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“納(na)(na)米(mi)機器(qi)(qi)人(ren)(ren)”是機器(qi)(qi)人(ren)(ren)工程學的(de)一種新興科技(ji)，納(na)(na)米(mi)機器(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)研(yan)制(zhi)屬于“分子納(na)(na)米(mi)技(ji)術(shu)(Molecular nanotechnology，簡稱MNT)”的(de)范疇(chou)，它根據分子水平的(de)生(sheng)物學原(yuan)理為設(she)計原(yuan)型，設(she)計制(zhi)造(zao)可對納(na)(na)米(mi)空間進行操作的(de)“功能分子器(qi)(qi)件”。

納米機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的設(she)想，是在納米尺度上應用生(sheng)物(wu)學(xue)原理，發(fa)(fa)現新(xin)現象，研制可編(bian)程(cheng)的分(fen)子機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)。合成生(sheng)物(wu)學(xue)對(dui)細(xi)胞信(xin)號傳導(dao)與(yu)基因(yin)調控(kong)網絡(luo)重新(xin)設(she)計(ji)，開發(fa)(fa)“在體”或(huo)“濕(shi)”的生(sheng)物(wu)計(ji)算機(ji)(ji)或(huo)細(xi)胞機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)，從而產生(sheng)了另種方(fang)式(shi)的納米機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)技術(shu)。

產生背景

1959年率先提出納米(mi)技術的(de)設想是(shi)諾貝爾(er)獎得主理(li)論物理(li)學(xue)家(jia)理(li)查德·費曼。他率先提出利(li)用(yong)微(wei)型(xing)機(ji)器人(ren)治病的(de)想法。用(yong)他的(de)話(hua)說，就是(shi)“吞下外科醫生”。理(li)查德·費恩曼在一次題(ti)為《在物質底層(ceng)有(you)(you)大(da)(da)量的(de)空間(jian)》的(de)演講中(zhong)提出：將(jiang)來(lai)人(ren)類(lei)有(you)(you)可(ke)能建造一種分子(zi)大(da)(da)小的(de)微(wei)型(xing)機(ji)器，可(ke)以把(ba)分子(zi)甚至單個的(de)原子(zi)作為建筑構件在非(fei)常(chang)細小的(de)空間(jian)構建物質，這意(yi)味著(zhu)人(ren)類(lei)可(ke)以在最(zui)底層(ceng)空間(jian)制造任何東西(xi)。從分子(zi)和原子(zi)著(zhu)手改(gai)變(bian)和組織(zhi)分子(zi)是(shi)化學(xue)家(jia)和生物學(xue)家(jia)意(yi)欲到(dao)達的(de)目(mu)標。這將(jiang)使生產程序變(bian)得非(fei)常(chang)簡單，只需將(jiang)獲取到(dao)的(de)大(da)(da)量的(de)分子(zi)進行重新(xin)組合就可(ke)形(xing)成有(you)(you)用(yong)的(de)物體。

在1959年(nian)的(de)演講《在底部(bu)有(you)很(hen)多空間》中，他提出納(na)米(mi)技術這(zhe)(zhe)一想(xiang)法。雖然沒有(you)使用“納(na)米(mi)”這(zhe)(zhe)個詞，但他實際(ji)上闡(chan)述了納(na)米(mi)技術的(de)基本概念。

1990年，我國著名學(xue)者周海中(zhong)(zhong)教授在《論機(ji)器人(ren)》一(yi)文中(zhong)(zhong)預言：到(dao)二十(shi)一(yi)世(shi)紀中(zhong)(zhong)葉，納米機(ji)器人(ren)將徹底(di)改變人(ren)類的勞動和生活(huo)方式。

2010年7月1日，美國密西(xi)西(xi)比(bi)州的(de)灣港，墨西(xi)哥灣“深水地平線”號(hao)的(de)漏油被(bei)沖上(shang)海岸。在應對漏油事故等環境災難方(fang)(fang)面，納(na)米(mi)機器(qi)人的(de)效率遠遠超過傳統方(fang)(fang)式。

