納米機器人：於細微處見神奇

新聞中心-中國網 news.china.com.cn　　時間： 2012-02-13　　

　　

　　

納米機器人構造

(示意圖)

　　納米機器人是根據分子水平的生物學原理為設計原型，設計製造可對納米空間進行操作的「功能分子器件」，也稱分子機器人；而納米機器人的研發已成為當今科技的前沿熱點。

　　目前，不少國家紛紛制定相關戰略或者計劃，投入巨資搶佔納米機器人這種新科技的戰略高地。《機器人時代》月刊日前指出：納米機器人潛在用途十分廣泛，其中特別重要的就是應用於醫療和軍事領域。

　　

　　

　納米蜘蛛機器人複製出了另一個機器人，繼而被染成綠色，並朝紅色目標移動（效果圖）

　　醫用納米機器人

　　在美國科幻大片《驚異大奇航》中，科學家把變小的人和飛船注射進人體，讓這些縮小的「參觀者」直接觀看到人體各個器官的組織和運行情況。然而在現實中，科學家根據分子病理學的原理已經研製出各種各樣的可以進入人體的納米機器人，有望用於維護人體 健康。

　　醫用納米機器人目前還處在試驗階段，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，納米機器人將會帶來一場醫學革命。

　　許多工程師、科學家和醫生都認為，醫用納米機器人有著無限的潛力——而其中最有可能的包括：治療動脈粥樣硬化、抗癌、去除血塊、清潔傷口、幫助凝血、祛除寄生蟲、治療痛風、粉碎腎結石、人工授精以及激活細胞能量，使人不僅保持健康，而且延長壽命。

　　

　　

納米機器人(藝術圖)

　　2010年5月，美國哥倫比亞大學的科學家成功研製出一種由脫氧核糖核酸(DNA)分子構成的納米蜘蛛機器人，它們能夠跟隨DNA的運行軌跡自由地行走、移動、轉向以及停止，並且它們能夠自由地在二維物體的表面行走。這種納米蜘蛛機器人只有4納米長(一納米為一米的十億分之一)，比人類頭髮直徑的十萬分之一還小。

　　雖然之前的納米機器人也實現了行走功能，但不會超過3步。而納米蜘蛛機器人卻能行進100納米距離，相當於50步。科學家通過編程，讓其能夠沿著特定的軌道運動；這一進展的強大之處在於：一旦被編程，納米蜘蛛機器人就能夠自動完成任務，而不需要人為介入。他們認為：納米蜘蛛機器人可以用於醫療事業，以幫助人類識別並殺死癌細胞以達到治療癌症的目的，還可以幫助人們完成外科手術，清理動脈血管垃圾等

　　

　　

圖中描述的是納米機器人正在尋找入侵的病毒

　　科學家已經研發出這種機器人的生產線。隨著這種機器人的問世，科學家在朝著打造可在血管中穿行，用於殺死癌細胞的先進裝置的道路上又向前邁進一大步。

　　以色列科學家目前正在研製一種微型納米機器人，它可以在人體內「巡邏」，在鎖定病灶后自動釋放所攜帶的藥物。這種技術的原理是：在編程過程中將某種特定疾病定義為「是」狀態。「巡邏」過程中，機器人可執行一系列計算，檢查所在位置處信使核糖核酸(mRNA)上的疾病指標。如果某種特定疾病的所有指標都滿足，機器人這時會做出應該釋放藥物的判斷。如果檢測到的指標並不充分，它最後會位於「否」的狀態。

　　科學家對這種機器人進行了不斷的改進，並取得了突破性的進展，它現在可以從多種渠道來檢測疾病指標，例如mRNA、微核糖核酸(miRNA)、蛋白質以及多種小分子。

　　科學家的目標是：在未來創造大量這種納米機器人，讓它們自動且不間斷地在身體內巡邏，尋找各種疾病信號。由於可以從多種渠道直接探測疾病指標，所以診斷更為精確。

　　在經過更多更好的計算以後，這種機器人還可以向發現疾病的位置釋放第一輪預防性藥物，作為防止傳染的第一道防線。雖然在現實中該技術離我們還有些遙遠，但其隨時警惕身體健康狀態的設想仍非常誘人。

