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“納米機器(qi)(qi)人(ren)”是機器(qi)(qi)人(ren)工程(cheng)學的(de)(de)一種新(xin)興科技(ji)，納米機器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)研(yan)制(zhi)屬(shu)于(yu)“分子(zi)納米技(ji)術(Molecular nanotechnology，簡稱MNT)”的(de)(de)范疇，它根(gen)據分子(zi)水(shui)平的(de)(de)生物學原(yuan)理為(wei)設計原(yuan)型，設計制(zhi)造可(ke)對納米空間進行操(cao)作(zuo)的(de)(de)“功能分子(zi)器(qi)(qi)件(jian)”。

納米機(ji)(ji)(ji)器人(ren)的(de)設想，是在(zai)納米尺度上應用生(sheng)物學(xue)原理，發現(xian)(xian)新(xin)現(xian)(xian)象，研制可編程的(de)分子(zi)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)。合成生(sheng)物學(xue)對細胞信號傳導與基因調(diao)控網絡重新(xin)設計(ji)，開發“在(zai)體”或“濕”的(de)生(sheng)物計(ji)算機(ji)(ji)(ji)或細胞機(ji)(ji)(ji)器人(ren)，從(cong)而產生(sheng)了另(ling)種方式的(de)納米機(ji)(ji)(ji)器人(ren)技術。

產生背景

1959年率(lv)先(xian)提(ti)出納米技術的(de)設想是(shi)諾貝爾獎得(de)主理(li)論物(wu)理(li)學家(jia)理(li)查德·費曼。他率(lv)先(xian)提(ti)出利(li)用微(wei)型機(ji)器人(ren)治病的(de)想法。用他的(de)話(hua)說，就是(shi)“吞下外科醫生(sheng)”。理(li)查德·費恩(en)曼在一次(ci)題為《在物(wu)質底層有(you)大(da)量的(de)空(kong)間(jian)》的(de)演講(jiang)中提(ti)出：將(jiang)來人(ren)類有(you)可(ke)能建(jian)(jian)造一種分(fen)(fen)子(zi)大(da)小(xiao)的(de)微(wei)型機(ji)器，可(ke)以(yi)把分(fen)(fen)子(zi)甚至(zhi)單(dan)個的(de)原(yuan)子(zi)作為建(jian)(jian)筑構件在非(fei)常(chang)細(xi)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)構建(jian)(jian)物(wu)質，這意味著(zhu)人(ren)類可(ke)以(yi)在最底層空(kong)間(jian)制造任何東西(xi)。從分(fen)(fen)子(zi)和(he)原(yuan)子(zi)著(zhu)手改變和(he)組(zu)(zu)織分(fen)(fen)子(zi)是(shi)化(hua)學家(jia)和(he)生(sheng)物(wu)學家(jia)意欲(yu)到達(da)的(de)目標(biao)。這將(jiang)使生(sheng)產(chan)程(cheng)序變得(de)非(fei)常(chang)簡單(dan)，只需將(jiang)獲取到的(de)大(da)量的(de)分(fen)(fen)子(zi)進(jin)行重新組(zu)(zu)合(he)就可(ke)形成(cheng)有(you)用的(de)物(wu)體。

在1959年的演講《在底部有很多空間》中，他提(ti)出納米(mi)技術這(zhe)一(yi)想法(fa)。雖然沒有使用(yong)“納米(mi)”這(zhe)個(ge)詞(ci)，但他實(shi)際上闡述(shu)了納米(mi)技術的基本概念。

1990年，我國著名學(xue)者周海中(zhong)教授在《論機器人(ren)》一文中(zhong)預言：到二(er)十(shi)一世紀(ji)中(zhong)葉，納米(mi)機器人(ren)將(jiang)徹底改變人(ren)類(lei)的勞動(dong)和生活(huo)方式。

2010年(nian)7月1日，美國密西西比(bi)州的(de)灣港，墨(mo)西哥灣“深(shen)水地平(ping)線”號的(de)漏油被(bei)沖(chong)上海岸。在(zai)應對漏油事(shi)故等環(huan)境災(zai)難方(fang)面，納米機器人的(de)效率遠遠超過傳統方(fang)式。