學術設想

納(na)米(mi)(mi)生物(wu)學(xue)的(de)設(she)想，是在納(na)米(mi)(mi)尺度(du)上(shang)應用(yong)生物(wu)學(xue)原理，發(fa)現新現象，研制(zhi)可編程的(de)分子機器(qi)人，也稱(cheng)納(na)米(mi)(mi)機器(qi)人。涉(she)及(ji)的(de)內容可歸納(na)為以下(xia)4個方面：

在納米尺度(du)上了解生物大分子(zi)的(de)精細結構及(ji)其與功能的(de)聯(lian)系。

在納(na)米尺度上獲(huo)得生(sheng)命信息，例(li)如，利用掃描隧道顯(xian)微鏡獲(huo)取細(xi)胞膜和細(xi)胞表面的結(jie)構信息等(deng)。

納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器人(ren)(ren)的研制(zhi)。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器人(ren)(ren)是(shi)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)生(sheng)物學中(zhong)最具有(you)誘惑力(li)的內容，第一代(dai)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器人(ren)(ren)是(shi)生(sheng)物系統(tong)和機械系統(tong)的有(you)機結合體(ti)(ti)，這(zhe)種納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器人(ren)(ren)可注入人(ren)(ren)體(ti)(ti)血管內，進(jin)行(xing)健康檢(jian)查和疾病治(zhi)療。還可以用來進(jin)行(xing)人(ren)(ren)體(ti)(ti)器官的修復工作(zuo)、作(zuo)整容手(shou)術、從(cong)基(ji)因(yin)(yin)中(zhong)除(chu)去有(you)害(hai)的DNA，或把正常的DNA安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)基(ji)因(yin)(yin)中(zhong)，使機體(ti)(ti)正常運行(xing)。第二代(dai)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器人(ren)(ren)是(shi)直接從(cong)原子或分(fen)子裝(zhuang)(zhuang)配成(cheng)具有(you)特定(ding)功能的納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)尺度的分(fen)子裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，第三代(dai)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機器人(ren)(ren)將包含有(you)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)計算機，是(shi)一種可以進(jin)行(xing)人(ren)(ren)機對話(hua)的裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。

納米尺度調(diao)整殺死變異(yi)的(de)癌變細胞(bao)(bao)，通(tong)過外部激(ji)光器指引，精確計算找到(dao)出輻射超標的(de)癌變細胞(bao)(bao)，利用先(xian)進的(de)生物細胞(bao)(bao)溶解(jie)技術將可能病(bing)變的(de)細胞(bao)(bao)溶解(jie)成化學(xue)分子元素(su)，并通(tong)過特定傳感器系統精確的(de)核查后，將細胞(bao)(bao)組分成功(gong)(gong)進入健(jian)康(kang)細胞(bao)(bao)中，完成壞死細胞(bao)(bao)與成功(gong)(gong)健(jian)康(kang)細胞(bao)(bao)的(de)轉換。

技術原理

納米(mi)生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)的(de)產(chan)生是與SPM的(de)發(fa)明(ming)和在生命(ming)科學(xue)(xue)(xue)中(zhong)的(de)應用分不(bu)開的(de)。生命(ming)過程是已知的(de)物(wu)(wu)理、化學(xue)(xue)(xue)過程中(zhong)最(zui)復(fu)雜的(de)事情。不(bu)同于宏觀生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)，納米(mi)生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)是從微觀的(de)角度來觀察生命(ming)現象、并以對分子的(de)操縱和改性為目(mu)標的(de)。納米(mi)生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)發(fa)展時間不(bu)長就已經取(qu)得(de)了(le)可喜的(de)成(cheng)績(ji)。生物(wu)(wu)科學(xue)(xue)(xue)家(jia)在納米(mi)生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)領域提出了(le)許多富(fu)有挑戰性的(de)新觀念。納米(mi)生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)的(de)加(jia)工技術(shu)可以向生物(wu)(wu)細胞學(xue)(xue)(xue)習。