　　

　　

圖中描述的是一個納米機器人在清理血管中的有害堆積物

　　軍用納米機器人

　　進入21世紀，科技發展如火如荼，軍事變革風起雲湧。站在歷史新起點上審視，到底什麼科技能夠像核武器一樣，對未來軍事產生革命性的影響？近來國外軍事 專家紛紛預言：納米機器人離我們的戰場並不遙遠,它們在世界範圍不僅將引領一場真正意義的戰爭革命,並將同時推進作戰理念、作戰方法的根本改變。

　　目前，各主要軍事大國正在積極進行軍用納米機器人的研發，並已成功研製出數十種納米機器人用的元器件；納米機器人部隊將在一些實驗室或生產在線整裝待發。

　　納米機器人是如何消滅或使敵有生力量喪失戰鬥力的呢？首先，將納米機器人應用到傳統的武器技術裝備中去，通過改善其製造材料、製作工藝、指控系統、制導系統、運輸和儲存方式，提高傳統武器技術裝備的戰術技術性能，加強傳統作戰手段的殺傷效能；其次，開發新的人體作戰手段和作戰方式，比如研發出能堵住人臉、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，對現有的化學和生物體進行改造或研發出新型的化學或生物體，並將其注入到人造或雜交的昆蟲體內，通過昆蟲將這些帶有殺傷性的化學或生物體傳播到敵國軍民的身體之中；最後，納米機器人在進入敵人身體后，可通過自我複製或自我繁殖的方法迅速在敵方陣營中擴散。

　　

　　

圖中描述的是一個納米機器人正在進入紅細胞

　　　有關專家認為：軍用納米機器人可以充當偵察工具，如「智能沙粒」或者「智能塵埃」。這些工具具有電子鼻的功能，只有沙粒那麼大，可以分析周圍環境、識別化學構成、向監督系統彙報。最終的偵察報告是非常全面的，將成千上萬個電子鼻的數據進行梳理，每個納米電子鼻的偵察範圍只有1米，但是眾多的電子鼻覆蓋在有限的區域中，這些納米點具有很高的偵察精度。

　　如果「智能沙粒」組成的網路中有各種不同的感測器，監督計算器可以使用數據融合對遙遠的戰場或山中道路形成更加複雜、更加精確的實時偵察圖像，敵人卻全然不知，當地居民的風險也很小。

　　美國國防部先進研究項目局（DARPA）與工業部門正在研製一種會飛的軍用納米機器人。這種納米機器人只有昆蟲大小或鳥類大小；它不容易被發現，具有致命性，廉價，可以快速反應，可以持續作戰，機動性好。他們計劃在2015年之前製造出鳥類大小的可以偵察大規模殺傷武器的納米機器人，在2030年之前製造出昆蟲大小的可以偵察大規模殺傷武器的納米機器人。

　　順帶一提的是：受DARPA的委託，AV公司於2011年7月研製出一種用於偵察的納米蜂鳥機器人，它裝配不少納米級元器件；這款機器人被《時代》周刊評為2011年度五十項最佳發明之一。

　　

　　

在二維物體表面行走的納米蜘蛛機器人(藝術圖)

　　每一種新科技的出現，似乎都包涵著無限可能。用不了多久，個頭只有分子大小的神奇納米機器人將源源不斷地進入人類的日常生活。 中國著名學者周海中教授在1990年發表的《論機器人》一文中就預言：到21世紀中葉，納米機器人將徹底改變人類的勞動和生活方式。

　　最後值得一提的是：未來學家認為，到了21世紀下半葉，將人同計算機絕對而清楚地區分開來將變得毫無意義。一方面，人類將擁有經過納米機器人技術大大擴展了的生物大腦；另一方面，人們將擁有純粹的非生物大腦，後者是功能大大增強了的人類大腦的複製品。毫無疑問，有了經過功能改善的大腦，我們將創造出無數與納米機器人技術融合的更新的技術。屆時，人類將進入一個新天地，成為地道的「新人類」。(章文)