纳米技术的运用有哪些?纳米机器人的作用？

1、纳米技术的运用有哪些?

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2、纳米机器人的作用？

众所周知，物理世界的1切均由原子构成。由于纳米机器人能操作移动原子，因此原则上纳米机器人能制造从苹果到飞机等任何东西。纳米机器人有可能采用碳素纳米管制成。 　　纳米机器人十分微小，能组成上百万“人”的集团大军，在人体内游荡，消除血栓、群歼病毒和细菌、清除血液中的毒素、修复受损血管，以及完成医生梦想不到的许多其他治疗。 　　将特殊的纳米机器人倾倒于泄漏的原油、有害废弃物场地或受污染的水流中，它们能搜寻到有害分子，并将这些分子逐1去掉或改变其结构，使有害分子无害甚至有利于环境。 　　火柴盒大小的超微计算机速度更快、容量更大，但无法利用常规方式生产制造。纳米机器人能轻而易举地从原子级尺寸开始，完整地构造电子器件，丝毫无误地将用纳米管制作的电路逐1连接起来。 　　钻石具有极高的透明度和超级强度，是理想的建筑材料，但加工处理极为困难。然而，纳米机器人能将钻石雕琢成任意形状，如厚度仅为几毫米的防划痕玻璃。更有意义的是，由于钻石的基本原料为普通碳原子，因此用纳米机器人能制造出钻石，其价格同玻璃1样便宜。

