Nanorobot

Nanorobot lub nanitów jest robota , których składniki są w skali nanometrycznej (10 -9 m), produkowane przy użyciu pojawiających nanotechnologii . Mówiąc dokładniej, nanorobotyka odnosi się do dziedziny inżynierii, która zajmuje się projektowaniem i budową nanobotów, których wymiary wahają się od 0,1 do 10 mikrometrów i które zawierają komponenty molekularne lub oparte na DNA.

Zwykle takie maszyny są na etapie badań, ale niektóre urządzenia molekularne zostały przetestowane. Jednym z przykładów jest czujnik z przełącznikiem o szerokości 1,5  nm , zdolny do zliczania określonych cząsteczek w próbce chemicznej. Nanoboty mogą znaleźć swoje pierwsze użyteczne zastosowanie w medycynie, służąc do identyfikacji i zabijania komórek nowotworowych. Innym możliwym zastosowaniem byłoby wykrywanie toksycznych chemikaliów w środowisku i pomiar ich stężenia. Rice University stworzył jednocząsteczkowy samochód z buckminsterfullerenes jako kołami, wyprodukowany w procesie chemicznym.

Inną definicją byłby robot zdolny do precyzyjnych interakcji z mikroskopijnymi przedmiotami lub zdolny do wykonywania manipulacji w nanoskali. Takie urządzenia należą raczej do mikroskopii lub mikroskopii z sondą lokalną. Dlatego nawet duże urządzenie, takie jak mikroskop sił atomowych, można uznać za narzędzie nanobotyczne, gdy jest skonfigurowane do wykonywania manipulacji w nanoskali. Możliwe jest również zaliczenie do tej kategorii urządzeń robotów o dużych gabarytach, ale zdolnych do poruszania się w skali nanometrycznej.

Teoria nanorobotyczna

Według fizyka Richarda Feynmana to jego były doktorant i współpracownik Albert Hibbs jako pierwszy zasugerował mu około 1959 roku użycie małych maszyn (przewidzianych przez Feynmana) do celów medycznych. Hibbs zasugerował, że niektóre maszyny naprawcze mogą skurczyć się do punktu, w którym teoretycznie byłoby możliwe (jak to ujął Feynman) „połknięcie lekarza”. Pomysł został uwzględniony w jego eseju z 1959 r. Zatytułowanym „Na dole jest dużo miejsca”.

Ponieważ roboty te miałyby mikroskopijne rozmiary , niewątpliwie wymagałoby to dużej ich liczby razem, aby wykonywać zadania na skalę makroskopową.

W kontekście medycznym Robert Freitas przedstawia pogłębioną dyskusję teoretyczną dotyczącą zagadnień projektowych (wykrywanie, karmienie, orientacja, obsługa, przemieszczenie i obliczenia wykonywane na pokładzie) . Niektóre dyskusje pozostają na poziomie niewykonalności i nie zbliżają się do poziomu konkretnego geniuszu.

Aplikacje

Możliwe są zastosowania w medycynie. Na przykład system napędzany włóknami mięśniowymi może pomóc pacjentom z uszkodzonymi nerwami przeponowymi , utrudniającymi oddychanie, wykorzystywaniem własnych włókien serca, zmuszając ich do kurczenia się przepony. Umieszczone w ludzkim ciele, te bio-roboty zginałyby raczej materiał piezoelektryczny niż drut silikonowy, a emisja kilku miliwoltów wyładowań stymulowałaby nerwy przeponowe i stożkowe.

Wśród najciekawszych hipotetycznych zastosowań nanobotów można dostrzec konstrukcję hiperkompleksowych i wielofunkcyjnych nanomaszyn, które pozwoliłyby na odbudowę żywych tkanek poprzez proste wstrzyknięcie podskórne. Te nanoboty, wystarczająco małe, aby dostać się do żywej komórki, mogą zastąpić lub naprawić organelle , zmodyfikować kwasy nukleinowe - a tym samym kod genetyczny - lub wykonać inne zadania, które nie są możliwe bez inwazyjnej mikrochirurgii. Możemy również sobie wyobrazić, że nanoboty mogą leczyć raka, niszcząc komórki, które ulegają degeneracji.

Formy i podejścia

Przykład zaimplementowany

Brytyjski dziennik New Scientist w wydaniu28 lutego 2004ogłosił, że amerykański badacz Carlos Montemagno i jego koledzy z Uniwersytetu Kalifornijskiego (Los Angeles) opracowali nanorobota ożywionego z mięśnia sercowego szczura. Ta „maszyna”, wykonana z drutu krzemowego w łukowatym łuku, poniżej którego przyczepione są włókna serca, nie jest grubsza od ludzkiego włosa. Ten nanorobot był w stanie pełzać z prędkością około 40 mikrometrów na sekundę dzięki glukozie, źródłu energii mięśni. Dzięki zginaniu i rozkładaniu łuku skurcz i rozluźnienie włókien mięśniowych umożliwiają ruch.

Science fiction

Nanoboty to powracający temat we wszechświatach science fiction . Te roje z Nanoroboty, w tym replikatory w sercu mgły użytkowego lub szarej mazi , jest przedstawiana w kilku dzieł science fiction , takich jak Star Trek , Stargate , poza rzeczywistym lub Dzień, w którym zatrzymała się Ziemia (remake 2008 roku, w reżyserii Scotta Derrickson ) lub powieści zdobycz , przez Michaela Crichtona , The Summer królowej , przez Joan D. vinge lub Ventus , przez Karl Schroeder .

Niektórzy zwolennicy nanoskali robotyki, w odpowiedzi na podekscytowanie przypuszczeniem szarej galaretki, argumentują, że nanoboty zdolne do replikacji poza zamkniętą fabryką nie są w żadnym wypadku niezbędną częścią tej techniki, a samoreplikacja , jeśli kiedykolwiek zostanie opracowana, może być zarchiwizowane. Ponadto twierdzą, że ich obecne plany rozwoju i wykorzystania produkcji molekularnej nie obejmują luźnych replikatorów.

Uwagi i odniesienia

  1. "  Nanoroboty molekularne chodziły i pracowały!"  » , On Futura (dostęp 20.08.2020 ) .
  2. http://archives.universcience.fr/francais/ala_cite/expositions/nanotechnologies/techniques/techniques_3a.php
  3. http://fr.ubergizmo.com/2012/02/nanorobot-adn-traitement-cible-cancer/
  4. http://www.its.caltech.edu/~feynman/plenty.html
  5. http://gdt.oqlf.gouv.qc.ca/ficheOqlf.aspx?Id_Fiche=8354903
  6. (w) New Scientist: Pierwszy robot poruszany siłą mięśni
  7. http://www.foresight.org/guidelines/
  8. http://cancerres.aacrjournals.org/content/68/24/10007
  9. http://www.zyvex.com/nanotech/selfRep.html

Zobacz też