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纳米机器人

已有 1979 次阅读2014-12-27 10:57 |系统分类:科技教育| 机器人 分享到微信

你持续发烧,但医生既没有给你开药,也没有打针,而是提供了一种特别的医疗方式——往血液里植入一种微小的机器人。这种机器人探测到发烧原因,摇曳着一对尾巴状的附加物,游过了动脉和静脉,运行到适当的系统,直接对感染部位进行治疗。

 

 

 

  这听起来像是科幻小说。但一个好消息是,可能不久之后,这种新型机器人就能应用于实际的医疗程序中。全球的工程师们正致力于设计这种“纳米机器人”,并最终用于治疗从血友病到癌症的所有疾病。

  

  未来的体内医生

  按照设想,这些通过显微镜才能看到的纳米机器人,将能够治疗很多疾病。

   虽然只能携带很小剂量的药品或小型设备,但很多医生和工程师认为,精确地使用这些工具将比多数传统治疗方法更加有效。比如,很多人都知道,由于抗生素在 病人的血液里流动时会被稀释,只有一部分能到达感染的部位,因此,为提高患者免疫能力,医生需要为患者注射大剂量抗生素,不可避免地带来副作用的困扰。然 而,纳米机器人(或一组纳米机器人)可以直接前往感染部位,提供小剂量却有效的药物治疗,相应减少药物的副作用。

   有些工程师、科学家以及医生认为,纳米机器人的应用有着无限潜力——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、治疗痛风和粉碎肾结石。以治疗肾结石为例,纳米机器人可以携带小型超声波信号发生器,通过直接发射频率粉碎肾结石。

  正因此,世界各国的科研小组一直不断致力于研制第一代医用纳米机器人。这些机器人小到直径1毫米,大到长2厘 米,但目前都处于试验阶段。未来几年内,纳米机器人将可能带来一场医学革命。医生可以利用细菌般大小的机器人来治疗从心脏病到癌症的各种疾病,那些机器人 将比目前这些要小得多。这些机器人可以单独或者成组地工作,来根除疾病或处理其他状况。有人相信,未来会出现一种半自动的纳米机器人,通过植入人体,定期 为人检查身体,以应对一些突发疾病。和此前那些应急治疗不同,这种机器人将永远留在病人体内。

   纳米机器人技术的另一项应用潜能是,它可以再造人类的身体,使其百病不侵,增强人类体能,甚至提高人类的智商。这听上去很熟悉,不是吗?争议不断的干细 胞和克隆技术正是同一思路。理查德·汤普森博士过去是一位伦理学教授,曾撰文讨论纳米技术的伦理寓意。他认为最重要的工具是传播,社区、医疗组织以及政府 必须趁纳米工业尚处于起步阶段,而深入研究其可能带来的影响,这一点十分关键。

  纳米机器人是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”;其研制属于分子仿生学的范畴,所以纳米机器人也称“分子机器人”。纳米机器人的研发已成为当今科技的前沿热点。不少科学家都看好纳米机器人的应用前景,一些发达国家已经制定相关的战略性计划,投入巨资抢占纳米机器人战略高地。

  纳米机器人是纳米生物学中最具诱惑力的内容,相关资料显示:第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体;第二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;第三代纳米机器人将包含有纳米计算机,是一种可以进行人机对话的装置。

  有关专家预言:用不了多久,个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国科学家和未来学家周海中在1990年发表的《论机器人》一文中甚至预言:到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的工作和生活方式。

  医用纳米机器人将来把人脑和云脑连接起来,届时就可以提高人类智力和延长人类寿命

  纳米机器人在许多领域都有着广泛的应用,其中最重要的就是在医疗卫生领域的应用。近年来,医用纳米机器人的研发取得不少可喜的成果。例如,20127月美国佛罗里达大学的科学家研制出一种能够100%地杀灭丙肝病毒的纳米机器人。又如,20136月日本东北大学的科学家开发成功可以摧毁癌细胞的纳米机器人;同年12月韩国全南大学的科学家研发出可对大肠癌、乳腺癌、胃癌和肝癌等高发性癌症进行诊断和治疗的纳米机器人。再如,今年4月以色列巴伊兰大学的研究人员成功地用DNA链造出了一种能在活动物体内按照编制的程序执行逻辑操作的医用纳米机器人。

  


全世界的研究机构都在想方设法将这些设想变成现实。美国总统克林顿曾经宣布成立美国国家纳米研究机构,承诺提供50亿美元进行这方面的尝试。


事实上,每一个细胞都是一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。[2]

1990年 我国著名学者周海中教授在《论机器人》一文中预言:到二十一世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。

医用纳米机器人目前仍处于研发试验阶段,还未能进入临床实用阶段;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。美国发明家和未来学家、谷歌公司工程总监雷·科兹威尔最近在接受《华尔街日报》采访时指出:医用纳米机器人将来把人脑和云脑(云计算系统)连接起来,届时就可以提高人类智力和延长人类寿命。会有那么一天,成千上万的微型机器人在我们的血脉中穿梭,为我们调整机能、治疗伤口、淤青甚至疾病吗?有了纳米技术,这一天看上去并不遥远。

库兹韦尔还表示,生物学就像是一个电脑程序处理问题的过程,"我们的身体由无数细胞组成,每一个细胞都受到这种生物学程序的控制.我们体内现在所运行的'程序'都是过时的,是在一个与当今世界差别极大的时代进化完成的."

不 管如何,库兹韦尔的想法在逻辑上可能有一定的合理性.现在的社会生存环境已经和人类生命初期发生了天翻地覆的变化,这个高级生命己经和这个社会生存环境不 能和谐相处,许多生活方式疾病的出现就是例证.从逻辑上讲,不是改变社会环境,就是改变生命本身.只是这个过程是缓慢的互相融合着前进,还是人为外力从新 设计"程序"?也许只有等待时间来回答了.

(顾建文   搜狐健康)

 


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