3、纳米机器人这么小，科学家是怎么把它放入注射器的呢？

“纳米机器人”是机器人工程学的1种新兴科技，纳米机器人的研制属于“分子纳米技术(Molecular nanotechnology，简称MNT)”的范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。纳米机器人的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人。合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计，开发“在体”或“湿”的生物计算机或细胞机器人，从而产生了另种方式的纳米机器人技术。1959年率先提出纳米技术的设想是诺贝尔奖得主理论物理学家理查德·费曼。他率先提出利用微型机器人治病的想法。用他的话说，就是“吞下外科医生”。理查德 · 费恩曼在1次题为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出：将来人类有可能建造1种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。从分子和原子着手改变和组织分子是化学家和生物学家意欲到达的目标。这将使生产程序变得非常简单，只需将获取到的大量的分子进行重新组合就可形成有用的物体。在1959年的演讲《在底部有很多空间》中，他提出纳米技术这1想法。虽然没有使用“纳米”这个词，但他实际上阐述了纳米技术的基本概念。 [1] 1990年, 我国著名学者周海中教授在《论机器人》1文中预言：到2十1世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。2010年7月1日，美国密西西比州的湾港，墨西哥湾“深水地平线”号的漏油被冲上海岸。在应对漏油事故等环境灾难方面，纳米机器人的效率远远超过传统方式。 [1] 学术设想编辑 播报纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。涉及的内容可归纳为以下4个方面：在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。在纳米尺度上获得生命信息，例如，利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。纳米机器人的研制。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第1代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。第2代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，第3代纳米机器人将包含有纳米计算机，是1种可以进行人机对话的装置。纳米尺度调整杀死变异的癌变细胞，通过外部激光器指引，精确计算找到出辐射超标的癌变细胞，利用先进的生物细胞溶解技术将可能病变的细胞溶解成化学分子元素，并通过特定传感器系统精确的核查后，将细胞组分成功进入健康细胞中，完成坏死细胞与成功健康细胞的转换。 [2] 技术原理编辑 播报纳米生物学的产生是与SPM的发明和在生命科学中的应用分不开的。生命过程是已知的物理、化学过程中最复杂的事情。不同于宏观生物学，纳米生物学是从微观的角度来观察生命现象、并以对分子的操纵和改性为目标的。纳米生物学发展时间不长就已经取得了可喜的成绩。生物科学家在纳米生物学领域提出了许多富有挑战性的新观念。 纳米生物学的加工技术可以向生物细胞学习。事实上，每1个细胞都是1个活生生的纳米技术应用的实例：细胞不仅将燃料转化为能量，而且按照储存在DNA中的信息来建造和激活蛋白质和酶，通过对不同物种的DNA进行重组，基因工程家已经学会建造新的这类纳米工具，例如用细菌细胞来生产医用激素。科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体微观世界行走的纳米机器人，有望用于清除有害物质、修复损坏基因、激活细胞能量、维护人体健康和延长人类寿命。医用纳米机器人还处在试验阶段。 [3] 应用领域编辑 播报纳米技术的大胆应用设想还包括：利用纳米机器将获取的碳原子逐个组织起来，变成精美的金刚石；将2氧化物分子重新分解为原来的组成部分；在人血中放入纳米巡航工具，它能自动寻找沉积于静脉血管壁上的胆固醇，然后将它们11分解；将来纳米机器能够把草地上剪下来的草变成面包……在完全意义上讲，世上每1个现实存在的物体无论是电脑还是奶酪都是由分子组成的；在理论上，纳米机器可以构建所有的物体。纳米机器人结构示意图请点击输入图片描述当然从理论到真正实现应用是不能等同的，但纳米机械专家已经表明，实现纳米技术的应用是可行的。在扫描隧道显微镜帮助下，纳米机械专家已经能将独立的原子安排成自然界从未有的结构。此外，纳米机械专家还设计出了只由几个分子组成的微小齿轮和马达。（切勿将这些齿轮和马达与那些由数以百万计分子组成的用传统技术构建的微小齿轮和马达相混淆，这些机器同未来制造的机器相比较实在是太巨大了）。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，细度是头发丝的5万分之1。“电脑”可能由碳纳米管制造，这些碳纳米管既能做晶体管又能做连接它们的导线。“电脑”也可能由DNA制造，用适当的软件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，包括自身复制，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1个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人，要制造1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1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制造出它们自身完美的复制体。如果第1个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出两个自己的复制体，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复制，会发生什么？如果没有1些内建的停止信号，纳米机器人忘记停止复制，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复制，能够比癌症扩散还要快地布满正常组织；1个发疯的制造食物机器人能够把地球的整个生物圈变成1块巨大的奶酪。纳米技术学家没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中1个办法是设计出1种软件程序使纳米机器人在复制数代后自我摧毁。另1种办法是设计出1种只在特定条件下复制的机器人，例如只有在有毒化学物质以较高浓度出现时机器人才能复制，或者在1个很窄的温度和湿度范围内机器人才能复制。就像电脑病毒的传播1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，1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制药而成为新世纪的技术发展方向。世界可能会需要1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。中国应用中国人也可以像摆棋子1样摆弄原子了。记者从中科院获悉，1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沈阳自动化所研制成功，并通过了国家“863”自动化领域智能机器人专家组的验收。 在1个演示中，沈阳自动化所的研究人员操纵“纳米微操作机器人”，在1块硅基片上1×2微米的区域上清晰刻出“SIA”3个英文字母（沈阳自动化所的缩写）；另1个演示显示，在1个5×5微米的硅基片上，操作者将1个4微米长、100纳米粗细的碳纳米管准确移动到1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，重复定位误差小于5个像素，精度达1%以上；在移动纳米碳管的操作中，重复定位精度达到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1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－M3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1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、3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应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应用前景，如可以利用它操作纳米微粒，装配微/纳米电子器件，甚至复杂的纳米电路。这意味着，未来利用纳米电路制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制作的微型机器人，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。国外应用在美国科幻大片《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制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。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1场医学革命 [4] 。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。

