Reklame
Robotter er seje. Robotter, der fungerer på molekylært niveau? Disse er endnu køligere - og der er ingen grænser for, hvad de kunne udrette.
Mens videnskab har været fascineret af verdens umulige små byggesten i hundreder af år, er det først siden i 1980'erne, hvor videnskabelig forståelse og teknologisk udvikling virkelig har gjort det muligt for nanovidenskab at være et aktivt forskningsfelt.
Vi er vant til at tænke på imponerende robotter som værende utrolige store eller utroligt komplekse, men nye og spændende udvikling har efterladt nanorobotics klar til at omdefinere mange videnskabelige områder og teknologi.
Hvor små taler vi netop?
Nanorobotics beskæftiger sig med materialer på molekylært niveau og mindre, hvilket betyder, at nanoroboterne arbejder med individuelle atomer, proteiner, molekyler og celler.
En af de nemmeste måder at forstå, hvorfor nanovidenskab er så vigtig, er at tænke på alle disse nanoskopiske atomer som LEGO-blokke.
Ligesom LEGO kan atomer og molekyler kombineres på utallige måder for at skabe noget i den naturlige verden, og denne kapacitet åbner døren til at påvirke bogstaveligt talt alle aspekter af vores liv.
Hvis LEGO-analogien ikke fungerer, er Big Hero 6's "MicroBots" en anden temmelig god måde at konceptualisere nanorobots - bare husk at nanorobots er flere millioner gange mindre end de fiktive microbots!
Hvad gør Nanorobots?
Nanoteknologi har allerede tilladt os at fremstille stærkere og mere holdbare materialer ved at manipulere molekylære strukturer, og har været en drivkraft bag en masse moderne teknologi (inklusive plastfolie, der udgør din bærbare computer eller telefon) skærm!).
Nanorobotisk forskning har et andet fokus, og dens anvendelser er meget mere spændende.
Nyere gennembrud i forskningen har skabt nanorobotter, der er i stand til at udføre højt specialiserede funktioner på nanoskopisk niveau. Nogle nanorobots fungerer som omskiftere, andre som pumper og endnu andre som motorer, der kan drive den nanorobot over rummet og gennem væske.
Disse vildledende enkle molekylære maskiner kan bruges til at bygge tilpassede polypeptider ud fra aminosyrer; gøre brug af omhyggeligt tidsbestemte kemiske reaktioner for at ”gå” hen over miljøer, der er for små eller for fjendtlige til andre mekanismer; og fungerer som en vej til at overføre nøglemolekyler fra et sted til et andet.
De mange anvendelser af nanorobots omdefinerer allerede teknologi, medicin og miljøvidenskab - og nanorobots er virkelig i deres spædbarn, når du overvejer alt hvad de kunne udrette i fremtid!
Hvordan ser Nanorobots fremtid ud?
Nanorobot computere
Nanorobot-switches har været under udvikling siden 1994, der er lys- og kemisk følsomme, hvilket giver skabere indflydelse på, hvornår de (eller ikke) udfører deres tilsigtede funktion.
En anden god anvendelse af switches? Grundlæggende computeropgaver.
I øjeblikket arbejder forskere med at kode oplysninger i nanorobots på samme måde som i en større computer. Nanorobots har allerede været i stand til at udføre hukommelse lagring / hentning opgaver på et grundlæggende niveau, men i den nærmeste fremtid vil denne teknologi blive brugt til at skabe hukommelsesceller med høj densitet, der kan gemme umulige store mængder information i et umuligt lille fysisk rum.
Nanorobot kræftbehandlinger
Nanoteknologi ændrer medicin Hvordan nanoteknologi ændrer medicinens fremtidPotentialet for nanoteknologi er hidtil uset. Ægte universelle samlere vil indlede et dybtgående skift i den menneskelige tilstand. Der er selvfølgelig stadig en lang vej at gå. Læs mere , og det ændrer sig hurtigt. Nanorobots tilbyder læger chancen for at behandle sygdomme ved deres molekylære kilde, og denne mulighed er uden sidestykke med ethvert lægemiddel på markedet.
Nanorobot-afbrydere, der er følsomme over for en bestemt bølgelængde af lys, overvejes til brug i kræftbehandlinger. En potentiel behandling er for farlig til brug i sin nuværende form, fordi den ikke kan skelne mellem kræftformede og ikke-kræftceller.
Borowiak et al antyder, at hvis en lysfølsom nanorobot-switch var inkluderet i behandlingen, kunne et område så lille som 10 mikrometer bredt målrettes med en lyskilde. Lyset ville forårsage, at nanorobot-omskifteren "flip" og aktiverer forbindelsen på en måde, der kun ville eliminere målrettede kræftceller, mens de tillader sunde celler at overleve. Bedst endnu, hvis disse afbrydere kunne genbruges, kunne dette i høj grad reducere mængden af invasive procedurer, som nogen, der gennemgår kræftbehandlinger, skulle have!
Nanorobot, M.D.
Et andet spændende medicinsk potentiale er stærkt afhængig af nanorobotmotorer, der kan styres på afstand for at levere medicin til et nøjagtigt sted i kroppen. Disse motorer fremstilles typisk ved at skabe en kemisk reaktion, der driver robotten gennem en væske. Indtil for nylig var disse motorer ofte afhængige af kemiske reaktioner, der var utrygge til menneskelig brug.