事實(shi)上(shang)，每(mei)一個(ge)細(xi)胞都是一個(ge)活生(sheng)生(sheng)的(de)納米(mi)技術應用(yong)的(de)實(shi)例(li)：細(xi)胞不僅(jin)將燃料(liao)轉化為能(neng)量，而且(qie)按(an)照儲存在(zai)DNA中(zhong)的(de)信息來建(jian)造和激(ji)活蛋(dan)白質和酶，通過對不同物(wu)種(zhong)的(de)DNA進(jin)行重組，基(ji)因工程家已經(jing)學會建(jian)造新的(de)這類納米(mi)工具，例(li)如用(yong)細(xi)菌細(xi)胞來生(sheng)產(chan)醫(yi)用(yong)激(ji)素(su)。科學家根據分子病理學的(de)原理已經(jing)研制(zhi)出各種(zhong)各樣的(de)可以進(jin)入(ru)人(ren)(ren)(ren)體微觀世界行走的(de)納米(mi)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)，有望用(yong)于清除(chu)有害物(wu)質、修復損壞基(ji)因、激(ji)活細(xi)胞能(neng)量、維護人(ren)(ren)(ren)體健康和延長人(ren)(ren)(ren)類壽命(ming)。醫(yi)用(yong)納米(mi)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)還處在(zai)試驗階段。

應用領域

納米(mi)技術的大膽應(ying)用設(she)想還(huan)包括(kuo)：利用納米(mi)機(ji)器(qi)將(jiang)獲取的碳原(yuan)(yuan)子(zi)逐個組織起來，變成(cheng)(cheng)精美的金剛石；將(jiang)二氧化物(wu)分(fen)子(zi)重新分(fen)解為原(yuan)(yuan)來的組成(cheng)(cheng)部分(fen)；在人血中放入納米(mi)巡航工具，它能自動尋(xun)找(zhao)沉積于靜脈血管壁上(shang)的膽固醇，然后將(jiang)它們一一分(fen)解；將(jiang)來納米(mi)機(ji)器(qi)能夠把草地上(shang)剪(jian)下來的草變成(cheng)(cheng)面包……在完(wan)全(quan)意義上(shang)講，世上(shang)每一個現(xian)實存在的物(wu)體無論是電腦(nao)還(huan)是奶酪都是由(you)分(fen)子(zi)組成(cheng)(cheng)的；

在理論上，納米機器可以構建所(suo)有的(de)物體。

當(dang)然從理論(lun)到真(zhen)正實現(xian)應用是不能等同的，但(dan)納米(mi)(mi)機(ji)械專(zhuan)家(jia)(jia)已(yi)經表明，實現(xian)納米(mi)(mi)技(ji)術的應用是可行的。在掃(sao)描隧道顯微鏡幫助下，納米(mi)(mi)機(ji)械專(zhuan)家(jia)(jia)已(yi)經能將(jiang)獨立的原子安排成(cheng)(cheng)自(zi)然界從未(wei)有的結(jie)構(gou)。此外，納米(mi)(mi)機(ji)械專(zhuan)家(jia)(jia)還設計(ji)出了只由(you)幾個分(fen)子組成(cheng)(cheng)的微小齒(chi)輪(lun)(lun)和(he)馬(ma)達。（切勿將(jiang)這些齒(chi)輪(lun)(lun)和(he)馬(ma)達與那些由(you)數(shu)以百萬計(ji)分(fen)子組成(cheng)(cheng)的用傳(chuan)統技(ji)術構(gou)建的微小齒(chi)輪(lun)(lun)和(he)馬(ma)達相混(hun)淆，這些機(ji)器同未(wei)來制(zhi)造的機(ji)器相比較實在是太巨大了）。

25年(nian)內，納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術(shu)學家期(qi)望實(shi)現(xian)這(zhe)些存在(zai)于科學陳列室(shi)中的(de)(de)想法，創造出(chu)真實(shi)的(de)(de)、可以(yi)工作(zuo)的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)機(ji)器(qi)。這(zhe)些納(na)(na)(na)米(mi)(mi)機(ji)器(qi)有微(wei)小(xiao)的(de)(de)“手指(zhi)”可以(yi)精巧地處理各種(zhong)分(fen)子；有微(wei)小(xiao)的(de)(de)“電腦(nao)”來指(zhi)揮“手指(zhi)”如何操作(zuo)。“手指(zhi)”可能(neng)由碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)管制(zhi)造，它(ta)的(de)(de)強度是鋼(gang)的(de)(de)100倍(bei)，細度是頭發絲的(de)(de)五萬分(fen)之一。“電腦(nao)”可能(neng)由碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)管制(zhi)造，這(zhe)些碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)管既能(neng)做晶體管又能(neng)做連接它(ta)們的(de)(de)導(dao)線(xian)。“電腦(nao)”也(ye)可能(neng)由DNA制(zhi)造，用適當的(de)(de)軟件和足夠的(de)(de)靈巧性進行武裝的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)機(ji)器(qi)人可以(yi)構建任何物質。

