Reklāma
Roboti ir forši. Roboti, kas darbojas molekulārā līmenī? Tie ir vēl foršāki — un nav nekādu ierobežojumu tam, ko viņi varētu paveikt.
Lai gan zinātni ir fascinējuši neiespējami mazie pasaules celtniecības bloki simtiem gadu, tas ir bijis tikai kopš 20. gadsimta astoņdesmitajos gados, ka zinātniskā izpratne un tehnoloģiju attīstība patiešām ir ļāvusi nanozinātnei kļūt par aktīvu pētniecības jomu.
Mēs esam pieraduši domāt par iespaidīgiem robotiem kā neticami lieliem vai neticami sarežģītiem, taču jauniem un aizraujošu notikumu rezultātā nanorobotika ir gatava pilnībā no jauna definēt daudzas zinātnes jomas un tehnoloģija.
Cik mazi mēs runājam, tieši tā?
Nanorobotika nodarbojas ar materiāliem molekulārā un mazākā līmenī, kas nozīmē, ka nanoroboti strādā ar atsevišķiem atomiem, olbaltumvielām, molekulām un šūnām.
Viens no vienkāršākajiem veidiem, kā saprast, kāpēc nanozinātne ir tik svarīga, ir domāt par visiem šiem nanoskopiskajiem atomiem kā par LEGO blokiem.
Līdzīgi kā LEGO, atomus un molekulas var apvienot neskaitāmos veidos, lai radītu jebko dabiskajā pasaulē, un šī spēja paver iespēju ietekmēt burtiski katru mūsu dzīves aspektu.
Ja LEGO analoģija nedarbojas, Big Hero 6 “MicroBots” ir vēl viens diezgan labs veids, kā konceptualizēt. nanoroboti – atcerieties, ka nanoroboti ir vairākus miljonus reižu mazāki par fiktīviem mikroboti!
Ko dara nanoroboti?
Nanotehnoloģijas jau ir ļāvušas mums izgatavot stiprākus un izturīgākus materiālus, manipulējot ar molekulārām struktūrām, un ir bijis dzinējspēks daudzām mūsdienu tehnoloģijām (tostarp plastmasas plēvei, kas veido jūsu klēpjdatoru vai tālruni ekrāns!).
Nanorobotikas pētījumiem ir atšķirīgs fokuss, un to pielietojumi ir daudz aizraujošāki.
Jaunākie pētījumi ir radījuši nanorobotus, kas spēj veikt ļoti specializētas funkcijas nanoskopiskā līmenī. Daži nanoroboti darbojas kā slēdži, citi kā sūkņi un vēl citi kā motori, kas var virzīt nanorobotu kosmosā un caur šķidrumu.
Šīs maldinoši vienkāršās molekulārās mašīnas var izmantot, lai no aminoskābēm izveidotu pielāgotus polipeptīdus; izmantot rūpīgi noteiktas ķīmiskās reakcijas, lai “staigātu” pa vidi, kas ir pārāk maza vai pārāk naidīga citiem mehānismiem; un darbojas kā ceļš galveno molekulu pārvietošanai no vienas vietas uz citu.
Daudzās nanorobotu pielietošanas iespējas jau no jauna definē tehnoloģiju, medicīnu un vides zinātni — un nanoroboti patiešām ir sākuma stadijā, ja ņem vērā visu, ko viņi varētu paveikt šajā jomā nākotne!
Kāda izskatās nanorobotu nākotne?
Nanorobot datori
Kopš 1994. gada tiek izstrādāti nanorobotu slēdži, kas ir jutīgi pret gaismu un ķīmiskām vielām, ļaujot radītājiem ietekmēt to, kad tie veic (vai neveic) paredzēto funkciju.
Vēl viens lielisks slēdžu pielietojums? Pamata skaitļošanas uzdevumi.
Pašlaik pētnieki strādā pie informācijas kodēšanas nanorobotos tāpat kā lielākā datorā. Nanoroboti jau ir spējuši uzstāties atmiņas uzglabāšanas/atgūšanas uzdevumi pamata līmenī, taču tuvākajā nākotnē šī tehnoloģija tiks izmantota, lai izveidotu augsta blīvuma atmiņas šūnas, kas spēj uzglabāt neiespējami lielus informācijas apjomus neiespējami mazā fiziskā telpā.