Den seneste udvikling i nanorobot motorer af Gao et al har gjort dem meget sikrere! Små nanorobotmotorer kan oprettes ved at reagere en rørformet nanorobotmotors zinkkerne med mave syre - en sikker kemisk reaktion, der muliggør hurtig levering af medicin til maveforingen. Indtil videre er denne procedure kun blevet testet med rotter, men indtil videre er undersøgelserne lovende.
Magnetiske nanoroboter udvikles også, som hurtigt (i løbet af sekunder!) Kan levere medicin gennem blodbanen med hjælp fra et magnetfelt (vist i videoen nedenfor)
Nanorobots i miljøet
En masse nanorobot-forskning fokuserer på at gøre processer mindre, men der findes samme værdi ved at se på deres indflydelse også på en makroskala. Hundretusinder af mikroskopiske nanorobotter, der arbejder sammen i en koordineret indsats, er måske vores eneste håb om gemme miljøet 5 måder Tech redder miljøetTeknologi ses ofte som en anti-økologi skurk - men vidste du, at avanceret teknologi bliver brugt lige nu i den banebrydende bevaring? Læs mere .
En betydelig mængde af nanoteknologisk forskning i miljøet er koncentreret om, hvorvidt nanorobots kan hjælpe med at løse forurening. Forurening har nået kriseniveauet i steder som Kina, og nanorobotter, der er lette nok til at løfte i luften, er muligvis i stand at fange forurenende stoffer på nanoskopisk niveau eller blive udsat i emissionskrævende fabrikker for at stoppe forurening på dens kilde.
Tilsvarende er der håb om, at der udvikles nanorobotter, der kan frigives i en masse for at bekæmpe katastrofer som oliespild. Gennem det nylige arbejde med at lære nanobotter at handle kollektivt er det muligt, at hver nanorobotmotor kunne tackle individuelle oljemolekyler, mens de samarbejder med alle de andre nanobotter, der frigives til det samme formål.
En sidste utrolig mulighed, der giver sig selv nanoteknologi i det naturlige miljø, er deres potentiale til at skabe rent drikkevand. Mange områder på Jorden lider i øjeblikket af en mangel på tilgængelighed af frisk, sikkert, drikkevand - et problem, som nanorobots muligvis kan løse. Det er helt muligt, at nanorobots vil være i stand til at eliminere bakterier og andre forurenende stoffer fra urene vandkilder og potentielt redde et stort antal liv.
Der er en masse af job, der vil blive overtaget af robotter Hvad sker der, når robotter kan udføre alle job?Robotter bliver hurtigere smarte - hvad sker der, når de kan udføre ethvert job bedre og billigere end mennesker? Læs mere , men mennesker er ikke længere nok, når det kommer til det arbejde, der skal udføres i miljøet, så det er spændende at se, at hele dette felt kan blive genoplivet gennem nanoteknologi!
Nanorobots i sport
Forskere er mine yndlingsfolk. Det er de bare.
Videnskabsmænd ved National Institute for Science and Technology (NIST) har udviklet nanorobotter, der kan spille et solidt fodboldspil ved hjælp af et riskorn som deres felt og en bold med en bredde mindre end et menneskehår som deres bold. Nanoroboterne styres af magnetfelter eller elektroniske signaler og er lavet af materialer som aluminium, guld og silicium.
Jeg vil gerne tro, at dette var deres slutmål, men sandheden er, at spil som dette hjælper forskere med at måle hvad nanorobots er i stand til (herunder smidighed, manøvrerbarhed og lydhørhed) og finjustere deres design.
Hvad andet er i horisonten?
En af de mest spændende dele af nanoteknologi er, at vi så vidt videnskaberne næppe har ridset overfladen på dens potentiale i de sidste tredive år.
At tænke på det potentielle omfang af indflydelse, som disse nanorobots kunne have, er inspirerende, utroligt... og også en smule skræmmende. Der er meget anti-robot sentiment i verden HitchBots bortgang beviser, at USA ikke er klar til robotter Læs mere , og det strækker sig bestemt til nanorobots. Kritikere af nanoteknologi giver ofte udtryk for bekymring over, at nanorobotter bruges til at påvirke menneskers sundhed negativt og deres potentiale som våben.
Denne kritik er gyldig, og det vil være vigtigt at sikre sig, at nanoteknologiens kræfter bruges til det gode snarere end det onde.
I dette tilfælde overvejer det bestemt ikke det gode, der kan komme ud af nanorobots til menneskers sundhed, teknologi, miljøet og mikroskopiske sportsgrene, risikoen?
Hvad tror du, at den mest spændende brug af nanoteknologi vil være? Har du nogen bekymringer omkring brugen?
Billedkredit: Lego-DNA af Michael Knowles via Flickr, Mirexon via Shutterstock.com; ktsdesign via Shutterstock.com
Briallyn er en ergoterapeut, der arbejder med klienter for at integrere teknologi i deres hverdag for at hjælpe med fysiske og psykologiske forhold. Efter arbejde? Hun udsætter sandsynligvis på sociale medier eller foretager fejlfinding af sin families computerproblemer.
