厉害了！纳米机器人

黄晓秋

医用纳米机器人可以注入人体血管内，进行血管养护、精准给药、器官修复等，还可从基因中除去有害的DNA。

近日，美国宾夕法尼亚大学和康奈尔大学的研究人员利用最新的纳米技术，在几个星期内创造出了一支由百万计纳米机器人组成的大军。研究人员向机器人的太阳能电池上发射激光，为其供电，随后铂会膨胀而钛保持刚性，导致机器人腿部收缩。太阳能电池引起前腿和后腿的交替收缩或放松，机器人因此产生行走的步态。这支大军能够在人体内部工作，例如按需输送药物和维护身体健康。

同期，加拿大多伦多大学的研究人员，也开发出一种由电磁驱动的纳米机器人。这种纳米机器人可以阻塞肿瘤血管，从而“饿死”癌细胞或直接破坏癌细胞，未来有望为化疗、放疗和免疫疗法无效的癌症患者提供一种新疗法。有关专家指出，随着科技的发展，尤其是纳米技术的进步，纳米机器人将发挥越来越重要的作用。

由来

“纳米机器人”（nanorobots）的概念，最早是由美国物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼教授于1959年提出的。他认为，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。

纳米机器人技术在当时只是一种科学幻想，但如今已出现在现实世界里。它是机器人工程学里的一种高新科技，其研制属于“分子纳米技术”的范畴。它根据分子水平的生物学原理，设计、制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。

纳米机器人的设想，是在纳米（一纳米等于十亿分之一米）尺度上应用生物学原理，研制可编程的分子机器人（也称“细胞机器人”或“DNA机器人”）。导航系统和驱动方式是纳米机器人研制中的两大难题，因此，每向前推进一步都要克服重重困难。

目前研发的纳米机器人属于第一代，是生物系统和机械系统的有机结合体，这代纳米机器人可以注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗;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，这一代机器人能够执行复杂的纳米级别的任务;第三代纳米机器人将包含强人工智能和纳米计算机，是一种可以进行“人机对话”的智能装置。

由于纳米机器人是当今高新科技的前沿热点之一，不少国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占技术战略高地。

医用

许多专家认为，当前最重要、最迫切的就是纳米机器人在医疗领域的应用。医用纳米机器人可以注入人体血管内，进行血管养护、精准给药、器官修复等，还可从基因中除去有害的DNA。在可预见的未来，被视为当今疑难病症的癌症、艾滋病、高血压等，都将迎刃而解;届时，人类将会减少疾病所带来的痛苦，人的寿命也将得到延长。

最近几年，医用纳米机器人的研发取得不少可喜的成果。例如2017年8月，英国杜伦大学、美国莱斯大学和北卡罗莱纳州立大学的科学家，研发出一种被光激活的纳米机器人。被光激活后，这种纳米机器人可以在数分钟内钻入癌细胞并杀死它们。

2018年3月，中国国家纳米科学中心与美国亚利桑那州立大学合作，实现了纳米机器人在活体（小鼠和猪）血管内稳定工作并高效完成定点药物输运功能。这项成果被评为2018年度“中国科学十大进展”之一。

值得指出的是，医用纳米机器人目前尚处于研发试验阶段，还未能进入临床实用阶段，但可以肯定的是，在不久的将来，它将会给生物医学带来巨大变革。

前不久，美国发明家及未来学家雷·科兹威尔博士在接受采访时指出：医用纳米机器人将会把人脑和云脑（云计算系统）连接起来，届时就可提高人类智力和延长人类寿命。另外他还认为，到2030年，纳米机器人将定居在人体内，随着血液循环遍布人体，成为人机融合的一部分。

以色列历史学家及未来学家尤瓦尔·赫拉利教授在《未来简史》一书中也认为，可以在血管中放进500万个纳米机器人，这些机器人的作用就是即时监测人体的异常。

军用

地区形势风起云涌，到底什么科技能够像核武器一样，对未来军事产生革命性的影响？美国物理学家、“氢弹之父”爱德华·泰勒教授早在20世纪80年代就预言：哪个国家率先掌握纳米机器人技术，就一定会在21世纪的世界军事领域里占据主导地位。

前不久，俄罗斯军事专家伊万·契奇科夫少将也预言：军用纳米机器人离我们的战场并不遥远，它们在世界范围内将引领一场真正意义的战争革命，同时将推进作战模式、作战理念、作战方法的根本改变。据军事问题专家推算，军用纳米机器人预计到2025年就会研制成功。

美国、俄罗斯、以色列等军事大国，正在积极进行军用纳米机器人的研发，并已成功研制出数十种纳米机器人用的元器件。纳米机器人“部队”将在一些实验室或生产线上整装待发。军用纳米机器人不仅可用于进攻，还可用于防御，而且防御的效能要远远强于其进攻的效能。美国军事专家约翰·亚历山大博士就认为，军用纳米机器人将承担越来越多的任务，尤其是参与战略防御，为战略进攻创造条件。

军用纳米机器人还可以用来提高各种装备的性能，其中包括遠程通信、头盔式显示屏等。未来的军事力量及未来的战争，都将越来越取决于一个国家在新式武器研发中的科技含量。那种完全依靠人海战术的战争将一去不复返。因此，军事问题专家认为，军用纳米机器人将决定21世纪战争的面貌和进程。

前景

除了医疗和军事领域，纳米机器人在工业、农业、环保等领域的应用前景也非常广阔。例如在工业领域，人们可以利用纳米机器人制作微米级的芯片，从而减少电子产品内的芯片和电路所占用空间，让未来的电子产品变得更微小更有效。

在农业领域，人们可以利用纳米机器人制作叶绿体，使其成为制造粮食的分子机器。模仿叶绿体制造的纳米机器人，将可能直接利用太阳能制造食物，创造新概念农业。

在环保领域，人们可以将大量纳米机器人放入被污染的水源，通过设计好的传感器和程序，让纳米机器人将污染源分解掉，从而解决水污染问题。可以说，纳米机器人不仅能给社会带来重大变化，也给人们带来无限广阔的想象空间。

有关专家预言：用不了多久，个头只有分子大小的神奇而实用的纳米机器人，将源源不断地进入人类的日常生活。中国科学家及未来学家周海中教授，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。

毫无疑问，利用纳米机器人造福人类，是科学家们追逐的一个伟大梦想。