小型机器人纳米机器人( 二 )

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纳米机器人结构示意图25年内，纳米技术学家期望实现这些存在于科学陈列室中的想法，创造出真实的、可以工作的纳米机器。这些纳米机器有微小的“手指”可以精巧地处理各种分子；有微小的“电脑”来指挥“手指”如何操作。“手指”可能由碳纳米管制造，它的强度是钢的100倍，细度是头髮丝的五万分之一。“电脑”可能由碳纳米管制造，这些碳纳米管既能做电晶体又能做连线它们的导线。“电脑”也可能由DNA製造，用适当的软体和足够的灵巧性进行武装的纳米机器人可以构建任何物质。纳米机器人执行任何任务，包括自身複製，都必须动用大量的纳米机器。血液里可能存在数以百万计的纳米机器人；在每一个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人，要製造一辆汽车可能要调动数以100亿亿计的纳米机器人同时工作。然而，没有一个生产线能生产如此巨大数量的纳米机器人。但是，纳米科学家眼中的纳米机器可以做到这点。他们设计的纳米机器人可以完成两件事：执行它们的主要任务和製造出它们自身完美的複製体。如果第一个纳米机器人能够製造出两个複製体，这两个複製体每个又可製造出两个自己的複製体，很快就可以获得数万亿个纳米机器人。但是，假如纳米机器人忘记停止複製，会发生什幺？如果没有一些内建的停止信号，纳米机器人忘记停止複製，这种灾难的可能后果将会是无法计算的。纳米机器人在人体内快速複製，能够比癌症扩散还要快地布满正常组织；一个发疯的製造食物机器人能够把地球的整个生物圈变成一块巨大的乳酪。纳米技术学家没有迴避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中一个办法是设计出一种软体程式使纳米机器人在複製数代后自我摧毁。另一种办法是设计出一种只在特定条件下複製的机器人，例如只有在有毒化学物质以较高浓度出现时机器人才能複製，或者在一个很窄的温度和湿度範围内机器人才能複製。就像电脑病毒的传播一样，所有以上这些努力都无法阻止那些不怀好意的人有意释放某种纳米机器人作为害人武器。事实上，一些批评家指出纳米技术可能的危险要大于它的益处。然而，仅仅这些利益就已经太具诱惑力了，纳米技术必将超过电子计算机和基因製药而成为新世纪的技术发展方向。世界可能会需要一个纳米技术免疫系统，这个系统中纳米机器人警察不断地在微观世界中同那些不怀好意的机器人进行战斗。中国套用中国人也可以像摆棋子一样摆弄原子了。采访人员从中科院获悉，一台能够在纳米尺度上操作的机器人系统样机由中国科学院瀋阳自动化所研製成功，并通过了国家“863”自动化领域智慧型机器人专家组的验收。在一个演示中，瀋阳自动化所的研究人员操纵“纳米微操作机器人”，在一块硅基片上1×2微米的区域上清晰刻出“SIA”3个英文字母（瀋阳自动化所的缩写）；另一个演示显示，在一个5×5微米的硅基片上，操作者将一个4微米长、100纳米粗细的碳纳米管準确移动到一个刻好的沟槽里。纳米微操作机器人在10×10微米的基片上刻出的字样测试显示，在刻画操作中，这台纳米微操作机器人在512个像素宽度的显示区域里，重複定位误差小于5个像素，精度达1%以上；在移动纳米碳管的操作中，重複定位精度达到30纳米；而在基于路标的定位测试中，其定位误差小于4纳米。专家解释，1纳米是10^-9米，大约等于10个氩原子并列成一条直线的长度。在纳米尺度上的操作，被称为“纳米微操作”，是纳米技术的重要内容，其目的是在纳米尺度上按人的意愿对纳米材料实现移动、整形、刻画以及装配等工作。纳米微操作始于20世纪80年代，IBM的科学家1989年利用扫描式隧道显微镜（STM）操作35个氙原子在镍金属表面拼出I－B－M三个字母，成为轰动世界的新闻，开了纳米微操作先河。从此，纳米操作技术作为一个重要的战略发展方向吸引各国竞相展开研究。该项目研究人员介绍，这台机器人系统在纳米尺度下的系统建模方法、三维纳观力获取与感知及误差分析与补偿方面有很多突破与创新，都达到世界先进水平。据介绍，这种纳米微操作机器人可广泛套用于纳米科学实验研究、生物工程与医学实验研究、微纳米科研教学等领域。如生物学研究领域中，使用纳米微操作机器人可完成对细胞染色体的切割操作；也可在DNA或分子水平上进行生化检测及病理、生理测试实验研究。此外这种机器人在IC工业中纳米器件的装配与加工方面也有良好的套用前景，如可以利用它操作纳米微粒，装配微/纳米电子器件，甚至複杂的纳米电路。这意味着，未来利用纳米电路製成的电脑和家用电器，可以“想要它有多小，就能做多小”，甚至可以“塞进牙缝”；而未来利用纳米操作技术製作的微型机器人，也可以钻入人体替病人疏通血管，或在肉眼看不见的微观世界里，完成人们自己不可能完成的任务。国外套用在美国科幻大片《惊异大奇航》中，科学家把变小的人和飞船注射进人体，让这些缩小的“参观者”直接观看到人体各个器官的组织和运行情况。然而在现实中，科学家根据分子病理学的原理已经研製出各种各样的可以进入人体的纳米机器人，有望用于维护人体健康。目前还处在试验阶段，大到长几毫米，小到直径几微米；但可以肯定的是，未来几年内，纳米机器人将会带来一场医学革命。许多工程师、科学家和医生都认为，医用纳米机器人有着无限的潜力——而其中最有可能的包括：治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量，使人不仅保持健康，而且延长寿命。研究进展纳米机器人，外形仿照大肠桿菌。科学家将在2015年进行临床试验。纳米技术研究领域的科学家积极探索这项技术在其他方面的套用，例如水处理或者环境治理。将来可能会操控数百万个纳米机器人，让它们穿过被污染的水域，寻找和处理污染物而后将它们收集在一起。在治疗心脏病时，纳米机器人将穿过一根直径2到3毫米的导管，进入需要治疗的特定部位。这种导管技术也可用于大脑以及其他部位，例如肠道和尿道。进入这些部位的最大难度就是一定要达到极高的精确度。出于这个原因，纳米技术长久以来一直被誉为未来对抗癌症的最理想武器。纳米机器人在绝对无尘室製造，防止它们感染细菌。这种製造方式在很大程度上与电脑晶片类似。尼尔森指出这一次的成功测试给了他们很大鼓励，促使他们探索纳米机器人的其他套用，例如治疗心脏病。科学家在极为脆弱的环境下对纳米机器人进行活体测试，这个极为脆弱的环境便是眼睛。测试中，它们穿过玻璃体——充满视网膜与晶体之间眼球的无色透明胶状物质——将药物送入视网膜，治疗与衰老有关的疾病，例如黄斑变性。黄斑变性可导致失明。尔森的纳米机器人可能并不携带一把微型手术刀，但它们拥有一些非常独特的东西。它们的外形仿照大肠桿菌，利用被称之为“鞭毛”的旋转尾巴驱动身体前行。个装有大肠桿菌的培养皿。细菌拥有一个迴转马达。现在，我们还无法製造这种马达，我们没有这方面的技术，但我们能够藉助磁场实现相同的目的。我们採用了鞭毛的设计，对其进行磁化，允许机器人游动。

小型机器人 纳米机器人( 二 )

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