淺談納米機器人王清源

1、    淺談納米機器人王清源    崔芙銘陳威摘 要：自從機器人技術(shù)問世以來，這項技術(shù)就得到了飛速的發(fā)展。同時，隨著納米技術(shù)得到快速發(fā)展，納米技術(shù)與機器人技術(shù)相互結(jié)合催動了納米機器人的發(fā)展。納米機器人的發(fā)展使得機器人技術(shù)向著小型化和微型化發(fā)展。本文介紹了納米機器人的出現(xiàn)和納米機器人應(yīng)用領(lǐng)域以及發(fā)展現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞：機器人、微型機器人、納米機器人；abstract： since the advent of robot technology， the technology got rapid development. at the same time， with

2、 the fast development of nanometer technology， the combination of nanotechnology and robotics suggesting the development of the nano-robot. the development of nano-robot makes the robot technology toward miniaturization and micromation.this paper introduces the emergence of nano-robot and the applic

3、ation field of nano-robot and its development status.keywords： robot， micro robot， nano-robot.前言：愛因斯坦曾說過：“未來科學(xué)的發(fā)展無非是繼續(xù)向宏觀世界和微觀世界進(jìn)軍?！比缃瘢覀儗C器人的探索領(lǐng)域正走向微小型化發(fā)展，納米時代正在到來。目前，有關(guān)納米機器人的研究開發(fā)已經(jīng)成為全球關(guān)注的熱點。納米機器人的設(shè)想是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，研究可編程的納米機器人，也稱分子機器人。納米機器人的發(fā)展過程1959年率先提出納米技術(shù)的設(shè)想是諾貝爾獎得主理論物理學(xué)家理查德-費曼。他率先提出利用微型機器人治

4、病的想法。理查德？費恩曼在一次題目為在物質(zhì)底層有大量的空間的演講中提出：將來人類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的原子作為建筑構(gòu)件在非常細(xì)小的空間構(gòu)建物質(zhì)，這意味著人類可以在最底層空間制造任何東西。從分子和原子著手改變和組織分子是化學(xué)家和生物學(xué)家意欲到達(dá)的目標(biāo)。這將使生產(chǎn)程序變得非常簡單，只需將獲取到的大量的分子進(jìn)行重新組合就可形成有用的物體。1990年 我國著名學(xué)者周海中教授在論機器人一文中預(yù)言：到二十一世紀(jì)中葉，納米機器人將徹底改變?nèi)祟惖膭趧雍蜕罘绞健?010年7月1日，美國密西西比州的灣港，墨西哥灣“深水地平線”號的漏油被沖上海岸。在應(yīng)對漏油事故等環(huán)境災(zāi)難方面，納米

5、機器人的效率遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)方式。納米機器人有著眾多優(yōu)點：利用原子和分子直接組裝成的納米機器人不僅速度、效率比常規(guī)機器人要高上許多，而且納米機器人的應(yīng)用范圍廣泛，功能特殊。制造納米機器人可以節(jié)約材料和降低污染程度，這是現(xiàn)有機器人的研發(fā)制造所不能比擬的。納米機器人的誕生無疑會給人類科技帶來深刻的革命。在21世紀(jì)，納米科學(xué)技術(shù)將成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主流。納米機器人的發(fā)展是化學(xué)、物理、生物、工程、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等多門學(xué)科發(fā)展的結(jié)果，必將促進(jìn)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)。然而，目前納米機器人尚在研究開發(fā)階段，但其潛在應(yīng)用十分廣泛。目前，納米技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要是在醫(yī)學(xué)和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)上，

6、科學(xué)家們利用納米技術(shù)制造納米機器人，讓它在人的血管網(wǎng)絡(luò)中行動，進(jìn)行巡邏和檢查，以期這種納米機器人能盡早發(fā)現(xiàn)異常細(xì)胞。而且這種納米機器人可以對人體內(nèi)細(xì)胞組織進(jìn)行修復(fù)。它不僅可以完成早期診斷工作，更重要的是可以充當(dāng)微型醫(yī)生而發(fā)揮治療作用，解決傳統(tǒng)醫(yī)生難以解決的問題。如：殺死癌細(xì)胞，疏通血栓，清除動脈脂肪沉積物等。在人體內(nèi)的納米機器人還可以實時監(jiān)測人體在不同條件下的各類信息，如不同時間人體內(nèi)不同位置處的各類化合物的水平，從而形成動態(tài)圖像，形成了一種新的醫(yī)學(xué)成像方法。納米機器人還可以用來為人體器官做手術(shù)、為腦部動手術(shù)等。納米機器人可以修復(fù)細(xì)胞與基因。在納米計算機的操縱下，納米機器人可以對原子逐個進(jìn)行操