學術設想

納(na)米生物(wu)學的(de)設想(xiang)，是(shi)在納(na)米尺度上(shang)應用生物(wu)學原理，發現新現象，研制可編程的(de)分子機器人，也稱(cheng)納(na)米機器人。涉及(ji)的(de)內容可歸(gui)納(na)為(wei)以下4個(ge)方(fang)面：

在(zai)納米尺度(du)上了解生(sheng)物大分子(zi)的(de)精細結構及其與(yu)功能(neng)的(de)聯系。

在納米(mi)尺度上獲(huo)得生命信息，例如，利(li)用掃描隧道顯微(wei)鏡(jing)獲(huo)取(qu)細胞(bao)膜和細胞(bao)表面的結構信息等(deng)。

納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器(qi)(qi)人(ren)的研制。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器(qi)(qi)人(ren)是(shi)(shi)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)生(sheng)物(wu)學中(zhong)(zhong)最具(ju)有(you)誘惑(huo)力的內容(rong)，第(di)一代納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器(qi)(qi)人(ren)是(shi)(shi)生(sheng)物(wu)系統和機械系統的有(you)機結合體(ti)，這種納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器(qi)(qi)人(ren)可注入人(ren)體(ti)血管內，進行健(jian)康檢查和疾病治療。還可以用來進行人(ren)體(ti)器(qi)(qi)官的修復工作(zuo)、作(zuo)整容(rong)手術、從基因中(zhong)(zhong)除去有(you)害的DNA，或(huo)把正(zheng)常的DNA安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在基因中(zhong)(zhong)，使機體(ti)正(zheng)常運行。第(di)二代納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器(qi)(qi)人(ren)是(shi)(shi)直接從原子(zi)或(huo)分子(zi)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)配(pei)成具(ju)有(you)特(te)定功能(neng)的納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)尺(chi)度的分子(zi)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)，第(di)三(san)代納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器(qi)(qi)人(ren)將包含有(you)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)計算(suan)機，是(shi)(shi)一種可以進行人(ren)機對話的裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)。

納米尺(chi)度調(diao)整殺死變(bian)異的(de)癌變(bian)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)，通過外部激光器指引，精(jing)確計算找到出(chu)輻射(she)超標的(de)癌變(bian)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)，利用先(xian)進的(de)生物細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)溶解技術將(jiang)可能病(bing)變(bian)的(de)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)溶解成化學分(fen)子元素，并(bing)通過特定傳感(gan)器系統精(jing)確的(de)核查后，將(jiang)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)組分(fen)成功進入(ru)健康(kang)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)中，完成壞死細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)與成功健康(kang)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)的(de)轉換。

技術原理

納米生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)的(de)(de)產生(sheng)(sheng)(sheng)是(shi)與SPM的(de)(de)發明(ming)和在生(sheng)(sheng)(sheng)命科(ke)學(xue)(xue)中(zhong)的(de)(de)應(ying)用分不(bu)開的(de)(de)。生(sheng)(sheng)(sheng)命過程是(shi)已知(zhi)的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)、化學(xue)(xue)過程中(zhong)最復雜的(de)(de)事情。不(bu)同于(yu)宏觀(guan)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)，納米生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)是(shi)從(cong)微觀(guan)的(de)(de)角(jiao)度來觀(guan)察生(sheng)(sheng)(sheng)命現(xian)象、并(bing)以對分子的(de)(de)操(cao)縱和改(gai)性為(wei)目標的(de)(de)。納米生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)發展時間(jian)不(bu)長就已經取得了可喜的(de)(de)成績。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)科(ke)學(xue)(xue)家在納米生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)領域提(ti)出了許(xu)多富有(you)挑戰性的(de)(de)新觀(guan)念。納米生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)的(de)(de)加工技術可以向生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)細胞學(xue)(xue)習(xi)。

事實(shi)上，每一(yi)個(ge)細胞(bao)都(dou)是一(yi)個(ge)活(huo)生(sheng)生(sheng)的納(na)(na)米(mi)技(ji)術應用(yong)的實(shi)例：細胞(bao)不(bu)僅(jin)將燃料轉(zhuan)化為能量，而且(qie)按照儲存在DNA中的信息來建造和激(ji)活(huo)蛋白(bai)質和酶，通過對不(bu)同物(wu)種的DNA進行重(zhong)組，基因工程家(jia)已(yi)經學(xue)會建造新的這類納(na)(na)米(mi)工具，例如用(yong)細菌細胞(bao)來生(sheng)產(chan)醫用(yong)激(ji)素。科學(xue)家(jia)根(gen)據分(fen)子(zi)病理學(xue)的原(yuan)理已(yi)經研(yan)制出各種各樣的可以進入人(ren)(ren)體微觀(guan)世(shi)界行走(zou)的納(na)(na)米(mi)機(ji)器人(ren)(ren)，有望用(yong)于(yu)清除有害(hai)物(wu)質、修復損壞基因、激(ji)活(huo)細胞(bao)能量、維護人(ren)(ren)體健康和延長人(ren)(ren)類壽(shou)命。醫用(yong)納(na)(na)米(mi)機(ji)器人(ren)(ren)還處在試驗階段。