Nanorobot vēža ārstēšana
Nanotehnoloģijas maina medicīnu Kā nanotehnoloģijas maina medicīnas nākotniNanotehnoloģiju potenciāls ir bezprecedenta. Patiesi universālie montieri ieviesīs dziļas pārmaiņas cilvēka stāvoklī. Protams, vēl tāls ceļš ejams. Lasīt vairāk , un tas strauji mainās. Nanoroboti piedāvā ārstiem iespēju ārstēt slimības no to molekulārā avota, un šī iespēja ir nepārspējama nevienai tirgū esošajai narkotikai.
Nanorobot slēdžus, kas ir jutīgi pret noteiktu gaismas viļņa garumu, tiek apsvērta izmantošana vēža ārstēšanā. Viena no iespējamām ārstēšanas metodēm ir pārāk bīstama, lai to izmantotu pašreizējā formā, jo tā nevar atšķirt vēža šūnas un citas šūnas.
Borowiak et al liecina, ka, ja apstrādē tiktu iekļauts gaismas jutīgs nanorobota slēdzis, ar gaismas avotu varētu mērķēt uz 10 mikrometru platu laukumu. Gaisma izraisītu nanorobota slēdža “pārgriešanos”, aktivizējot savienojumu tādā veidā, kas likvidētu tikai mērķa vēža šūnas, vienlaikus ļaujot veselām šūnām izdzīvot. Vislabāk, ja šie slēdži būtu atkārtoti lietojami, tas varētu ievērojami samazināt invazīvo procedūru skaitu, ar kurām būtu jāsaskaras kādam, kurš tiek ārstēts ar vēzi!
Nanorobot, M.D.
Vēl viens aizraujošs medicīniskais potenciāls lielā mērā ir atkarīgs no nanorobotu motoriem, kurus var vadīt no attāluma, lai nogādātu zāles precīzā ķermeņa vietā. Šie motori parasti tiek izgatavoti, radot ķīmisku reakciju, kas robotu dzen cauri šķidrumam. Vēl nesen šie motori bieži balstījās uz ķīmiskām reakcijām, kas nebija drošas lietošanai cilvēkiem.
Jaunākie nanorobotu motoru sasniegumi Gao et al padarījuši tos daudz drošākus! Sīkus nanorobota motorus var izveidot, reaģējot cauruļveida nanorobota motora cinka kodolam ar vēderu skābe – droša ķīmiska reakcija, kas ļauj ātri nogādāt zāles kuņģa gļotādā. Līdz šim šī procedūra ir pārbaudīta tikai ar žurkām, taču līdz šim pētījumi ir daudzsološi.
Tiek izstrādāti arī magnētiskie nanoroboti, kas ar magnētiskā lauka palīdzību var ātri (dažu sekunžu laikā!) piegādāt medikamentus caur asinsriti (redzams tālāk esošajā video).
Nanoroboti vidē
Liela daļa nanorobotu pētījumu ir vērsta uz procesu samazināšanu, taču tikpat liela nozīme ir arī to ietekmes aplūkošanai makro mērogā. Simtiem tūkstošu mikroskopisku nanorobotu, kas strādā kopā saskaņotā darbā, var būt mūsu vienīgā cerība saudzējot vidi 5 veidi, kā tehnika ietaupīs vidiTehnoloģija bieži tiek uzskatīta par ļaundari, kas vērsta pret ekoloģiju, taču vai zinājāt, ka šobrīd visprogresīvākās dabas aizsardzības jomā tiek izmantotas progresīvas tehnoloģijas? Lasīt vairāk .
Liela daļa vides nanotehnoloģiju pētījumu ir vērsta uz to, vai nanoroboti var būt noderīgi piesārņojuma novēršanā. Piesārņojums ir sasniedzis krīzes līmeni tādās vietās kā Ķīna, un nanoroboti, kas ir pietiekami viegli, lai paceltos gaisā, varētu būt spējīgi aizturēt piesārņotājus nanoskopiskā līmenī vai izmantot emisijas ražojošās rūpnīcās, lai apturētu piesārņojumu avots.