納(na)(na)(na)米(mi)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)執行任(ren)何(he)任(ren)務，包括自身復制，都必須動(dong)用大量的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)機(ji)器(qi)。血液里可能存在數以百萬計(ji)的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)；在每一(yi)個有毒(du)廢物地點可能需要數以萬億計(ji)的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)，要制造一(yi)輛汽車(che)可能要調動(dong)數以100億億計(ji)的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)同時工作。然而，沒(mei)有一(yi)個生產線能生產如此(ci)巨大數量的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)。

但(dan)是，納米科學(xue)家眼中的納米機(ji)(ji)器(qi)可(ke)以(yi)做到這(zhe)點。他們(men)設計的納米機(ji)(ji)器(qi)人(ren)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)兩(liang)件事(shi)：執行它們(men)的主要任務(wu)和制造出(chu)它們(men)自身完(wan)美的復制體。如果第(di)一個納米機(ji)(ji)器(qi)人(ren)能夠(gou)制造出(chu)兩(liang)個復制體，這(zhe)兩(liang)個復制體每個又(you)可(ke)制造出(chu)兩(liang)個自己的復制體，很快就可(ke)以(yi)獲得數萬億個納米機(ji)(ji)器(qi)人(ren)。

但是，假如(ru)納(na)米(mi)機器(qi)人忘(wang)記停(ting)止(zhi)(zhi)復制(zhi)，會發生什么(me)？如(ru)果沒有(you)一些內建(jian)的(de)停(ting)止(zhi)(zhi)信號，納(na)米(mi)機器(qi)人忘(wang)記停(ting)止(zhi)(zhi)復制(zhi)，這種災難的(de)可能(neng)(neng)后果將會是無法計(ji)算的(de)。納(na)米(mi)機器(qi)人在(zai)人體內快(kuai)速復制(zhi)，能(neng)(neng)夠比(bi)癌癥擴(kuo)散(san)還要快(kuai)地布滿正常組織；一個發瘋(feng)的(de)制(zhi)造食物(wu)機器(qi)人能(neng)(neng)夠把地球的(de)整個生物(wu)圈變成一塊巨大的(de)奶酪。

納(na)米技術學家沒有回避危險，但(dan)是他(ta)們相信他(ta)們能控(kong)制(zhi)(zhi)災難的發生。其(qi)中(zhong)一(yi)(yi)個辦(ban)法是設(she)計出(chu)(chu)一(yi)(yi)種(zhong)軟件(jian)程(cheng)序使納(na)米機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)在(zai)(zai)復(fu)(fu)制(zhi)(zhi)數代后(hou)自(zi)我摧毀。另(ling)一(yi)(yi)種(zhong)辦(ban)法是設(she)計出(chu)(chu)一(yi)(yi)種(zhong)只(zhi)(zhi)在(zai)(zai)特定條件(jian)下復(fu)(fu)制(zhi)(zhi)的機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)，例(li)如只(zhi)(zhi)有在(zai)(zai)有毒化(hua)學物質以較高濃(nong)度出(chu)(chu)現時機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)才(cai)能復(fu)(fu)制(zhi)(zhi)，或(huo)者在(zai)(zai)一(yi)(yi)個很窄(zhai)的溫(wen)度和濕度范圍內(nei)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)才(cai)能復(fu)(fu)制(zhi)(zhi)。