應用領域

納(na)米技術(shu)的(de)大膽(dan)應(ying)用設想還包括：利用納(na)米機(ji)器(qi)將(jiang)獲取的(de)碳原(yuan)子逐個組織起來(lai)，變(bian)成(cheng)精美的(de)金剛石；將(jiang)二氧化物分(fen)子重新分(fen)解為原(yuan)來(lai)的(de)組成(cheng)部分(fen)；在人血(xue)(xue)中(zhong)放(fang)入納(na)米巡航工(gong)具，它能自動尋找沉積于靜脈血(xue)(xue)管壁上(shang)的(de)膽(dan)固醇，然后將(jiang)它們一一分(fen)解；將(jiang)來(lai)納(na)米機(ji)器(qi)能夠把草(cao)地上(shang)剪下來(lai)的(de)草(cao)變(bian)成(cheng)面包……在完(wan)全(quan)意義上(shang)講，世(shi)上(shang)每(mei)一個現實存在的(de)物體無論是電(dian)腦(nao)還是奶酪(lao)都是由分(fen)子組成(cheng)的(de)；

在理論上，納米機(ji)器(qi)可以構(gou)建(jian)所有的(de)物體。

當然從理(li)論到(dao)真正實現應(ying)用(yong)(yong)是不(bu)能(neng)等(deng)同(tong)(tong)的(de)(de)，但納米機械(xie)專(zhuan)家(jia)(jia)已經表明，實現納米技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)是可行的(de)(de)。在掃描隧道顯微(wei)(wei)鏡(jing)幫助下，納米機械(xie)專(zhuan)家(jia)(jia)已經能(neng)將獨(du)立的(de)(de)原(yuan)子安(an)排成(cheng)(cheng)自然界從未有的(de)(de)結(jie)構。此外，納米機械(xie)專(zhuan)家(jia)(jia)還設計出了(le)只(zhi)由幾個分子組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)微(wei)(wei)小齒(chi)輪和(he)馬(ma)達。（切勿(wu)將這(zhe)些(xie)齒(chi)輪和(he)馬(ma)達與那些(xie)由數以百萬計分子組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)用(yong)(yong)傳統(tong)技(ji)術(shu)(shu)構建的(de)(de)微(wei)(wei)小齒(chi)輪和(he)馬(ma)達相(xiang)混淆，這(zhe)些(xie)機器同(tong)(tong)未來制(zhi)造的(de)(de)機器相(xiang)比(bi)較(jiao)實在是太巨大了(le)）。

25年(nian)內，納米技術(shu)學家期望實現這(zhe)些(xie)存在于科學陳列室中的(de)想法，創造(zao)出真實的(de)、可(ke)(ke)以工作(zuo)的(de)納米機器(qi)。這(zhe)些(xie)納米機器(qi)有(you)微(wei)小的(de)“手(shou)指”可(ke)(ke)以精巧地(di)處理各種分(fen)子；有(you)微(wei)小的(de)“電(dian)腦(nao)”來(lai)指揮(hui)“手(shou)指”如何操(cao)作(zuo)。“手(shou)指”可(ke)(ke)能由碳納米管制造(zao)，它的(de)強度是鋼(gang)的(de)100倍，細(xi)度是頭發(fa)絲的(de)五(wu)萬分(fen)之一。“電(dian)腦(nao)”可(ke)(ke)能由碳納米管制造(zao)，這(zhe)些(xie)碳納米管既能做(zuo)(zuo)晶體管又能做(zuo)(zuo)連接(jie)它們的(de)導線。“電(dian)腦(nao)”也可(ke)(ke)能由DNA制造(zao)，用適當的(de)軟(ruan)件和足(zu)夠(gou)的(de)靈巧性進(jin)行武裝(zhuang)的(de)納米機器(qi)人可(ke)(ke)以構建(jian)任何物質。

