納米機(jī)器人在未來或可用于各類場(chǎng)景
日前,美國賓夕法尼亞州立大學(xué)科學(xué)家研制出一種新型的納米機(jī)器人。這種機(jī)器人可控制參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和癌癥轉(zhuǎn)移的特定蛋白質(zhì)的功能,為構(gòu)建用于癌癥和其他疾病的復(fù)雜設(shè)備鋪平了道路??茖W(xué)界認(rèn)為,它將來不僅可用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域而且可用于其他領(lǐng)域。
醫(yī)用納米機(jī)器人藝術(shù)圖(圖片源自網(wǎng)絡(luò))
納米是長(zhǎng)度單位,1納米只有1米的十億分之一。1納米中只能排三四個(gè)原子,比單個(gè)細(xì)菌、紅血球和病毒的長(zhǎng)度還要小得多。如果我們做成一個(gè)直徑只有1納米的小球,將其放在一個(gè)乒乓球上,從比例上看,就相當(dāng)于把1個(gè)乒乓球放在地球上。
納米技術(shù)的概念最早是由美國物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主理查德•費(fèi)曼教授提出的。他于1959年12月發(fā)表了名為“底部充足的空間”的演講,創(chuàng)造性地提出了“整本的百科全書寫在針頭上”的設(shè)想,成為了后來納米技術(shù)最早的科學(xué)預(yù)測(cè)。有了納米技術(shù),我們就能夠從分子水平上認(rèn)識(shí)世界,改善人類的整個(gè)生命系統(tǒng)。
納米技術(shù)自發(fā)明以來,已經(jīng)在醫(yī)學(xué)的多個(gè)方面得到應(yīng)用。目前,科學(xué)家通過精心設(shè)計(jì),已成功將微納米機(jī)器人應(yīng)用于生物探測(cè)、智能載藥、藥物釋放、血栓清除、祛除寄生蟲、殺死腫瘤細(xì)胞、激活細(xì)胞能量、實(shí)現(xiàn)光熱治療等多個(gè)方面。
納米機(jī)器人(也稱“細(xì)胞機(jī)器人”或“DNA機(jī)器人”)的研制屬于分子仿生學(xué)范疇,它根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理設(shè)計(jì)制造,并在納米空間控制、操作。納米機(jī)器人將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用,尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,它可以精準(zhǔn)殺滅病毒、疏通血管、清除動(dòng)脈內(nèi)的脂肪沉積、清潔傷口等。
前不久,中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心的科學(xué)家研制出一種新型的納米機(jī)器人;他們?cè)诩?xì)胞和活體水平分別進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果顯示這種機(jī)器人能夠在血液中運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)腫瘤,并且遞送一種導(dǎo)致血液凝結(jié)的蛋白,從而導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。這對(duì)于很多癌癥都有良好的潛在治療作用,應(yīng)用前景十分廣泛。
以色列科學(xué)家最近研制出一種微型納米機(jī)器人,它可以在人體內(nèi)“巡邏”,鎖定病灶后可以自動(dòng)釋放所攜帶的藥物。當(dāng)你感冒時(shí),醫(yī)生不用給你打針開藥,而是將納米機(jī)器人植入你的體內(nèi)。這種機(jī)器人可以在人體內(nèi)探測(cè)感冒病毒的源頭,并直接在患處釋放藥物并殺滅病毒。
關(guān)于納米機(jī)器人的研制目前還停留在第一階段,即單純的生物和機(jī)械結(jié)合體,它更多是指向在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行疾病治療的納米機(jī)器人。在第二階段,納米機(jī)器人可以直接由原子或分子裝配成具有某種特定功能的裝置,并完成復(fù)雜的納米級(jí)任務(wù)。在第三階段,納米機(jī)器人則是人工智能與納米器械的結(jié)合。
值得一提的是,為實(shí)現(xiàn)納米機(jī)器人的各種潛在應(yīng)用,納米機(jī)器人目前至少要突破兩個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)——納米操控和智能化。其中納米操控是指在微米或者納米尺度上,對(duì)一個(gè)微小的物體進(jìn)行精密的操控;而智能化則是納米機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用中的重要一環(huán),旨在利用經(jīng)人工智能強(qiáng)化的自動(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行探索和決策。
納米機(jī)器人除了在醫(yī)學(xué)應(yīng)用外,在其他領(lǐng)域也有著潛在的應(yīng)用場(chǎng)景。因此有關(guān)專家指出,用不了多久,個(gè)頭只有分子大小的神奇納米機(jī)器人將源源不斷地進(jìn)入人類的日常生活。中國科學(xué)家、未來學(xué)家周海中教授在1990年發(fā)表的經(jīng)典論文《論機(jī)器人》中甚至指出,到21世紀(jì)中葉,納米機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟惖膭趧?dòng)和生活方式。

