就像(xiang)電腦病毒的(de)(de)傳播一樣(yang)，所(suo)有以上(shang)(shang)這(zhe)些(xie)努力(li)都無法阻止那些(xie)不(bu)(bu)懷好(hao)(hao)意(yi)的(de)(de)人(ren)有意(yi)釋放(fang)某種納(na)米(mi)機(ji)(ji)器人(ren)作為害人(ren)武(wu)器。事實上(shang)(shang)，一些(xie)批評家指(zhi)出納(na)米(mi)技術(shu)可能(neng)的(de)(de)危(wei)險要大(da)于它的(de)(de)益處。然而，僅僅這(zhe)些(xie)利益就已(yi)經太具誘惑力(li)了，納(na)米(mi)技術(shu)必將超過電子計算機(ji)(ji)和(he)基因制藥而成為新世紀的(de)(de)技術(shu)發展方向。世界(jie)可能(neng)會需要一個(ge)納(na)米(mi)技術(shu)免疫系統，這(zhe)個(ge)系統中(zhong)納(na)米(mi)機(ji)(ji)器人(ren)警察不(bu)(bu)斷(duan)地在(zai)微觀世界(jie)中(zhong)同那些(xie)不(bu)(bu)懷好(hao)(hao)意(yi)的(de)(de)機(ji)(ji)器人(ren)進行戰斗。

中國應用

中(zhong)(zhong)國人(ren)也可以像擺棋(qi)子一(yi)樣(yang)擺弄原子了。記者從中(zhong)(zhong)科院獲悉，一(yi)臺能夠在(zai)納(na)米(mi)(mi)尺度上操(cao)作的(de)(de)(de)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)系(xi)統樣(yang)機(ji)(ji)由中(zhong)(zhong)國科學院沈陽自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)所(suo)研(yan)制成功，并通(tong)過了國家“863”自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)領(ling)域智能機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)專家組(zu)的(de)(de)(de)驗收。在(zai)一(yi)個(ge)演示中(zhong)(zhong)，沈陽自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)所(suo)的(de)(de)(de)研(yan)究人(ren)員操(cao)縱(zong)“納(na)米(mi)(mi)微操(cao)作機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)”，在(zai)一(yi)塊(kuai)硅(gui)基(ji)片上1×2微米(mi)(mi)的(de)(de)(de)區(qu)域上清晰(xi)刻出“SIA”3個(ge)英文字母(mu)（沈陽自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)所(suo)的(de)(de)(de)縮寫）；另(ling)一(yi)個(ge)演示顯(xian)示，在(zai)一(yi)個(ge)5×5微米(mi)(mi)的(de)(de)(de)硅(gui)基(ji)片上，操(cao)作者將一(yi)個(ge)4微米(mi)(mi)長、100納(na)米(mi)(mi)粗細的(de)(de)(de)碳納(na)米(mi)(mi)管準確移動(dong)(dong)到一(yi)個(ge)刻好的(de)(de)(de)溝槽里。