納米(mi)(mi)(mi)機器(qi)人(ren)(ren)執行任何任務(wu)，包括(kuo)自身復(fu)制，都(dou)必須動用大量的(de)納米(mi)(mi)(mi)機器(qi)。血液里(li)可能存在(zai)數以(yi)百(bai)萬計(ji)的(de)納米(mi)(mi)(mi)機器(qi)人(ren)(ren)；在(zai)每一(yi)個有毒廢物地點可能需要(yao)數以(yi)萬億計(ji)的(de)納米(mi)(mi)(mi)機器(qi)人(ren)(ren)，要(yao)制造一(yi)輛汽車可能要(yao)調動數以(yi)100億億計(ji)的(de)納米(mi)(mi)(mi)機器(qi)人(ren)(ren)同時工作。然而，沒有一(yi)個生(sheng)產(chan)線能生(sheng)產(chan)如(ru)此(ci)巨大數量的(de)納米(mi)(mi)(mi)機器(qi)人(ren)(ren)。

但是，納(na)米科學家眼中的(de)納(na)米機(ji)器可(ke)以(yi)做到這(zhe)(zhe)點。他們(men)(men)設計(ji)的(de)納(na)米機(ji)器人(ren)(ren)可(ke)以(yi)完成兩件事：執(zhi)行(xing)它們(men)(men)的(de)主要(yao)任務和制造(zao)出它們(men)(men)自(zi)身(shen)完美的(de)復(fu)制體(ti)。如果第一個(ge)納(na)米機(ji)器人(ren)(ren)能夠(gou)制造(zao)出兩個(ge)復(fu)制體(ti)，這(zhe)(zhe)兩個(ge)復(fu)制體(ti)每(mei)個(ge)又可(ke)制造(zao)出兩個(ge)自(zi)己(ji)的(de)復(fu)制體(ti)，很快就(jiu)可(ke)以(yi)獲得數萬億(yi)個(ge)納(na)米機(ji)器人(ren)(ren)。

但是，假如(ru)納米機器人(ren)(ren)忘記(ji)停止(zhi)復(fu)制(zhi)(zhi)，會(hui)發生(sheng)(sheng)什么？如(ru)果沒有一些內建的(de)(de)停止(zhi)信號(hao)，納米機器人(ren)(ren)忘記(ji)停止(zhi)復(fu)制(zhi)(zhi)，這(zhe)種災難的(de)(de)可能(neng)后果將會(hui)是無法(fa)計算的(de)(de)。納米機器人(ren)(ren)在人(ren)(ren)體內快速復(fu)制(zhi)(zhi)，能(neng)夠比癌癥擴散(san)還要快地布滿正(zheng)常組織；一個(ge)發瘋的(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)食物(wu)機器人(ren)(ren)能(neng)夠把地球的(de)(de)整個(ge)生(sheng)(sheng)物(wu)圈(quan)變成一塊(kuai)巨(ju)大(da)的(de)(de)奶酪(lao)。

納(na)米(mi)技術(shu)學(xue)家沒有回避危險，但是他們相信他們能控制(zhi)(zhi)(zhi)災難(nan)的(de)發生(sheng)。其中一(yi)個(ge)辦法是設計(ji)出一(yi)種軟件(jian)程序使(shi)納(na)米(mi)機(ji)器人(ren)在(zai)(zai)復制(zhi)(zhi)(zhi)數代后自我摧毀。另(ling)一(yi)種辦法是設計(ji)出一(yi)種只(zhi)(zhi)在(zai)(zai)特定條件(jian)下復制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)機(ji)器人(ren)，例如(ru)只(zhi)(zhi)有在(zai)(zai)有毒化學(xue)物質以較高濃(nong)度出現(xian)時機(ji)器人(ren)才(cai)能復制(zhi)(zhi)(zhi)，或者在(zai)(zai)一(yi)個(ge)很(hen)窄的(de)溫度和濕度范(fan)圍(wei)內機(ji)器人(ren)才(cai)能復制(zhi)(zhi)(zhi)。

