納米機器人發(fā)展歷史已久!納米機器人與人體健康有何關(guān)系?

以下內(nèi)容中，小編將對機器人" target="_blank">納米機器人的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對納米機器人的了解，和小編一起來看看吧。

一、納米機器人發(fā)展歷史

早在1959年率先提出納米技術(shù)的設(shè)想是諾貝爾獎得主、理論物理學(xué)家理查德-費曼，他提出利用微型機器人進(jìn)行治病的想法。理查德-費曼在一次題目為《在物質(zhì)底層有大量的空間》的演講中提出：人類將來有可能建造一種分子大小的微型機器，以分子甚至單個的原子作為部件在非常細(xì)小的空間構(gòu)建物質(zhì)，這意味著人類可以在最底層空間制造任何東西。

隨著技術(shù)的發(fā)展，理查德-費曼的想法正在逐漸被實現(xiàn)。1981年，格爾德-賓寧(G.Binnig)及海因里希-羅雷爾(H.Rohrer)在IBM位于蘇黎世的實驗室發(fā)明了掃描隧道顯微鏡(ScanningTunnelingMicroscope,STM)，隨后，G.Binning等人又在STM的基礎(chǔ)上發(fā)明了原子力顯微鏡(Atomicforcemicroscope,AFM)。從此，人類能夠觀察單個原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關(guān)的物化性質(zhì)，還可以在低溫下(4K)利用探針精確操縱原子，它們既是納米科技的重要測量工具又是加工工具。自此，人類開始進(jìn)入納米時代，納米機器人的概念也就應(yīng)運而生。

所謂納米機器人，是根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計原型，設(shè)計制造可對納米空間進(jìn)行操作的"功能分子器件" 。從技術(shù)層面講，納米機器人分為兩類：一類是體積為納米級的納米機器人，一類是用于納米級操作的裝置。限于技術(shù)水平，并沒有真正意義上的納米級體積、可控的納米機器人，而用于納米級操作的裝置，只要求裝置的末端操作尺寸微小精確即可，并不要求裝置本身的尺寸是納米級的，與常規(guī)機器人類似，因此發(fā)展較快，比如STM和AFM。

二、納米機器人與人體健康

在人體中只有43%的細(xì)胞是人體細(xì)胞，而其他細(xì)胞都是極其微小的“殖民者”，這些細(xì)胞包括數(shù)以萬億計的細(xì)菌、病毒、霉菌以及古生菌。這也給納米機器人提供了一個廣闊的用武之地。顯然，在這些除了人體細(xì)胞之外的微生物中，再添加數(shù)百萬個納米機器人并不是一件不可能實現(xiàn)的事情，更何況納米機器人還能夠改善我們的生活和健康狀況。

其中，一個科學(xué)家們已經(jīng)在跟進(jìn)的研究是，把大量納米機器人放進(jìn)人類的血液里。美國物理學(xué)家羅伯特·弗雷塔斯就是這項研究的最重要的前瞻人物和倡導(dǎo)者之一。弗雷塔斯認(rèn)為，老年化是一種可治愈的疾病，而通過納米機器人，或許很快就能治愈衰老：“雖然我們今天還不能制造這樣的微型機器人，但到 21 世紀(jì)20年代或許可以造出來。”

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已經(jīng)給出了明確的結(jié)論，衰老是由于 “基因組不穩(wěn)定、端粒損耗、表觀遺傳改變、蛋白質(zhì)抑制失調(diào)、營養(yǎng)素感應(yīng)失調(diào)、線粒體功能障礙細(xì)胞衰老、千細(xì)胞耗盡、細(xì)胞間通信變化” 等引發(fā)的人體大分子、細(xì)胞和組織的積累性損傷。按照弗雷塔斯的說法，所有這些損傷都可以用納米機器人修復(fù)。

納米機器人將能夠穿越血液，然后進(jìn)入或接近細(xì)胞，執(zhí)行各項任務(wù)，如清除毒素，清掃細(xì)胞碎片，糾正DNA 錯誤，修復(fù)和恢復(fù)細(xì)胞膜，逆轉(zhuǎn)動脈粥樣硬化，調(diào)節(jié)激素、神經(jīng)遞質(zhì)和其他代謝物的水平，以及其他許多任務(wù)。

另外，在未來，納米機器人或許還能夠掃描大腦，包括用來研究大腦的功能，實現(xiàn)對大腦的逆向工程，制造廣義人工智能，最終再把人類的思維上傳到計算機中?！镀纥c臨近》的作者庫茲韋爾就在書里這樣展望：數(shù)十億個納米機器人可以穿過大腦中的每一根毛細(xì)血管，近距離掃描每個相關(guān)的神經(jīng)特征。納米機器人還將使用高速無線通信彼此聯(lián)絡(luò)，并與計算機相連接，根據(jù)掃描數(shù)據(jù)編制數(shù)據(jù)庫。

不過，就當(dāng)前來說，一項更加貼近現(xiàn)實的納米機器人應(yīng)用，則是利用納米機器人來擺脫癌癥。亞利桑那州立大學(xué)的科學(xué)家就采用“DNA折紙術(shù)”設(shè)計了一隊納米機器人來尋找和消滅癌癥腫瘤，同時確保健康細(xì)胞不受損傷。這些納米機器人通過瞄準(zhǔn)腫瘤的血液供應(yīng)、阻斷血液的流動來發(fā)揮作用。因為所有的腫瘤都需要血液才能夠存活下來，因此，這項技術(shù)也具有治療多種不同癌癥的潛力。

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