

Nano-oscillatori in vivo

Uno dei pochi riferimenti che affrontano l’interazione in-vivo dei nano-oscillatori in un sistema biologico è la tesi di dottorato di  (Ramaswamy, B. 2016) relativa alla somministrazione di farmaci attraverso nanocarrier diretti dall’elettromagnetismo.

Il capitolo 5 dimostra la capacità dei nano-oscillatori di neurostimolare i neuroni dei gamberi attraverso le microonde.

Nelle parole dell’autore “tale capacità di attivare nano-oscillatori utilizzando segnali bioelettrici ha un potenziale nelle applicazioni di biosensori in vivo nel cervello, nel cuore e in altre applicazioni elettrofisiologiche“.

Il che implica la capacità di agire come pacemaker nel cuore, o di servire come trattamento nelle malattie neurodegenerative o nei disturbi psicologici e psichiatrici.

Tornando all’esperimento di (Ramaswamy, B. 2016), è stato impiegato un “nano-oscillatore di coppia a trasferimento di spin da 0,85 GHz per un campo magnetico esterno in-plane da 0,1 T”.

I neuroni del gambero sono stati stimolati a 5Hz, osservando come risposta le correnti neuronali, verificando così il rapporto causa-effetto. 

Inoltre si afferma che ”utilizzando un campo magnetico esterno appropriato, i nano-oscillatori possono essere utilizzati per rettificare selettivamente una frequenza specifica che di solito è la frequenza operativa in quel campo.

Tale modalità di funzionamento può essere utilizzata per potenziali applicazioni nella raccolta di energia wireless e per la stimolazione elettrica wireless di cellule come i neuroni “.

Bibliografia