就(jiu)像電腦病毒(du)的(de)傳播一(yi)樣(yang)，所有以(yi)上(shang)這(zhe)(zhe)些努力都無法阻止那些不(bu)懷(huai)好意(yi)的(de)人(ren)有意(yi)釋放(fang)某種納(na)(na)米(mi)機器人(ren)作為害人(ren)武器。事(shi)實(shi)上(shang)，一(yi)些批評家指出納(na)(na)米(mi)技(ji)術(shu)可(ke)(ke)能的(de)危(wei)險(xian)要大于它(ta)的(de)益處。然(ran)而，僅僅這(zhe)(zhe)些利益就(jiu)已經太(tai)具誘惑力了，納(na)(na)米(mi)技(ji)術(shu)必將超過電子計(ji)算機和(he)基因(yin)制(zhi)藥而成為新世紀的(de)技(ji)術(shu)發展方向。世界(jie)可(ke)(ke)能會需要一(yi)個納(na)(na)米(mi)技(ji)術(shu)免疫系(xi)統(tong)，這(zhe)(zhe)個系(xi)統(tong)中納(na)(na)米(mi)機器人(ren)警(jing)察(cha)不(bu)斷(duan)地在微(wei)觀世界(jie)中同那些不(bu)懷(huai)好意(yi)的(de)機器人(ren)進行戰斗。

中國應用

中(zhong)國人也可以像擺(bai)棋子一(yi)樣擺(bai)弄(nong)原子了。記者從中(zhong)科院獲(huo)悉(xi)，一(yi)臺(tai)能夠在納(na)(na)米(mi)(mi)尺度上操(cao)作的機(ji)器人系統樣機(ji)由(you)中(zhong)國科學院沈陽(yang)自(zi)動(dong)化所(suo)研制(zhi)成功，并(bing)通過了國家(jia)“863”自(zi)動(dong)化領(ling)域(yu)智能機(ji)器人專家(jia)組(zu)的驗收(shou)。在一(yi)個(ge)演示中(zhong)，沈陽(yang)自(zi)動(dong)化所(suo)的研究人員(yuan)操(cao)縱“納(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)操(cao)作機(ji)器人”，在一(yi)塊硅基(ji)片上1×2微(wei)米(mi)(mi)的區域(yu)上清(qing)晰(xi)刻出“SIA”3個(ge)英文字母(mu)（沈陽(yang)自(zi)動(dong)化所(suo)的縮寫）；另一(yi)個(ge)演示顯示，在一(yi)個(ge)5×5微(wei)米(mi)(mi)的硅基(ji)片上，操(cao)作者將(jiang)一(yi)個(ge)4微(wei)米(mi)(mi)長、100納(na)(na)米(mi)(mi)粗(cu)細(xi)的碳納(na)(na)米(mi)(mi)管準確移動(dong)到一(yi)個(ge)刻好(hao)的溝槽里。

