<link rel="stylesheet" href="styles.f3b1fba60ec7970c.css">

Publication:
Perceptual shift keying : a novel modulation technique for odor-based molecular communication

Loading...
Thumbnail Image

Departments

School / College / Institute

Item type:Organizational Unit,

Program

Electrical and Electronics Engineering

Organization Authors

Co-Authors

Author

item.page.yoktezid

974220

Approval Date

Date

Language

eng

Embargo Status

No

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Alternative Title

Abstract

Abstract: Odor-based molecular communication (OMC) has emerged as an innovative paradigm with substantial potential across diverse application domains. This thesis introduces Odor Perceptual Shift Keying (OPSK), a novel modulation technique that encodes information by strategically shifting perceptual dimensions of odor molecules, such as pleasantness, intensity, and edibility. OPSK's effectiveness is theoretically demonstrated through comprehensive analyses of system parameters, yielding promising results in terms of bit error rate and symbol rate across distances ranging from millimeters to kilometers. To bridge theoretical advancements with practical realization, the development of a macro-scale experimental OMC end-to-end testbed was contributed to, facilitating odor transmission using Arduino-controlled odor reservoirs, air compressors, and precise airflow management within plexiglass channels, along with sensor-based detection at the receiver using a Bosch BME688 Development Kit. Furthermore, to illustrate potential practical applications, interplant communication was explored, demonstrating how plants interact through molecular signals and symbiotic relationships with mycorrhizal fungi. A novel architecture leveraging these natural interactions for energy harvesting via glucose extraction was proposed and validated through comprehensive analyses. Collectively, these contributions establish OPSK as a viable and versatile molecular communication method, significantly expanding the applicability of OMC systems in both engineered and natural contexts.
Özet: Koku tabanlı moleküler iletişim (Odor-Based Molecular Communication, OMC), çeşitli uygulama alanlarında önemli bir potansiyel taşıyan yenilikçi bir paradigma olarak ortaya çıkmıştır. Bu tez, koku moleküllerinin hoşluk, yoğunluk ve yenilebilirlik gibi algısal boyutlarını değiştirerek bilgi kodlayan, yeni bir modülasyon tekniği olan Koku Algısal Kaydırmalı Anahtarlamayı (Odor Perceptual Shift Keying, OPSK) tanıtmaktadır. OPSK'nin etkinliği, sistem parametreleri üzerine yapılan kapsamlı analizler aracılığıyla teorik olarak gösterilmiş, bit hata oranı ve sembol oranı açısından milimetreden kilometrelerce mesafeye kadar umut verici sonuçlar elde edilmiştir. Teorik ilerlemeler ile pratik uygulamalar arasında köprü kurmak amacıyla, makro ölçekte uçtan uca bir deneysel OMC test düzeneğinin geliştirilmiştir. Bu test düzeneği, Arduino kontrollü koku rezervuarları, hava kompresörleri ve pleksiglas kanallar içinde hassas hava akışı yönetimi kullanılarak koku iletimine, alıcıda ise Bosch BME688 Geliştirme Kiti aracılığıyla sensör tabanlı algılamaya imkân tanımaktadır. Ayrıca, potansiyel uygulamaları göstermek amacıyla, bitkiler arası iletişim konusu incelenmiş ve bitkilerin moleküler sinyaller ve mikoriza mantarlarıyla kurdukları simbiyotik ilişkiler yoluyla nasıl etkileşimde bulundukları ortaya konmuştur. Bu doğal etkileşimleri kullanarak glikoz ekstraksiyonu yoluyla enerji elde etmeye yönelik özgün bir mimari önerilmiş ve kapsamlı analizlerle doğrulanmıştır. Bütün bu katkılar, OPSK tekniğini uygulanabilir ve çok yönlü bir moleküler iletişim yöntemi olarak konumlandırmakta, OMC sistemlerinin hem mühendislik hem de doğal bağlamlarda kullanım alanını önemli ölçüde genişletmektedir.

Source

Publisher

Koç University

Citation

item.page.haspartof

Source

item.page.ispartofseries

item.page.edition

DOI

item.page.datauri

item.page.link

Rights

restrictedAccess

Copyrights Note

© All Rights Reserved. Accessible to Koç University Affiliated Users Only!

Rights and licensing

restrictedAccess
© All Rights Reserved. Accessible to Koç University Affiliated Users Only!

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By

Related Patent

Related Goal

Google Scholar
Scholar'da Ara ↗
0
Görüntülenme
0
İndirme
Bu yayında DOI yok — Altmetric/Dimensions/PlumX/BIP! rozetleri DOI gerektirir.