厲害了！納米機器人

黃曉秋

醫用納米機器人可以注入人體血管內，進行血管養護、精準給藥、器官修復等，還可從基因中除去有害的DNA。

近日，美國賓夕法尼亞大學和康奈爾大學的研究人員利用最新的納米技術，在幾個星期內創造出了一支由百萬計納米機器人組成的大軍。研究人員向機器人的太陽能電池上發射激光，為其供電，隨后鉑會膨脹而鈦保持剛性，導致機器人腿部收縮。太陽能電池引起前腿和后腿的交替收縮或放松，機器人因此產生行走的步態。這支大軍能夠在人體內部工作，例如按需輸送藥物和維護身體健康。

同期，加拿大多倫多大學的研究人員，也開發出一種由電磁驅動的納米機器人。這種納米機器人可以阻塞腫瘤血管，從而“餓死”癌細胞或直接破壞癌細胞，未來有望為化療、放療和免疫療法無效的癌癥患者提供一種新療法。有關專家指出，隨著科技的發展，尤其是納米技術的進步，納米機器人將發揮越來越重要的作用。

由來

“納米機器人”（nanorobots）的概念，最早是由美國物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼教授于1959年提出的。他認為，人類未來有可能建造一種分子大小的微型機器，可以把分子甚至單個原子作為建筑構件，在非常細小的空間里構建物質。這意味著，人類可以在底層空間制造任何東西。

納米機器人技術在當時只是一種科學幻想，但如今已出現在現實世界里。它是機器人工程學里的一種高新科技，其研制屬于“分子納米技術”的范疇。它根據分子水平的生物學原理，設計、制造可對納米空間進行操作的“功能分子器件”。

納米機器人的設想，是在納米（一納米等于十億分之一米）尺度上應用生物學原理，研制可編程的分子機器人（也稱“細胞機器人”或“DNA機器人”）。導航系統和驅動方式是納米機器人研制中的兩大難題，因此，每向前推進一步都要克服重重困難。

目前研發的納米機器人屬于第一代，是生物系統和機械系統的有機結合體，這代納米機器人可以注入人體血管內，進行健康檢查和疾病治療;第二代納米機器人，是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，這一代機器人能夠執行復雜的納米級別的任務;第三代納米機器人將包含強人工智能和納米計算機，是一種可以進行“人機對話”的智能裝置。

由于納米機器人是當今高新科技的前沿熱點之一，不少國家紛紛制定相關戰略或者計劃，投入巨資搶占技術戰略高地。

醫用

許多專家認為，當前最重要、最迫切的就是納米機器人在醫療領域的應用。醫用納米機器人可以注入人體血管內，進行血管養護、精準給藥、器官修復等，還可從基因中除去有害的DNA。在可預見的未來，被視為當今疑難病癥的癌癥、艾滋病、高血壓等，都將迎刃而解;屆時，人類將會減少疾病所帶來的痛苦，人的壽命也將得到延長。

最近幾年，醫用納米機器人的研發取得不少可喜的成果。例如2017年8月，英國杜倫大學、美國萊斯大學和北卡羅萊納州立大學的科學家，研發出一種被光激活的納米機器人。被光激活后，這種納米機器人可以在數分鐘內鉆入癌細胞并殺死它們。

2018年3月，中國國家納米科學中心與美國亞利桑那州立大學合作，實現了納米機器人在活體（小鼠和豬）血管內穩定工作并高效完成定點藥物輸運功能。這項成果被評為2018年度“中國科學十大進展”之一。

值得指出的是，醫用納米機器人目前尚處于研發試驗階段，還未能進入臨床實用階段，但可以肯定的是，在不久的將來，它將會給生物醫學帶來巨大變革。

前不久，美國發明家及未來學家雷·科茲威爾博士在接受采訪時指出：醫用納米機器人將會把人腦和云腦（云計算系統）連接起來，屆時就可提高人類智力和延長人類壽命。另外他還認為，到2030年，納米機器人將定居在人體內，隨著血液循環遍布人體，成為人機融合的一部分。

以色列歷史學家及未來學家尤瓦爾·赫拉利教授在《未來簡史》一書中也認為，可以在血管中放進500萬個納米機器人，這些機器人的作用就是即時監測人體的異常。

軍用

地區形勢風起云涌，到底什么科技能夠像核武器一樣，對未來軍事產生革命性的影響？美國物理學家、“氫彈之父”愛德華·泰勒教授早在20世紀80年代就預言：哪個國家率先掌握納米機器人技術，就一定會在21世紀的世界軍事領域里占據主導地位。

前不久，俄羅斯軍事專家伊萬·契奇科夫少將也預言：軍用納米機器人離我們的戰場并不遙遠，它們在世界范圍內將引領一場真正意義的戰爭革命，同時將推進作戰模式、作戰理念、作戰方法的根本改變。據軍事問題專家推算，軍用納米機器人預計到2025年就會研制成功。

美國、俄羅斯、以色列等軍事大國，正在積極進行軍用納米機器人的研發，并已成功研制出數十種納米機器人用的元器件。納米機器人“部隊”將在一些實驗室或生產線上整裝待發。軍用納米機器人不僅可用于進攻，還可用于防御，而且防御的效能要遠遠強于其進攻的效能。美國軍事專家約翰·亞歷山大博士就認為，軍用納米機器人將承擔越來越多的任務，尤其是參與戰略防御，為戰略進攻創造條件。

軍用納米機器人還可以用來提高各種裝備的性能，其中包括遠程通信、頭盔式顯示屏等。未來的軍事力量及未來的戰爭，都將越來越取決于一個國家在新式武器研發中的科技含量。那種完全依靠人海戰術的戰爭將一去不復返。因此，軍事問題專家認為，軍用納米機器人將決定21世紀戰爭的面貌和進程。

前景

除了醫療和軍事領域，納米機器人在工業、農業、環保等領域的應用前景也非常廣闊。例如在工業領域，人們可以利用納米機器人制作微米級的芯片，從而減少電子產品內的芯片和電路所占用空間，讓未來的電子產品變得更微小更有效。

在農業領域，人們可以利用納米機器人制作葉綠體，使其成為制造糧食的分子機器。模仿葉綠體制造的納米機器人，將可能直接利用太陽能制造食物，創造新概念農業。

在環保領域，人們可以將大量納米機器人放入被污染的水源，通過設計好的傳感器和程序，讓納米機器人將污染源分解掉，從而解決水污染問題?？梢哉f，納米機器人不僅能給社會帶來重大變化，也給人們帶來無限廣闊的想象空間。

有關專家預言：用不了多久，個頭只有分子大小的神奇而實用的納米機器人，將源源不斷地進入人類的日常生活。中國科學家及未來學家周海中教授，在1990年發表的《論機器人》一文中甚至預言：到21世紀中葉，納米機器人將徹底改變人類的工作和生活方式。

毫無疑問，利用納米機器人造福人類，是科學家們追逐的一個偉大夢想。