納米微操作機器人在10×10微米的(de)基片上刻出的(de)字(zi)樣

測(ce)試(shi)顯示(shi)，在(zai)(zai)(zai)(zai)刻(ke)畫操(cao)作(zuo)(zuo)中，這臺納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)操(cao)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)器人在(zai)(zai)(zai)(zai)512個像素(su)寬度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)顯示(shi)區域里，重(zhong)復(fu)定(ding)(ding)位(wei)(wei)誤差小于(yu)5個像素(su)，精度(du)達(da)1%以(yi)上；在(zai)(zai)(zai)(zai)移(yi)動(dong)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)碳管的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)中，重(zhong)復(fu)定(ding)(ding)位(wei)(wei)精度(du)達(da)到30納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)；而在(zai)(zai)(zai)(zai)基于(yu)路(lu)標(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)(ding)位(wei)(wei)測(ce)試(shi)中，其(qi)定(ding)(ding)位(wei)(wei)誤差小于(yu)4納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)。專家(jia)(jia)解釋，1納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)是(shi)10^-9米(mi)(mi)，大約等(deng)于(yu)10個氬原(yuan)(yuan)子(zi)并(bing)列成(cheng)一(yi)條直線的(de)(de)(de)(de)(de)長度(du)。在(zai)(zai)(zai)(zai)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)尺度(du)上的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)，被(bei)稱為“納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)操(cao)作(zuo)(zuo)”，是(shi)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)內容，其(qi)目的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)尺度(du)上按(an)人的(de)(de)(de)(de)(de)意愿對納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料實(shi)現移(yi)動(dong)、整形、刻(ke)畫以(yi)及(ji)裝(zhuang)配(pei)(pei)等(deng)工(gong)作(zuo)(zuo)。納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)操(cao)作(zuo)(zuo)始于(yu)20世(shi)紀80年(nian)代，IBM的(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)學家(jia)(jia)1989年(nian)利(li)用(yong)掃描式隧道顯微(wei)鏡(jing)（STM）操(cao)作(zuo)(zuo)35個氙(xian)原(yuan)(yuan)子(zi)在(zai)(zai)(zai)(zai)鎳金屬表面拼出I－B－M三個字母，成(cheng)為轟動(dong)世(shi)界的(de)(de)(de)(de)(de)新聞，開了(le)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)操(cao)作(zuo)(zuo)先(xian)(xian)河。從此，納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)操(cao)作(zuo)(zuo)技術作(zuo)(zuo)為一(yi)個重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)戰略發展方(fang)(fang)向吸引各國競相展開研(yan)究。該項目研(yan)究人員介(jie)紹，這臺機(ji)(ji)器人系(xi)統在(zai)(zai)(zai)(zai)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)尺度(du)下的(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)統建模方(fang)(fang)法(fa)、三維(wei)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)觀(guan)力(li)獲取與(yu)感知(zhi)及(ji)誤差分析與(yu)補(bu)償(chang)方(fang)(fang)面有(you)很多突破與(yu)創新，都達(da)到世(shi)界先(xian)(xian)進(jin)(jin)水平。據介(jie)紹，這種(zhong)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)操(cao)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)器人可(ke)(ke)廣(guang)泛應(ying)用(yong)于(yu)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學實(shi)驗(yan)研(yan)究、生(sheng)物(wu)工(gong)程與(yu)醫學實(shi)驗(yan)研(yan)究、微(wei)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)研(yan)教學等(deng)領(ling)域。如生(sheng)物(wu)學研(yan)究領(ling)域中，使(shi)用(yong)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)操(cao)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)器人可(ke)(ke)完成(cheng)對細胞染色(se)體的(de)(de)(de)(de)(de)切割操(cao)作(zuo)(zuo)；也(ye)可(ke)(ke)在(zai)(zai)(zai)(zai)DNA或分子(zi)水平上進(jin)(jin)行(xing)生(sheng)化檢(jian)測(ce)及(ji)病理(li)、生(sheng)理(li)測(ce)試(shi)實(shi)驗(yan)研(yan)究。此外這種(zhong)機(ji)(ji)器人在(zai)(zai)(zai)(zai)IC工(gong)業中納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)配(pei)(pei)與(yu)加工(gong)方(fang)(fang)面也(ye)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景(jing)，如可(ke)(ke)以(yi)利(li)用(yong)它(ta)操(cao)作(zuo)(zuo)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)粒，裝(zhuang)配(pei)(pei)微(wei)/納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)電(dian)子(zi)器件(jian)，甚至復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)(de)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)電(dian)路(lu)。這意味(wei)著，未來利(li)用(yong)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)電(dian)路(lu)制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)腦(nao)和(he)家(jia)(jia)用(yong)電(dian)器，可(ke)(ke)以(yi)“想要(yao)它(ta)有(you)多小，就(jiu)能(neng)做多小”，甚至可(ke)(ke)以(yi)“塞(sai)進(jin)(jin)牙縫”；而未來利(li)用(yong)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)操(cao)作(zuo)(zuo)技術制作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)型(xing)機(ji)(ji)器人，也(ye)可(ke)(ke)以(yi)鉆入人體替病人疏通(tong)血(xue)管，或在(zai)(zai)(zai)(zai)肉眼看不見的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)世(shi)界里，完成(cheng)人們自(zi)己不可(ke)(ke)能(neng)完成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)任務(wu)。

國外應用

在美國科幻大片《驚異大奇航》中(zhong)，科學(xue)家把變小的(de)(de)人(ren)和(he)飛船注射進(jin)人(ren)體(ti)，讓這(zhe)些縮小的(de)(de)“參觀(guan)者”直接觀(guan)看到人(ren)體(ti)各(ge)個器官的(de)(de)組織和(he)運行情況。然(ran)而(er)在現實中(zhong)，科學(xue)家根據分子病理(li)學(xue)的(de)(de)原理(li)已經(jing)研制出各(ge)種(zhong)各(ge)樣的(de)(de)可以進(jin)入(ru)人(ren)體(ti)的(de)(de)納米機器人(ren)，有望用(yong)于維護人(ren)體(ti)健康(kang)。

