Publicitate
Roboții sunt cool. Roboți care funcționează la nivel molecular? Acestea sunt și mai grozave - și nu există limită pentru ceea ce ar putea realiza.
În timp ce știința a fost fascinată de blocurile incredibil de mici ale lumii timp de sute de ani, a fost doar de când în anii 1980 că înțelegerea științifică și dezvoltarea tehnologică au permis cu adevărat nanoștiinței să fie un domeniu activ de cercetare.
Suntem obișnuiți să ne gândim la roboții impresionanți ca fiind incredibil de mari sau incredibil de complexi, dar noi și evoluții interesante au lăsat nanorobotica pregătită să redefinească complet multe domenii ale științei și tehnologie.
Cât de mici vorbim, exact?
Nanorobotica se ocupă de materiale la nivel molecular și mai mici, ceea ce înseamnă că nanoroboții lucrează cu atomi, proteine, molecule și celule individuali.
Una dintre cele mai ușoare moduri de a înțelege de ce nanoștiința este atât de importantă este să ne gândim la toți acești atomi nanoscopici ca blocuri LEGO.
La fel ca LEGO, atomii și moleculele pot fi combinați în nenumărate moduri pentru a crea orice în lumea naturală, iar această capacitate deschide ușa pentru a influența literalmente fiecare aspect al vieții noastre.
Dacă analogia cu LEGO nu funcționează, „MicroBots” de la Big Hero 6 sunt o altă modalitate destul de bună de a conceptualiza nanoroboți – amintiți-vă doar că nanoroboții sunt de câteva milioane de ori mai mici decât cei fictivi microboți!
Ce fac nanoroboții?
Nanotehnologia ne-a permis deja să facem materiale mai puternice și mai durabile prin manipularea structurilor moleculare și a fost o forță motrice din spatele multor tehnologii moderne (inclusiv folia de plastic care alcătuiește laptopul sau telefonul tău ecran!).
Cercetarea nanorobotică are un accent diferit, iar aplicațiile sale sunt mult mai interesante.
Descoperirile recente ale cercetării au creat nanoroboți care sunt capabili să îndeplinească funcții foarte specializate la nivel nanoscopic. Unii nanoroboți acționează ca întrerupătoare, alții ca pompe și alții ca motoare care pot propulsa acel nanorobot în spațiu și prin lichid.
Aceste mașini moleculare înșelător de simple pot fi folosite pentru a construi polipeptide personalizate din aminoacizi; folosiți reacții chimice atent sincronizate pentru a „plimba” prin medii prea mici sau prea ostile pentru alte mecanisme; și acționează ca o cale de transfer de molecule cheie dintr-un loc în altul.
Numeroasele aplicații ale nanoroboților redefinesc deja tehnologia, medicina și știința mediului — și nanoroboții sunt într-adevăr la început când luați în considerare tot ceea ce ar putea realiza în viitor!
Cum arată viitorul nanoroboților?
Calculatoare Nanorobot
Întrerupătoarele Nanorobot sunt în curs de dezvoltare din 1994, care sunt sensibile la lumină și la substanțe chimice, oferind creatorilor influență asupra momentului în care își îndeplinesc (sau nu) funcția intenționată.
O altă aplicație grozavă a comutatoarelor? Sarcini de calcul de bază.
În prezent, cercetătorii lucrează pentru a codifica informațiile în nanoroboți în același mod în care ați face-o într-un computer mai mare. Nanoroboții au reușit deja să performeze sarcini de stocare/recuperare memorie la un nivel de bază, dar în viitorul apropiat această tehnologie va fi folosită pentru a crea celule de memorie de mare densitate care pot stoca cantități imposibil de mari de informații într-un spațiu fizic imposibil de mic.
Tratamente pentru cancer Nanorobot
Nanotehnologia schimbă medicina Cum nanotehnologia schimbă viitorul medicineiPotențialul pentru nanotehnologie este fără precedent. Adevărații asamblatori universali vor introduce o schimbare profundă a condiției umane. Desigur, mai este mult de parcurs. Citeste mai mult și se schimbă rapid. Nanoroboții oferă medicilor șansa de a trata bolile la sursa lor moleculară, iar această oportunitate este de neegalat cu orice medicament de pe piață.
Comutatoarele nanorobot care sunt sensibile la o anumită lungime de undă a luminii sunt luate în considerare pentru utilizare în tratamentele cancerului. Un tratament potențial este prea periculos pentru a fi utilizat în forma sa actuală, deoarece nu poate face distincția între celulele canceroase și cele necanceroase.
Borowiak și colab sugerează că, dacă un comutator nanorobot sensibil la lumină a fost inclus în tratament, o zonă mică de 10 micrometri lățime ar putea fi vizată cu o sursă de lumină. Lumina ar face ca comutatorul nanorobot să „întoarcă”, activând compusul într-un mod care ar elimina doar celulele canceroase vizate, permițând în același timp celulelor sănătoase să supraviețuiască. Cel mai bine, dacă aceste comutatoare ar fi reutilizabile, acest lucru ar putea scădea foarte mult cantitatea de proceduri invazive pe care ar trebui să le facă față cineva care urmează un tratament pentru cancer!
Nanorobot, M.D.
Un alt potențial medical interesant se bazează în mare măsură pe motoarele nanoroboților care pot fi controlate de la distanță pentru a livra medicamente într-o locație exactă a corpului. Aceste motoare sunt de obicei realizate prin crearea unei reacții chimice care propulsează robotul printr-un lichid. Până de curând, aceste motoare se bazau adesea pe reacții chimice care nu erau sigure pentru uz uman.
