納米機(jī)器人的原理及三大領(lǐng)域的應(yīng)用詳解

納米機(jī)器人

納米機(jī)器人是根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計(jì)原型，設(shè)計(jì)制造可對(duì)納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”，也稱分子機(jī)器人；而納米機(jī)器人的研發(fā)已成為當(dāng)今科技的前沿?zé)狳c(diǎn)。

納米蜘蛛機(jī)器人

2010年5月，美國哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家成功研制出一種由脫氧核糖核酸(DNA)分子構(gòu)成的納米蜘蛛機(jī)器人，它們能夠跟隨DNA的運(yùn)行軌跡自由地行走、移動(dòng)、轉(zhuǎn)向以及停止，并且它們能夠自由地在二維物體的表面行走。這種納米蜘蛛機(jī)器人只有4納米長(一納米為一米的十億分之一)，比人類頭發(fā)直徑的十萬分之一還小。雖然之前的納米機(jī)器人也實(shí)現(xiàn)了行走功能，但不會(huì)超過3步。而納米蜘蛛機(jī)器人卻能行進(jìn)100納米距離，相當(dāng)于50步?？茖W(xué)家通過編程，讓其能夠沿著特定的軌道運(yùn)動(dòng)；這一進(jìn)展的強(qiáng)大之處在于：一旦被編程，納米蜘蛛機(jī)器人就能夠自動(dòng)完成任務(wù)，而不需要人為介入。他們認(rèn)為：納米蜘蛛機(jī)器人可以用于醫(yī)療事業(yè)，以幫助人類識(shí)別并殺死癌細(xì)胞以達(dá)到治療癌癥的目的，還可以幫助人們完成外科手術(shù)，清理動(dòng)脈血管垃圾等。

神

納米蜘蛛機(jī)器人復(fù)制出了另一個(gè)機(jī)器人，繼而被染成綠色，并朝紅色目標(biāo)移動(dòng)（效果圖）

醫(yī)用納米機(jī)器人

以色列科學(xué)家目前正在研制一種微型納米機(jī)器人，它可以在人體內(nèi)“巡邏”，在鎖定病灶后自動(dòng)釋放所攜帶的藥物。這種技術(shù)的原理是：在編程過程中將某種特定疾病定義為“是”狀態(tài)?！把策墶边^程中，機(jī)器人可執(zhí)行一系列計(jì)算，檢查所在位置處信使核糖核酸(mRNA)上的疾病指標(biāo)。如果某種特定疾病的所有指標(biāo)都滿足，機(jī)器人這時(shí)會(huì)做出應(yīng)該釋放藥物的判斷。如果檢測到的指標(biāo)并不充分，它最后會(huì)位于“否”的狀態(tài)。

科學(xué)家對(duì)這種機(jī)器人進(jìn)行了不斷的改進(jìn)，并取得了突破性的進(jìn)展，它現(xiàn)在可以從多種渠道來檢測疾病指標(biāo)，例如mRNA、微核糖核酸(miRNA)、蛋白質(zhì)以及多種小分子。

醫(yī)用納米機(jī)器人目前還處在試驗(yàn)階段，大到長幾毫米，小到直徑幾微米；但可以肯定的是，未來幾年內(nèi)，納米機(jī)器人將會(huì)帶來一場醫(yī)學(xué)革命。

許多工程師、科學(xué)家和醫(yī)生都認(rèn)為，醫(yī)用納米機(jī)器人有著無限的潛力——而其中最有可能的包括：治療動(dòng)脈粥樣硬化、抗癌、去除血塊、清潔傷口、幫助凝血、祛除寄生蟲、治療痛風(fēng)、粉碎腎結(jié)石、人工授精以及激活細(xì)胞能量，使人不僅保持健康，而且延長壽命。

科學(xué)家的目標(biāo)是：在未來創(chuàng)造大量這種納米機(jī)器人，讓它們自動(dòng)且不間斷地在身體內(nèi)巡邏，尋找各種疾病信號(hào)。由于可以從多種渠道直接探測疾病指標(biāo)，所以診斷更為精確。

圖中描述的是納米機(jī)器人正在尋找入侵的病毒

圖中描述的是一個(gè)納米機(jī)器人在清理血管中的有害堆積物

軍用納米機(jī)器人

進(jìn)入21世紀(jì)，科技發(fā)展如火如荼，軍事變革風(fēng)起云涌。站在歷史新起點(diǎn)上審視，到底什么科技能夠像核武器一樣，對(duì)未來軍事產(chǎn)生革命性的影響？近來國外軍事專家紛紛預(yù)言：納米機(jī)器人離我們的戰(zhàn)場并不遙遠(yuǎn),它們?cè)谑澜绶秶粌H將引領(lǐng)一場真正意義的戰(zhàn)爭革命,并將同時(shí)推進(jìn)作戰(zhàn)理念、作戰(zhàn)方法的根本改變。

目前，各主要軍事大國正在積極進(jìn)行軍用納米機(jī)器人的研發(fā)，并已成功研制出數(shù)十種納米機(jī)器人用的元器件；納米機(jī)器人部隊(duì)將在一些實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)在線整裝待發(fā)。

納米機(jī)器人是如何消滅或使敵有生力量喪失戰(zhàn)斗力的呢？首先，將納米機(jī)器人應(yīng)用到傳統(tǒng)的武器技術(shù)裝備中去，通過改善其制造材料、制作工藝、指控系統(tǒng)、制導(dǎo)系統(tǒng)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存方式，提高傳統(tǒng)武器技術(shù)裝備的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能，加強(qiáng)傳統(tǒng)作戰(zhàn)手段的殺傷效能；其次，開發(fā)新的人體作戰(zhàn)手段和作戰(zhàn)方式，比如研發(fā)出能堵住人臉、鼻、口、眼的納米微型組件，或能粘住手、腳的納米微型組件等等；再次，對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)和生物體進(jìn)行改造或研發(fā)出新型的化學(xué)或生物體，并將其注入到人造或雜交的昆蟲體內(nèi)，通過昆蟲將這些帶有殺傷性的化學(xué)或生物體傳播到敵國軍民的身體之中；最后，納米機(jī)器人在進(jìn)入敵人身體后，可通過自我復(fù)制或自我繁殖的方法迅速在敵方陣營中擴(kuò)散。

納米機(jī)器人

每一種新科技的出現(xiàn)，似乎都包涵著無限可能。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。中國著名學(xué)者周海中教授在1990年發(fā)表的《論機(jī)器人》一文中就預(yù)言：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。最后值得一提的是：未來學(xué)家認(rèn)為，到了21世紀(jì)下半葉，將人同計(jì)算機(jī)絕對(duì)而清楚地區(qū)分開來將變得毫無意義。一方面，人類將擁有經(jīng)過納米機(jī)器人技術(shù)大大擴(kuò)展了的生物大腦；另一方面，人們將擁有純粹的非生物大腦，后者是功能大大增強(qiáng)了的人類大腦的復(fù)制品。毫無疑問，有了經(jīng)過功能改善的大腦，我們將創(chuàng)造出無數(shù)與納米機(jī)器人技術(shù)融合的更新的技術(shù)。屆時(shí)，人類將進(jìn)入一個(gè)新天地，成為地道的“新人類”。

奇

在二維物體表面行走的納米蜘蛛機(jī)器人(藝術(shù)圖)

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