還處在(zai)試驗階段，大到長幾(ji)毫米，小到直徑(jing)幾(ji)微米；但(dan)可以肯定的是(shi)，未(wei)來幾(ji)年內，納米機(ji)器人將會帶來一(yi)場醫(yi)學革命。

許多工程(cheng)師、科學家和醫生都認為，醫用納(na)米機器人有著(zhu)無限的潛力——而其中最有可能的包括：治療動脈粥樣(yang)硬(ying)化、抗(kang)癌、去除血塊、清潔傷(shang)口、幫助(zhu)凝血、祛除寄生蟲(chong)、治療痛(tong)風(feng)、粉碎(sui)腎結石、人工授精(jing)以(yi)及激活細胞能量，使(shi)人不僅保持健康，而且延長壽命。

研究進展

納(na)米(mi)機(ji)器人，外(wai)形仿照大腸桿菌。科學家已(yi)在2015年進(jin)行(xing)臨床試驗。納(na)米(mi)技術(shu)(shu)研究領(ling)域的科學家積極探(tan)索這項技術(shu)(shu)在其他方(fang)面(mian)的應用，例如水處理(li)或者(zhe)環境治理(li)。將(jiang)來(lai)可(ke)能會操控(kong)數百萬個納(na)米(mi)機(ji)器人，讓它們穿(chuan)過被污(wu)染的水域，尋找和處理(li)污(wu)染物而后將(jiang)它們收集(ji)在一(yi)起。

在治(zhi)療(liao)心臟病時，納(na)米(mi)機器(qi)人將穿(chuan)過(guo)一根直(zhi)徑2到(dao)3毫(hao)米(mi)的(de)(de)導管，進入需(xu)要治(zhi)療(liao)的(de)(de)特定部位。這(zhe)種導管技術(shu)也可用(yong)于大腦(nao)以及其(qi)他(ta)部位，例(li)如腸道和尿道。進入這(zhe)些部位的(de)(de)最(zui)大難度(du)就(jiu)是一定要達到(dao)極高(gao)的(de)(de)精確度(du)。出于這(zhe)個原因，納(na)米(mi)技術(shu)長久以來(lai)一直(zhi)被譽(yu)為未來(lai)對抗癌癥(zheng)的(de)(de)最(zui)理(li)想(xiang)武器(qi)。

納(na)(na)米(mi)機(ji)器人(ren)在(zai)絕對無塵室制造，防止它們感(gan)染細菌。這種制造方式在(zai)很大程(cheng)度(du)上(shang)與電腦芯片類似(si)。尼爾森指出這一次的成功測試(shi)給(gei)了他們很大鼓勵，促使他們探索納(na)(na)米(mi)機(ji)器人(ren)的其他應用，例如治療心臟病。

科學(xue)家在極(ji)(ji)為脆弱的環境下(xia)對納米機器人進(jin)行(xing)活體(ti)(ti)測試，這個(ge)極(ji)(ji)為脆弱的環境便是眼睛。測試中，它(ta)們穿過玻璃體(ti)(ti)——充滿視網(wang)(wang)膜(mo)與(yu)晶體(ti)(ti)之間眼球的無色透明膠狀物質(zhi)——將(jiang)藥(yao)物送入視網(wang)(wang)膜(mo)，治(zhi)療與(yu)衰(shuai)老有(you)關的疾病，例如(ru)黃斑(ban)變性(xing)。黃斑(ban)變性(xing)可導致失明。

爾森的納米機器人可能(neng)并不攜帶一把微(wei)型手術(shu)刀，但它(ta)(ta)們擁有一些非常獨(du)特的東西。它(ta)(ta)們的外形仿照大腸桿(gan)菌，利用被稱之為“鞭毛(mao)(mao)”的旋轉尾(wei)巴驅動(dong)身體前行。細(xi)菌擁有一個回轉馬達(da)。我們還無法制造(zao)這(zhe)種馬達(da)，我們沒(mei)有這(zhe)方面的技術(shu)，但我們能(neng)夠借(jie)助(zhu)磁(ci)場實現相同(tong)的目的。我們采用了鞭毛(mao)(mao)的設計(ji)，對其進行磁(ci)化，允(yun)許機器人游動(dong)。