Hva er nanoroboter?

March 30  by Eliza

Nanoroboter er teoretiske mikroskopiske enheter målt på omfanget av nanometer (1nm lik en milliondel av en millimeter). Når den er fullt realisert fra den hypotetiske scenen, ville de arbeide på atomært, molekylære og cellenivå til å utføre oppgaver i både medisinske og industrielle områder som hittil har vært den ting av science fiction.

Et par generasjoner fra nå noen diagnostisert med kreft kan bli tilbudt en ny alternativ til kjemoterapi, den tradisjonelle behandlingen av stråling som dreper ikke bare kreftceller, men sunne menneskelige celler også, forårsaker hårtap, tretthet, kvalme, depresjon, og en rekke andre symptomer. En lege praktisere nanomedisin ville tilby pasienten en injeksjon av en spesiell type nanorobot som ville oppsøke kreftceller og ødelegge dem, avskaffe sykdommen ved kilden, forlater friske celler urørt. Omfanget av vanskeligheter for pasienten vil i det vesentlige være en stikk til armen. En person som gjennomgår en nanorobotic behandling kunne forvente å ha noen bevissthet om de molekylære enheter som jobber inni dem, annet enn rask forbedring av deres helse.

Nanomedisin er nanoroboter er så små at de lett kan krysse den menneskelige kroppen. Forskere rapporterer utsiden av et nanorobot vil sannsynligvis være konstruert av karbonatomer i en diamantoidkomponenter struktur på grunn av dets inerte egenskaper og styrke. Super-glatte overflater vil minske sannsynligheten for å utløse kroppens immunsystem, slik at nanoroboter å gå om sin virksomhet uhindret. Glukose eller naturlig kropp sukker og oksygen kan være en kilde til fremdrift, og nanorobot vil ha andre biokjemiske eller molekylære deler avhengig av sin oppgave.

I henhold til gjeldende teorier, vil nanoroboter ha minst rudimentær toveis kommunikasjon; vil reagere på akustiske signaler; og vil være i stand til å få makt eller re-programinstruksjoner fra en ekstern kilde via lydbølger. Et nettverk av spesielle stasjonære nanoroboter kan være strategisk plassert over hele kroppen, logging hver aktive nanorobot som det går, deretter rapportere disse resultatene, slik at et grensesnitt for å holde styr på alle enhetene i kroppen. En lege kan ikke bare overvåke pasientens fremgang, men endre opplysningene fra nanoroboter in vivo for å gå videre til et annet stadium av healing. Når oppgaven er fullført, ville de nanoroboter skylles fra kroppen.

Molekylær nanoteknologi (MNT), paraply vitenskapen om nanomedisin, ser for seg nanoroboter produsert i nanofactories ikke større enn en gjennomsnittlig stasjonær skriveren. De nanofactories ville bruke nano-skala verktøy i stand til å bygge nanoroboter til krevende spesifikasjoner. Design, form, størrelse og type atomer, molekyler, og datakomponenter som ville være oppgavespesifikke. Råstoff for å lage nanoroboter ville være nesten kostnadsfritt, og prosessen praktisk talt fri for forurensing, noe som gjør nanoroboter en svært rimelig og svært attraktiv teknologi.

Den første generasjonen av nanoroboter vil trolig oppfylle svært enkle oppgaver, blir mer sofistikert som vitenskapen utvikler seg. De vil bli kontrollert ikke bare gjennom begrenset utforming funksjonalitet, men også gjennom programmering og nevnte akustiske signalisering, som kan anvendes, spesielt, for å slå av nanoroboter av.

Robert A. Freitas Jr., forfatter av nanomedisin, gir oss et eksempel på en type medisinsk nanorobot han har laget som ville fungere som en rød blodcelle. Den består av karbonatomer i en diamant mønster for å skape det som er i utgangspunktet en liten, sfærisk trykktank, med "molekylære sorterings rotorer" som dekker litt over en tredjedel av overflaten. For å gjøre en grov analogi, ville disse molekylene opptre som padleårer på en elvebåt gripe oksygen (O2) og karbondioksid (CO2) molekyler, som de deretter ville passere inn i den indre strukturen av nanorobot.

Hele nanorobot som Freitas kalt en respirocyte, består av 18 milliarder atomer og kan holde opp til ni milliarder O2 og CO2-molekyler, eller litt over 235 ganger så stor kapasitet som en menneskelig røde blodlegemer. Denne økte kapasiteten er gjort mulig på grunn av diamantstruktur støtter et større press enn en human celle. Sensorer på nanorobot ville utløse de molekylære rotorer til enten utslipp gasser, eller samle dem, avhengig av behovene til de omkringliggende vev. En sunn dose av disse nanoroboter sprøytet inn en pasient i løsning, Freitas forklarer, ville tillate noen å sitte komfortabelt under vann nær avløpet av bakgården bassenget i nesten fire timer, eller kjøre på full hastighet i 15 minutter før du tar en pust.

Mens potensielle medisinske og selv militære applikasjoner virke innlysende for dette en enkel type nanorobot, implikasjoner for hverdagslivet er også spennende. Tenk deg dykking uten tank eller regulator, men en sverm av respirocytes i blodet; eller OL 2030 da, kanskje, super-utøvere vil ikke bli skannet for narkotika, men for nanorobotic styrking.

Selv om nanoroboter brukes til medisin holder et vell av løftet fra å utrydde sykdommen til å reversere aldringsprosessen (rynker, tap av beinmasse og aldersrelaterte tilstander er alle behandles på cellenivå), nanoroboter er også kandidater for industrielle applikasjoner. I store svermer de kan rense luften av karbondioksid, reparere hullet i ozon, skrubbe vannet av forurensende stoffer, og gjenopprette våre økosystemer.

Tidlige teorier i motoreneCreation (1986), ved «far til nanoteknologi," Eric Drexler, så for seg nanoroboter som selvreplikerende. Denne ideen er nå foreldet, men på den tiden forfatteren tilbudt et worst-case scenario som en advarende tone. Runaway mikroskopiske nanobugs eksponentielt demontering saken på cellenivå for å lage flere kopier av seg selv - ". Grå goo" en situasjon som kan raskt tørke ut alt liv på jorden ved å endre den inn Dette usannsynlig men teoretisk mulig ecophage utløst et tilbakeslag og blokade til finansiering. Ideen om selvreproduserende nanobugs raskt ble forankret i mange populære science fiction-temaer, inkludert Star Trek nanoalien, Borg.

Gjennom årene MNT teori fortsatte å utvikle seg eliminere selvreproduserende nanoroboter. Dette gjenspeiles i Drexler senere virke, nanosystemer (1992). Behovet for større kontroll over prosessen, og stillingen av nanomachines har ført til en mer mekanisk måte, og etterlater liten sjanse for løpske biologiske prosesser for å forekomme.

Nanoroboter er klar til å bringe den neste revolusjonen innen teknologi og medisin, og erstatte den tungvinte og giftige industrielle tidsalder og åpning menneskeheten opp til utrolige muligheter. Men mens grå goo er ikke lenger en sentral bekymring, flere potensielle farer og misbruk av nanoteknologi forbli under seriøs vurdering av forskere og vaktbikkje grupper.

  • En nanorobot vil sannsynligvis være konstruert av karbonatomer.
  • Nanorobotics bruker nanoteknologi for å utvikle mikroskopiske roboter som er langt mindre i bredden enn et hårstrå.