4、纳米机器人的概念是什么时候提出来的？

“纳米机器人”是机器人工程学的1种新兴科技，纳米机器人的研制属于“分子纳米技术(Molecular nanotechnology，简称MNT)”的范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。纳米机器人的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人。合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计，开发“在体”或“湿”的生物计算机或细胞机器人，从而产生了另种方式的纳米机器人技术。1959年率先提出纳米技术的设想是诺贝尔奖得主理论物理学家理查德·费曼。他率先提出利用微型机器人治病的想法。用他的话说，就是“吞下外科医生”。理查德 · 费恩曼在1次题为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出：将来人类有可能建造1种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。从分子和原子着手改变和组织分子是化学家和生物学家意欲到达的目标。这将使生产程序变得非常简单，只需将获取到的大量的分子进行重新组合就可形成有用的物体。在1959年的演讲《在底部有很多空间》中，他提出纳米技术这1想法。虽然没有使用“纳米”这个词，但他实际上阐述了纳米技术的基本概念。 [1] 1990年, 我国著名学者周海中教授在《论机器人》1文中预言：到2十1世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。2010年7月1日，美国密西西比州的湾港，墨西哥湾“深水地平线”号的漏油被冲上海岸。在应对漏油事故等环境灾难方面，纳米机器人的效率远远超过传统方式。 [1] 学术设想编辑 播报纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。涉及的内容可归纳为以下4个方面：在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。在纳米尺度上获得生命信息，例如，利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。纳米机器人的研制。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第1代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。第2代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，第3代纳米机器人将包含有纳米计算机，是1种可以进行人机对话的装置。纳米尺度调整杀死变异的癌变细胞，通过外部激光器指引，精确计算找到出辐射超标的癌变细胞，利用先进的生物细胞溶解技术将可能病变的细胞溶解成化学分子元素，并通过特定传感器系统精确的核查后，将细胞组分成功进入健康细胞中，完成坏死细胞与成功健康细胞的转换。 [2] 技术原理编辑 播报纳米生物学的产生是与SPM的发明和在生命科学中的应用分不开的。生命过程是已知的物理、化学过程中最复杂的事情。不同于宏观生物学，纳米生物学是从微观的角度来观察生命现象、并以对分子的操纵和改性为目标的。纳米生物学发展时间不长就已经取得了可喜的成绩。生物科学家在纳米生物学领域提出了许多富有挑战性的新观念。 纳米生物学的加工技术可以向生物细胞学习。事实上，每1个细胞都是1个活生生的纳米技术应用的实例：细胞不仅将燃料转化为能量，而且按照储存在DNA中的信息来建造和激活蛋白质和酶，通过对不同物种的DNA进行重组，基因工程家已经学会建造新的这类纳米工具，例如用细菌细胞来生产医用激素。科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体微观世界行走的纳米机器人，有望用于清除有害物质、修复损坏基因、激活细胞能量、维护人体健康和延长人类寿命。医用纳米机器人还处在试验阶段。 [3] 应用领域编辑 播报纳米技术的大胆应用设想还包括：利用纳米机器将获取的碳原子逐个组织起来，变成精美的金刚石；将2氧化物分子重新分解为原来的组成部分；在人血中放入纳米巡航工具，它能自动寻找沉积于静脉血管壁上的胆固醇，然后将它们11分解；将来纳米机器能够把草地上剪下来的草变成面包……在完全意义上讲，世上每1个现实存在的物体无论是电脑还是奶酪都是由分子组成的；在理论上，纳米机器可以构建所有的物体。纳米机器人结构示意图请点击输入图片描述当然从理论到真正实现应用是不能等同的，但纳米机械专家已经表明，实现纳米技术的应用是可行的。在扫描隧道显微镜帮助下，纳米机械专家已经能将独立的原子安排成自然界从未有的结构。此外，纳米机械专家还设计出了只由几个分子组成的微小齿轮和马达。（切勿将这些齿轮和马达与那些由数以百万计分子组成的用传统技术构建的微小齿轮和马达相混淆，这些机器同未来制造的机器相比较实在是太巨大了）。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，细度是头发丝的5万分之1。“电脑”可能由碳纳米管制造，这些碳纳米管既能做晶体管又能做连接它们的导线。“电脑”也可能由DNA制造，用适当的软件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，包括自身复制，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1个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人，要制造1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1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制造出它们自身完美的复制体。如果第1个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出两个自己的复制体，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复制，会发生什么？如果没有1些内建的停止信号，纳米机器人忘记停止复制，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复制，能够比癌症扩散还要快地布满正常组织；1个发疯的制造食物机器人能够把地球的整个生物圈变成1块巨大的奶酪。纳米技术学家没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中1个办法是设计出1种软件程序使纳米机器人在复制数代后自我摧毁。另1种办法是设计出1种只在特定条件下复制的机器人，例如只有在有毒化学物质以较高浓度出现时机器人才能复制，或者在1个很窄的温度和湿度范围内机器人才能复制。就像电脑病毒的传播1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，1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制药而成为新世纪的技术发展方向。世界可能会需要1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。中国应用中国人也可以像摆棋子1样摆弄原子了。记者从中科院获悉，1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沈阳自动化所研制成功，并通过了国家“863”自动化领域智能机器人专家组的验收。 在1个演示中，沈阳自动化所的研究人员操纵“纳米微操作机器人”，在1块硅基片上1×2微米的区域上清晰刻出“SIA”3个英文字母（沈阳自动化所的缩写）；另1个演示显示，在1个5×5微米的硅基片上，操作者将1个4微米长、100纳米粗细的碳纳米管准确移动到1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，重复定位误差小于5个像素，精度达1%以上；在移动纳米碳管的操作中，重复定位精度达到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1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－M3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1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、3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应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应用前景，如可以利用它操作纳米微粒，装配微/纳米电子器件，甚至复杂的纳米电路。这意味着，未来利用纳米电路制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制作的微型机器人，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。国外应用在美国科幻大片《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制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。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1场医学革命 [4] 。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。

