Algısal kaydırmalı anahtarlama: Koku tabanlı moleküler haberleşme için yeni bir modülasyon tekniği

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.