科技中国杂志

纳米机器人前景广阔

来源:《科技中国》2018年第九期pp.18-19

日期:2018-09-19

  文/黄晓秋(日本东北大学)

  纳米机器人(nanorobot)是机器人工程学的一种新兴科技;它是根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”,其研制属于分子仿生学的范畴,所以纳米机器人也称分子机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,也是当今高新科技的前沿热点之一。

  由于纳米机器人的研发已成为当今科技的前沿热点,一些发达国家已经制定相关的战略性计划,投入巨资抢占纳米机器人战略高地。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;第二代纳米机器人是直接把原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度(一纳米等于十亿分之一米)的分子装置;第三代纳米机器人将包含有纳米计算机,是一种可以进行人机对话的智能装置。有关专家指出,纳米机器人的潜在用途十分广泛,其中特别重要的就是应用于医疗和军事领域。

  近年来,医用纳米机器人的研发取得不少可喜的成果。2013年6月,日本东北大学的科学家研制出一种由生化驱动的可以摧毁癌细胞的纳米机器人。2017年7月,中国哈尔滨工业大学主导研发了一种能在血管中游泳并进行靶向药物治疗的纳米机器人。2018年6月,美国加州大学圣迭戈分校的科学家研制出一种由超声波驱动的纳米机器人,该机器人能清除血液中的病菌及其产生的毒素。加拿大布罗克大学的科学家最近研制出一种用于医疗的纳米机器人,该机器人能够比传统的检测方法更快地识别结核病耐药性。

  前不久,美国工程师及未来学家雷蒙德·科兹威尔博士提出了一个大胆的设想:到2030年,纳米机器人将借助无创的方式通过毛细血管进入我们的大脑,与我们的新皮质相连,然后把它与合成新皮质相连,就像如今的云计算一样,届时就可以提高人类智力和延长人类寿命。另外他还指出:医用纳米机器人将定居在人体内,随着血液循环遍布全身,成为人机融合的一部分。

  随着科学技术的发展和现代医学的进步,医用纳米机器人将在癌症治疗、清洁伤口、去除血块、清除毒素、治疗痛风、粉碎结石、人工授精、治愈白血病、纠正DNA错误、精准释放药物、充当免疫系统、提高人类智力、延长人类寿命等方面释放出巨大的潜力。因此,许多科学家、工程师和医生都认为,纳米机器人的医疗应用前景非常广阔,在未来很可能带来一场医学革命。

  当今军事变革风起云涌,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•泰勒教授早在上世纪80年代就预言:哪个国家率先掌握纳米机器人技术,就一定会在下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。军事问题专家认为,军用纳米机器人技术的应用前景非常广阔,将成为未来军事领域的热点技术。

  美国、俄罗斯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。据一些专家推算,预计到2025年军用纳米机器人就将研制成功,届时受其影响国际政治军事形势也必将发生重大的变化。

  除了医疗和军事领域,纳米机器人在工业、农业、环保等其他领域的应用前景也非常广阔。因此,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,纳米机器人的未来前景是非常令人鼓舞的。

  【关于作者】

  黄晓秋,日本东北大学研究员,机器人学专家,工学博士。