Evoluții recente în motoarele nanoroboților de Gao şi colab i-au făcut mult mai siguri! Motoarele nanorobot mici pot fi create prin reacția miezului de zinc al motorului nanorobot în formă de tub cu stomacul acid – o reacție chimică sigură care poate permite administrarea rapidă a medicamentelor în mucoasa stomacului. Până acum această procedură a fost testată doar cu șobolani, dar până acum studiile sunt promițătoare.
De asemenea, sunt dezvoltați nanoroboți magnetici care pot livra rapid (în câteva secunde!) medicamente prin fluxul sanguin cu ajutorul unui câmp magnetic (prezentat în videoclipul de mai jos)
Nanoroboții în mediu
O mulțime de cercetări privind nanoroboții se concentrează pe reducerea proceselor, dar există o valoare egală găsită în privința influenței lor și la scară macro. Sute de mii de nanoroboți microscopici care lucrează împreună într-un efort coordonat ar putea fi singura noastră speranță de a salvarea mediului 5 moduri în care tehnologia va salva mediulTehnologia este adesea văzută ca un răufăcător anti-ecologie - dar știați că tehnologia avansată este folosită, chiar acum, în conservarea de ultimă oră? Citeste mai mult .
O cantitate semnificativă de cercetare în domeniul nanotehnologiei de mediu se concentrează asupra faptului dacă nanoroboții pot fi sau nu de ajutor pentru a remedia poluarea. Poluarea a atins niveluri de criză în locuri precum China, iar nanoroboții suficient de ușori pentru a se ridica în aer ar putea fi capabili să capteze poluanții la nivel nanoscopic sau să fie desfășurate în fabrici producătoare de emisii pentru a opri poluarea la nivelul acesteia. sursă.
În mod similar, există speranța că vor fi dezvoltați nanoroboți care pot fi eliberați în masă pentru a lupta împotriva dezastrelor precum scurgerile de petrol. Prin munca recentă de predare a nanoboților să acționeze în mod colectiv, este posibil ca fiecare motor de nanorobot să poată aborda molecule individuale de ulei în timp ce lucrează în colaborare cu toți ceilalți nanoboți eliberați pentru același lucru scop.
O ultimă oportunitate incredibilă care se prezintă cu nanotehnologia în mediul natural este potențialul lor de a crea apă potabilă curată. Multe zone de pe Pământ suferă în prezent din cauza lipsei de disponibilitate a apei potabile proaspete, sigure - o problemă pe care nanoroboții ar putea să o rezolve. Este cu totul posibil ca nanoroboții să poată elimina bacteriile și alți contaminanți din sursele de apă necurată, salvând potențial un număr mare de vieți.
Sunt multe locuri de muncă care vor fi preluate de roboți Ce se întâmplă când roboții pot face toate sarcinile?Roboții devin mai deștepți rapid -- ce se întâmplă când pot face fiecare lucrare mai bine și mai ieftin decât ființele umane? Citeste mai mult , dar oamenii nu mai sunt de ajuns atunci când vine vorba de munca care trebuie făcută în mediu, așa că este interesant să vedem că întreg acest domeniu poate fi revitalizat prin nanotehnologie!
Nanoroboți în sport
Oamenii de știință sunt oamenii mei preferați. Doar sunt.
Oameni de știință de la Institutul Național pentru Știință și Tehnologie (NIST) au dezvoltat nanoroboți care pot juca un joc solid de fotbal folosind un bob de orez ca teren și o minge cu o lățime mai mică decât un fir de păr uman ca minge. Nanoroboții sunt controlați de câmpuri magnetice sau semnale electronice și sunt fabricați din materiale precum aluminiu, aurul și siliciul.
Mi-ar plăcea să cred că acesta a fost scopul lor final, dar adevărul este că astfel de jocuri îi ajută pe oamenii de știință să măsoare de ce sunt capabili nanoroboții (inclusiv agilitate, manevrabilitate și receptivitate) și să-și ajusteze fin proiecta.
Ce altceva este pe orizont?
Una dintre cele mai interesante părți ale nanotehnologiei este că, în ceea ce privește știința, abia am zgâriat suprafața potențialului său în ultimii treizeci și ceva de ani.
Gândirea la potențialul domeniu de influență pe care l-ar putea avea acești nanoroboți este inspirant, incredibil... și puțin terifiant, de asemenea. Există o mulțime de sentimentul anti-robot din lume Decesul lui HitchBot dovedește că SUA nu este pregătită pentru roboți Citeste mai mult și cu siguranță se extinde la nanoroboți. Criticii nanotehnologiei își exprimă adesea îngrijorarea cu privire la utilizarea nanoroboților pentru a avea un impact negativ asupra sănătății umane și asupra potențialului lor ca arme.
Aceste critici sunt valabile și va fi important să ne asigurăm că puterile nanotehnologiei sunt folosite mai degrabă spre bine, decât spre rău.
În acest caz, totuși, binele care poate ieși din nanoroboți pentru sănătatea umană, tehnologie, mediu și sporturi microscopice nu depășește cu siguranță riscurile?
Care crezi că va fi cea mai interesantă utilizare a nanotehnologiei? Aveți vreo îngrijorare cu privire la utilizarea lui?
Credit imagine: ADN Lego de Michael Knowles prin Flickr, Mirexon prin Shutterstock.com; ktsdesign prin Shutterstock.com
Briallyn este un terapeut ocupațional care lucrează cu clienții pentru a integra tehnologia în viața lor de zi cu zi pentru a le ajuta cu condițiile fizice și psihologice. Dupa munca? Probabil că amână pe rețelele de socializare sau rezolvă problemele computerului familiei ei.