納米微操作機器人在10×10微米的基片上刻出的字(zi)樣

測(ce)試(shi)顯示，在(zai)(zai)刻畫(hua)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)中(zhong)(zhong)，這臺納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)機器人(ren)(ren)(ren)在(zai)(zai)512個像(xiang)素寬度的(de)(de)(de)(de)顯示區域(yu)里，重復定(ding)位誤差小(xiao)(xiao)于(yu)5個像(xiang)素，精度達1%以上(shang)；在(zai)(zai)移動納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)管的(de)(de)(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)中(zhong)(zhong)，重復定(ding)位精度達到30納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)；而在(zai)(zai)基于(yu)路(lu)標的(de)(de)(de)(de)定(ding)位測(ce)試(shi)中(zhong)(zhong)，其(qi)定(ding)位誤差小(xiao)(xiao)于(yu)4納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。專家解釋，1納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)是10^-9米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)，大約等于(yu)10個氬原子并列(lie)成(cheng)一條直(zhi)線的(de)(de)(de)(de)長度。在(zai)(zai)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)尺度上(shang)的(de)(de)(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)，被稱(cheng)為(wei)“納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)”，是納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技術的(de)(de)(de)(de)重要內(nei)容，其(qi)目的(de)(de)(de)(de)是在(zai)(zai)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)尺度上(shang)按人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)意(yi)愿對(dui)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)實(shi)現(xian)移動、整形、刻畫(hua)以及(ji)裝(zhuang)配(pei)等工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)始于(yu)20世(shi)紀80年(nian)代，IBM的(de)(de)(de)(de)科學家1989年(nian)利(li)用(yong)(yong)(yong)掃描式隧道顯微(wei)(wei)(wei)鏡（STM）操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)35個氙原子在(zai)(zai)鎳金屬表(biao)面(mian)拼(pin)出I－B－M三個字母，成(cheng)為(wei)轟動世(shi)界(jie)的(de)(de)(de)(de)新聞，開了納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)先(xian)河。從(cong)此，納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)技術作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)一個重要的(de)(de)(de)(de)戰(zhan)略發展方(fang)向吸引各國競(jing)相展開研(yan)(yan)(yan)究。該項(xiang)目研(yan)(yan)(yan)究人(ren)(ren)(ren)員(yuan)介紹(shao)，這臺機器人(ren)(ren)(ren)系統在(zai)(zai)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)尺度下的(de)(de)(de)(de)系統建(jian)模方(fang)法、三維納(na)(na)(na)(na)觀力獲取與(yu)(yu)(yu)感(gan)知及(ji)誤差分(fen)析(xi)與(yu)(yu)(yu)補償方(fang)面(mian)有(you)很(hen)多突破與(yu)(yu)(yu)創新，都達到世(shi)界(jie)先(xian)進(jin)(jin)水(shui)平。據介紹(shao)，這種(zhong)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)機器人(ren)(ren)(ren)可(ke)廣泛(fan)應用(yong)(yong)(yong)于(yu)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科學實(shi)驗(yan)研(yan)(yan)(yan)究、生物工(gong)程與(yu)(yu)(yu)醫(yi)學實(shi)驗(yan)研(yan)(yan)(yan)究、微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科研(yan)(yan)(yan)教學等領域(yu)。如生物學研(yan)(yan)(yan)究領域(yu)中(zhong)(zhong)，使用(yong)(yong)(yong)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)機器人(ren)(ren)(ren)可(ke)完(wan)成(cheng)對(dui)細胞染色體的(de)(de)(de)(de)切割操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)；也可(ke)在(zai)(zai)DNA或(huo)(huo)分(fen)子水(shui)平上(shang)進(jin)(jin)行生化(hua)檢測(ce)及(ji)病理(li)、生理(li)測(ce)試(shi)實(shi)驗(yan)研(yan)(yan)(yan)究。此外這種(zhong)機器人(ren)(ren)(ren)在(zai)(zai)IC工(gong)業中(zhong)(zhong)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)配(pei)與(yu)(yu)(yu)加工(gong)方(fang)面(mian)也有(you)良好的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)前景，如可(ke)以利(li)用(yong)(yong)(yong)它操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)微(wei)(wei)(wei)粒，裝(zhuang)配(pei)微(wei)(wei)(wei)/納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電(dian)子器件(jian)，甚(shen)至復雜的(de)(de)(de)(de)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電(dian)路(lu)。這意(yi)味(wei)著，未來利(li)用(yong)(yong)(yong)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電(dian)路(lu)制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)電(dian)腦和家用(yong)(yong)(yong)電(dian)器，可(ke)以“想(xiang)要它有(you)多小(xiao)(xiao)，就(jiu)能做(zuo)多小(xiao)(xiao)”，甚(shen)至可(ke)以“塞(sai)進(jin)(jin)牙(ya)縫”；而未來利(li)用(yong)(yong)(yong)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)技術制作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)型機器人(ren)(ren)(ren)，也可(ke)以鉆入人(ren)(ren)(ren)體替病人(ren)(ren)(ren)疏通血管，或(huo)(huo)在(zai)(zai)肉眼看不(bu)見的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)觀世(shi)界(jie)里，完(wan)成(cheng)人(ren)(ren)(ren)們(men)自己不(bu)可(ke)能完(wan)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)任務。

國外應用

在美國科(ke)幻(huan)大片《驚異大奇航》中，科(ke)學家把變小(xiao)的(de)(de)人(ren)和飛船注射進(jin)人(ren)體(ti)(ti)，讓這些(xie)縮(suo)小(xiao)的(de)(de)“參觀者”直接(jie)觀看到人(ren)體(ti)(ti)各(ge)個器官(guan)的(de)(de)組織(zhi)和運(yun)行(xing)情況。然而在現實中，科(ke)學家根(gen)據分子(zi)病理(li)學的(de)(de)原(yuan)理(li)已經研制出各(ge)種各(ge)樣的(de)(de)可以(yi)進(jin)入(ru)人(ren)體(ti)(ti)的(de)(de)納(na)米機器人(ren)，有望(wang)用于維護人(ren)體(ti)(ti)健康。