5、纳米机器人的概念是什么时候提出来的？

“纳米机器人”是机器人工程学的1种新兴科技，纳米机器人的研制属于“分子纳米技术(Molecular nanotechnology，简称MNT)”的范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。纳米机器人的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人。合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计，开发“在体”或“湿”的生物计算机或细胞机器人，从而产生了另种方式的纳米机器人技术。1959年率先提出纳米技术的设想是诺贝尔奖得主理论物理学家理查德·费曼。他率先提出利用微型机器人治病的想法。用他的话说，就是“吞下外科医生”。理查德 · 费恩曼在1次题为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出：将来人类有可能建造1种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。从分子和原子着手改变和组织分子是化学家和生物学家意欲到达的目标。这将使生产程序变得非常简单，只需将获取到的大量的分子进行重新组合就可形成有用的物体。在1959年的演讲《在底部有很多空间》中，他提出纳米技术这1想法。虽然没有使用“纳米”这个词，但他实际上阐述了纳米技术的基本概念。 [1] 1990年, 我国著名学者周海中教授在《论机器人》1文中预言：到2十1世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。2010年7月1日，美国密西西比州的湾港，墨西哥湾“深水地平线”号的漏油被冲上海岸。在应对漏油事故等环境灾难方面，纳米机器人的效率远远超过传统方式。 [1] 学术设想编辑 播报纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。涉及的内容可归纳为以下4个方面：在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。在纳米尺度上获得生命信息，例如，利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。纳米机器人的研制。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第1代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。第2代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，第3代纳米机器人将包含有纳米计算机，是1种可以进行人机对话的装置。纳米尺度调整杀死变异的癌变细胞，通过外部激光器指引，精确计算找到出辐射超标的癌变细胞，利用先进的生物细胞溶解技术将可能病变的细胞溶解成化学分子元素，并通过特定传感器系统精确的核查后，将细胞组分成功进入健康细胞中，完成坏死细胞与成功健康细胞的转换。 [2] 技术原理编辑 播报纳米生物学的产生是与SPM的发明和在生命科学中的应用分不开的。生命过程是已知的物理、化学过程中最复杂的事情。不同于宏观生物学，纳米生物学是从微观的角度来观察生命现象、并以对分子的操纵和改性为目标的。纳米生物学发展时间不长就已经取得了可喜的成绩。生物科学家在纳米生物学领域提出了许多富有挑战性的新观念。 纳米生物学的加工技术可以向生物细胞学习。事实上，每1个细胞都是1个活生生的纳米技术应用的实例：细胞不仅将燃料转化为能量，而且按照储存在DNA中的信息来建造和激活蛋白质和酶，通过对不同物种的DNA进行重组，基因工程家已经学会建造新的这类纳米工具，例如用细菌细胞来生产医用激素。科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体微观世界行走的纳米机器人，有望用于清除有害物质、修复损坏基因、激活细胞能量、维护人体健康和延长人类寿命。医用纳米机器人还处在试验阶段。 [3] 应用领域编辑 播报纳米技术的大胆应用设想还包括：利用纳米机器将获取的碳原子逐个组织起来，变成精美的金刚石；将2氧化物分子重新分解为原来的组成部分；在人血中放入纳米巡航工具，它能自动寻找沉积于静脉血管壁上的胆固醇，然后将它们11分解；将来纳米机器能够把草地上剪下来的草变成面包……在完全意义上讲，世上每1个现实存在的物体无论是电脑还是奶酪都是由分子组成的；在理论上，纳米机器可以构建所有的物体。纳米机器人结构示意图请点击输入图片描述当然从理论到真正实现应用是不能等同的，但纳米机械专家已经表明，实现纳米技术的应用是可行的。在扫描隧道显微镜帮助下，纳米机械专家已经能将独立的原子安排成自然界从未有的结构。此外，纳米机械专家还设计出了只由几个分子组成的微小齿轮和马达。（切勿将这些齿轮和马达与那些由数以百万计分子组成的用传统技术构建的微小齿轮和马达相混淆，这些机器同未来制造的机器相比较实在是太巨大了）。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，细度是头发丝的5万分之1。“电脑”可能由碳纳米管制造，这些碳纳米管既能做晶体管又能做连接它们的导线。“电脑”也可能由DNA制造，用适当的软件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，包括自身复制，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1个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人，要制造1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1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制造出它们自身完美的复制体。如果第1个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出两个自己的复制体，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复制，会发生什么？如果没有1些内建的停止信号，纳米机器人忘记停止复制，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复制，能够比癌症扩散还要快地布满正常组织；1个发疯的制造食物机器人能够把地球的整个生物圈变成1块巨大的奶酪。纳米技术学家没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中1个办法是设计出1种软件程序使纳米机器人在复制数代后自我摧毁。另1种办法是设计出1种只在特定条件下复制的机器人，例如只有在有毒化学物质以较高浓度出现时机器人才能复制，或者在1个很窄的温度和湿度范围内机器人才能复制。就像电脑病毒的传播1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，1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制药而成为新世纪的技术发展方向。世界可能会需要1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。中国应用中国人也可以像摆棋子1样摆弄原子了。记者从中科院获悉，1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沈阳自动化所研制成功，并通过了国家“863”自动化领域智能机器人专家组的验收。 在1个演示中，沈阳自动化所的研究人员操纵“纳米微操作机器人”，在1块硅基片上1×2微米的区域上清晰刻出“SIA”3个英文字母（沈阳自动化所的缩写）；另1个演示显示，在1个5×5微米的硅基片上，操作者将1个4微米长、100纳米粗细的碳纳米管准确移动到1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，重复定位误差小于5个像素，精度达1%以上；在移动纳米碳管的操作中，重复定位精度达到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1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－M3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1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、3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应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应用前景，如可以利用它操作纳米微粒，装配微/纳米电子器件，甚至复杂的纳米电路。这意味着，未来利用纳米电路制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制作的微型机器人，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。国外应用在美国科幻大片《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制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。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1场医学革命 [4] 。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。

