未来的医生：纳米机器人

姜申

如果有一天，当你生病的时候，医生没给你开药，没给你打针，不要觉得奇怪！他们会提供一种特别的医疗方式一一往血液里植入一种微小的机器人，游过动脉和静脉，运行到适当的系统，直接对感染部位进行治疗。不要觉得惊讶，这是新科技，未来的医生——纳米机器人。

纳米机器人在许多领域都有着极其广泛的应用前景，其中最重要、最迫切的就是在医疗卫生领域的应用。有关专家指出，医用纳米机器人可注入人体血管内，进行血管养护、健康检查、疾病治疗和器官修复等，还可从基因中除去有害的DNA（脱氧核糖核酸），或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。

就在全球科技大会上，谷歌X实验室生命科学小组负责人安德鲁·康拉德透露，谷歌正在设计一种纳米磁性粒子，这种粒子可以进入人体循环系统，进行癌症和其他疾病的早期诊断与治疗。

未来的医生

据悉，这种纳米磁性粒子就是大名鼎鼎的“纳米机器人”。纳米机器人的概念最早是由诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼1959年提出的。用他的话说，就是“吞下外科医生”。在1959年的演讲《在底部有很多空间》中，他提出了这一想法。虽然没有使用“纳米”这个词，但他实际上阐述了纳米技术的基本概念。科学家普遍认为这是对纳米技术的第一次概念论证。费曼表示：“你可以将机械外科医生送入血管，让它随着血液流入心脏进行观察。它能够找到出现问题的瓣膜，利用一把小刀将其切掉。”

同时，他还认为，人类未来有可能建造一种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个原子作为建筑构件，在非常细小的空间里构建物质。这意味着人类可以在底层空间制造任何东西。

这不是科幻，而是人类未来的医学革命。上面描述的这种机器人，可能不久之后就能应用到实际临床医学中去，如今不少科学家已经踏上实现这个梦想的征程。不论是能够终结癌细胞的DNA机器人，还是能够在体内“巡逻”的“健康卫士”，都在纳米尺度世界中完成现有科技条件下无法完成的任务。

理查德·费曼提出的概念，确切地说应该属于纳米操作机器人，其本身体积可能超过了纳米级别。但其所能操控的物体属于纳米尺度。谷歌x实验室研发的纳米机器人，则是指自身体积在纳米级别内的机器人。肉眼根本看不见，但其作用却十分重要，可以诊断和治疗疾病。

除了谷歌外，在苏黎世的瑞士联邦理工学院，机械工程师布拉德·尼尔森和他的团队已对纳米机器人进行了长达10年的研究。他在接受媒體采访时表示：“我们正在研制能够利用外部产生的磁场进行引导的超微型机器人，可用于在人体内完成各种工作。”

据悉，纳米机器人在绝对无尘室制造，防止它们感染细菌。这种制造方式在很大程度上与电脑芯片类似。尼尔森指出这一次的成功测试给了他们很大鼓励，促使他们探索纳米机器人的其它应用。如在治疗心脏病时，纳米机器人将穿过一根直径2到3毫米的导管，进入需要治疗的特定部位。这种导管技术也可用于大脑以及其他部位，例如肠道和尿道。进入这些部位的最大难度就是一定要达到极高的精确度。出于这种原因，纳米技术长久以来一直被誉为未来对抗癌症的最理想武器。

外科医生如何操控纳米机器人？尼尔森表示：“他们需要接受培训，学习如何使用这种机器人。我们设计了一种直观的界面，可以借助操纵杆控制纳米机器人。”这项技术已经做好进行首批临床试验的准备。他说：“最近，纳米技术研究领域的科学家积极探索这项技术在其他方面的应用，例如水处理或者环境治理。你可能会操控数百、数千甚至数百万个纳米机器人，让它们穿过被污染的水域，寻找和处理污染物而后将它们收集在一起。”

或将成为治癌的主力

当今机器人已成为科学界的热门话题，随着20世纪90年代纳米技术的兴起，人们对微型机器人的研究便在全世界范围内开花，特别是对纳米机器人在生物医学上的应用研究。21世纪是生命科学的时代，纳米技术与生物医学结合而形成的纳米生物学将是21世纪生命科学的重要组成部分，而纳米机器人将是纳米生物学中最具诱惑力的成就。

纳米机器人的研制属于分子仿生学范畴，它根据分子水平的生物学原理设计制造，并在纳米空间控制、操作。它可以精确杀死癌细胞，疏通血栓，清除动脉内的脂肪沉积，清洁伤口，粉碎结石等。以色列科学家目前研制了一种微型纳米机器人，它可以在人体内“巡逻”，在锁定病灶后自动释放所携带的药物。当你感冒时，医生不用给你打针吃药，而是给你在血液里植入纳米机器人，这种机器人在体内探测感冒病毒的源头，并到达病毒所在处，直接释放药物杀灭病毒。

早在2010年5月，美国哥伦比亚大学的科学家成功研制出一种由脱氧核糖核酸（DNA）分子构成的纳米蜘蛛机器人，它们能够跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止，并且它们能够自由地在二维物体的表面行走。这种纳米蜘蛛机器人只有4纳米长，比人类头发直径的十万分之一还要小。2012年7月美国佛罗里达大学的科学家研制出一种能够100%杀灭丙肝病毒的纳米机器人。再如，2013年6月日本东北大学的科学家开发成功可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、肺癌和肝癌等高发性癌症进行诊断和治疗的纳米机器人。

事实上，有关于纳米机器人运用到医疗领域的研究，中国早已经开始。我国中科院沈阳自动化研究所成功研制了一台纳米微操作的机器人系统样机，可在纳米尺度上切割细胞染色体。这种机器人在很多性能方面处于世界先进水平。我国重庆某研究所研制的名为“OMOM胶囊内镜系统”的纳米机器人医生，它可以钻进人的肚子里，把人体内的图像传到电脑屏幕上，这项技术全球领先。纳米机器人医生不但具有检查方便、无创伤、无痛苦、无交叉感染、不影响患者的正常工作等特点，还可以改善人类的大脑功能，未来的人类将会成为“新人类”。当然，纳米机器人不只是治感冒，它还可以精确找到癌细胞，并杀死它，我国东南大学十多年前就开始这项科研工作了。

但迄今为止，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；不过可以肯定的是，在不久的将来，纳米机器人将会给医学带来巨大的变革，未来或将成为治癌的主力。我国著名学者周海中教授曾发表文章预言，到21世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。用不了多久，分子大小的纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。