還(huan)處在試驗階段(duan)，大到長幾毫(hao)米，小(xiao)到直徑幾微(wei)米；但可以肯定的是(shi)，未來(lai)幾年內，納米機器人將會帶(dai)來(lai)一場醫學革命。

許多工程師、科學(xue)家(jia)和醫(yi)生都認(ren)為，醫(yi)用納(na)米機器人(ren)(ren)有(you)(you)著無限的潛力——而(er)其中(zhong)最(zui)有(you)(you)可(ke)能的包括：治療(liao)動脈粥(zhou)樣硬(ying)化、抗癌、去(qu)除血塊、清潔傷口(kou)、幫助凝血、祛除寄(ji)生蟲、治療(liao)痛風(feng)、粉碎腎(shen)結石、人(ren)(ren)工授精以及(ji)激活細胞能量，使人(ren)(ren)不僅保持健康，而(er)且延長壽(shou)命。

研究進展

納(na)米機(ji)器人(ren)，外形仿照大腸桿菌。科學(xue)家已在2015年進(jin)行臨床試驗。納(na)米技(ji)術研究領域的(de)(de)科學(xue)家積極探索這項(xiang)技(ji)術在其他方面的(de)(de)應用，例如水處(chu)理或(huo)者環(huan)境治(zhi)理。將來(lai)可能會操控(kong)數(shu)百萬(wan)個納(na)米機(ji)器人(ren)，讓它(ta)們穿過被污染的(de)(de)水域，尋找和處(chu)理污染物而后將它(ta)們收集(ji)在一起。

在治療心(xin)臟病時(shi)，納米機器人將穿過一(yi)根直徑2到3毫(hao)米的導管，進(jin)入(ru)(ru)需要治療的特(te)定(ding)部(bu)位(wei)。這(zhe)(zhe)種導管技術也可用(yong)于大腦以及其(qi)他部(bu)位(wei)，例如腸道和尿道。進(jin)入(ru)(ru)這(zhe)(zhe)些(xie)部(bu)位(wei)的最大難度就是一(yi)定(ding)要達到極高(gao)的精確度。出(chu)于這(zhe)(zhe)個原(yuan)因，納米技術長(chang)久以來一(yi)直被譽為未來對抗癌癥的最理想武器。

納米機器人在絕(jue)對無(wu)塵室制造，防(fang)止它們(men)感染(ran)細菌。這(zhe)種制造方式在很大程度上(shang)與電(dian)腦芯(xin)片類似(si)。尼(ni)爾(er)森指出這(zhe)一次的成(cheng)功測試(shi)給了(le)他們(men)很大鼓勵(li)，促使他們(men)探索納米機器人的其(qi)他應用，例(li)如(ru)治療心臟病(bing)。

科學家在極為脆弱(ruo)的(de)環境下對納米機器人進(jin)行活體測試(shi)，這個極為脆弱(ruo)的(de)環境便(bian)是(shi)眼(yan)睛(jing)。測試(shi)中，它們穿(chuan)過玻璃體——充滿視網膜(mo)與晶(jing)體之間眼(yan)球的(de)無色透明膠(jiao)狀物質——將藥物送入視網膜(mo)，治療(liao)與衰(shuai)老有關(guan)的(de)疾病，例如黃(huang)斑(ban)變性。黃(huang)斑(ban)變性可(ke)導致(zhi)失明。

爾森的(de)(de)納米機(ji)(ji)器人可能并不攜帶一(yi)把(ba)微型手術刀(dao)，但它們(men)(men)擁有一(yi)些非(fei)常獨(du)特的(de)(de)東西。它們(men)(men)的(de)(de)外形仿照大腸桿菌，利用被(bei)稱之為“鞭毛(mao)”的(de)(de)旋轉尾巴(ba)驅(qu)動身(shen)體(ti)前行。細菌擁有一(yi)個回轉馬達。我(wo)(wo)們(men)(men)還無法(fa)制造這種馬達，我(wo)(wo)們(men)(men)沒有這方面的(de)(de)技術，但我(wo)(wo)們(men)(men)能夠借助磁場實現(xian)相同(tong)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。我(wo)(wo)們(men)(men)采用了鞭毛(mao)的(de)(de)設計，對其進行磁化，允許(xu)機(ji)(ji)器人游動。