6、纳米机器人是怎么在病人体内移动的呢？

纳米机器人就可以在进轿租入人体深层组织后，仍然被人盯得清清楚楚、管得严严实实，人类可以实时控制它们给病变的细胞送药，或对癌变的细胞进行微手术。 这种纳米科技，简直完全颠覆了人类的思维： 想想，以后有1天缓扮你持续发烧，但医生既没有给你开药，也没有打针，而是提供了1种特别的医疗方式——往血液里植入1种微小的机器人。 这种机器人探测到发烧原因，游过动脉和静脉，运行到适当的系统，直接对感染部位进行治疗。 是的，你没看错：在1个真正史诗级别的科技领域中，没有任何1项革新技术比纳米机器人的出现更为举世震惊。 在未来几年内闭哪兆，纳米机器人将会带来1场医学革命，并彻底改变人类的劳动和生活方式。 纳米机器人，1个最前沿的研究领域 它是1种借助最先进的芯片和纳米技术，在原子水平上精确地建造和操纵物体的机器人。 现在，人类已经可以通过3D打印，1次制造出几十万个纳米机器人，在人类无法进行操作的分子层面上对原子和细胞结构实现1系列操作。 而对纳米机器人的运用，现在最重要的1个领域，是医学。 第1步，巡察：在你的血管里放进500万个纳米机器人，这些纳米机器人能够24小时在人体内巡逻，1旦发现病灶就立即锁定，确认后释放所携带的药物！。