Tāpat ir cerība, ka tiks izstrādāti nanoroboti, kurus varēs masveidā izlaist, lai cīnītos pret tādām katastrofām kā naftas noplūde. Pateicoties nesenajam darbam, kas māca nanobotiem darboties kolektīvi, iespējams, ka katrs nanorobota motors varētu tikt galā atsevišķas eļļas molekulas, vienlaikus sadarbojoties ar visiem citiem nanobotiem, kas izlaisti tam pašam nolūkam mērķis.
Pēdējā neticamā iespēja, ko piedāvā nanotehnoloģijas dabiskajā vidē, ir to potenciāls radīt tīru dzeramo ūdeni. Daudzas Zemes teritorijas pašlaik cieš no svaiga, droša dzeramā ūdens trūkuma — problēma, ko nanoroboti var atrisināt. Pilnīgi iespējams, ka nanoroboti spēs likvidēt baktērijas un citus piesārņotājus no netīra ūdens avotiem, potenciāli izglābjot milzīgu skaitu dzīvību.
Tur ir daudz darbus, kurus pārņems roboti Kas notiek, kad roboti var paveikt visus darbus?Roboti ātri kļūst gudrāki — kas notiek, ja viņi katru darbu var paveikt labāk un lētāk nekā cilvēki? Lasīt vairāk , taču ar cilvēkiem vairs nepietiek, kad runa ir par darbu, kas jāveic vidē, tāpēc ir aizraujoši redzēt, ka visa šī joma var tikt atdzīvināta ar nanotehnoloģiju palīdzību!
Nanoroboti sportā
Zinātnieki ir mani mīļākie cilvēki. Viņi vienkārši ir.
Nacionālā zinātnes un tehnoloģiju institūta zinātnieki (NIST) ir izstrādājuši nanorobotus, kas var spēlēt stabilu futbola spēli, kā laukumu izmantojot rīsa graudu un bumbu, kuras platums ir mazāks par cilvēka matu. Nanorobotus kontrolē magnētiskie lauki vai elektroniskie signāli, un tie ir izgatavoti no tādiem materiāliem kā alumīnijs, zelts un silīcijs.
Es gribētu ticēt, ka tas bija viņu galamērķis, taču patiesība ir tāda, ka šādas spēles palīdz zinātniekiem veikt mērījumus uz ko nanoroboti spēj (tostarp veiklību, manevrētspēju un atsaucību) un precizēt to dizains.
Kas vēl atrodas pie horizonta?
Viena no aizraujošākajām nanotehnoloģiju daļām ir tā, ka zinātnē pēdējo trīsdesmit gadu laikā mēs tik tikko esam saskrāpējuši tās potenciālu.
Domājot par šo nanorobotu iespējamo ietekmes apjomu, tas ir iedvesmojoši, neticami… un arī mazliet biedējoši. Ir daudz pretrobotu noskaņojums pasaulē HitchBot bojāeja pierāda, ka ASV nav gatavas robotiem Lasīt vairāk , un tas noteikti attiecas arī uz nanorobotiem. Nanotehnoloģiju kritiķi bieži pauž bažas par nanorobotu izmantošanu, lai negatīvi ietekmētu cilvēku veselību, un to potenciālu kā ieročus.
Šī kritika ir pamatota, un būs svarīgi pārliecināties, ka nanotehnoloģiju spējas tiek izmantotas labā, nevis ļaunā.
Tomēr vai šajā gadījumā labums, ko nanoroboti var radīt cilvēku veselībai, tehnoloģijām, videi un mikroskopiskajam sportam, noteikti neatsver riskus?
Kāds, jūsuprāt, būs aizraujošākais nanotehnoloģiju izmantojums? Vai jums ir kādas bažas par tā izmantošanu?
Attēla kredīts: Lego DNS Maikls Noulzs, izmantojot Flickr, Mirexon, izmantojot vietni Shutterstock.com; ktsdesign, izmantojot vietni Shutterstock.com
Briallyn ir ergoterapeits, kas strādā ar klientiem, lai integrētu tehnoloģijas viņu ikdienas dzīvē, lai palīdzētu novērst fiziskos un psiholoģiskos apstākļus. Pēc darba? Viņa, iespējams, vilcinās ar sociālajiem tīkliem vai novērš savas ģimenes datora problēmas.