7、作，修正d n a的錯誤，維護(hù)個別細(xì)胞的成分，從而達(dá)到對整個基因細(xì)胞的修復(fù)。納米機器人還能夠清除體內(nèi)垃圾、養(yǎng)護(hù)血管。納米機器人進(jìn)入體內(nèi)，就會極具目的性地把這些有害物質(zhì)清出體內(nèi)，使人體恢復(fù)自然平衡。納米機器人事先進(jìn)入血管，仔細(xì)檢查，并且一一修復(fù)那些脆弱血管，就可以防止諸如腦溢血等突發(fā)病癥的發(fā)生。納米機器人可以經(jīng)過電腦編程后，不由人的控制而自由尋找人體內(nèi)有害的東西。因此，科學(xué)家正在努力制造出更多有效的納米機器人對人體進(jìn)行監(jiān)控和追蹤，從而能快速準(zhǔn)確的診斷和解決病情。納米機器人在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)入21世紀(jì)，一個國家的強大與其軍事能力有著不可分割的聯(lián)系，科技的發(fā)展也給軍事武器來了一次不小的變革。俄羅斯著

8、名軍事專家伊萬？契奇科夫曾預(yù)言：納米機器人離我們的戰(zhàn)場并不遙遠(yuǎn)，它們在世界范圍將引領(lǐng)一場真正意義的戰(zhàn)爭革命，同時將推進(jìn)作戰(zhàn)模式、作戰(zhàn)理念和作戰(zhàn)方法的根本改變。世界各國的軍備競賽已經(jīng)延伸到了納米領(lǐng)域，各國都在探索利用納米技術(shù)進(jìn)行軍事裝備的升級與改造。多國已經(jīng)開展了有關(guān)納米機器人在軍事應(yīng)用的探索。納米機器人消滅或使敵人的有生力量喪失戰(zhàn)斗力的方式主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，將納米機器人應(yīng)用于傳統(tǒng)的武器裝備中，加強傳統(tǒng)作戰(zhàn)手段的殺傷效能。其次，開發(fā)新的人體作戰(zhàn)手段和方式，第三，研制納米武器，第四，納米機器人在進(jìn)入敵人身體后，可通過自我復(fù)制或自我繁殖的方法迅速在敵方陣營中擴散。此外，納米機器人不僅可用

9、于進(jìn)攻，還能用于防御，而且防御的效能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于其進(jìn)攻效能。美國國家安全實驗室研制成的世界最小的機器人，其質(zhì)量只有28g，該機器人裝有類似坦克履帶的行走機構(gòu)使其能穩(wěn)定高速行走。同時，該機器人上還裝有信息處理用的高速微型處理器、攝像機、傳聲器及各種微型化學(xué)感應(yīng)器。因此，該機器人可用于功能繁多的軍事的，小至拆除地雷，大至軍事情報的收集和軍事目標(biāo)的破壞。新科技是把雙刃劍：有益的科技行為可以造福人類；反之，則為禍。納米機器人也不例外。尤其是當(dāng)納米機器人應(yīng)用于軍事領(lǐng)域當(dāng)中。因此，美、英、德、以、日等國都著手從倫理、法律和社會的角度來研究納米機器人的風(fēng)險和安全性問題。如何讓納米機器人這把雙刃劍有利于人類的一

10、面更加銳利，而使其消極的一面對人類的傷害逐漸減少，這是需要深入思考的問題。結(jié)束語：我國的納米機器人技術(shù)仍存在諸多問題，納米機器人的安全性、可靠性、驅(qū)動問題、精密加工控制問題等都懸而未決。我國納米機器人研究領(lǐng)域的國際技術(shù)交流與合作還不夠充分，發(fā)展受限，因此，我國要想通過納米機器人的研發(fā)帶動納米技術(shù)的整體蓬勃發(fā)展，還需要研究人員不斷開拓創(chuàng)新，逐一解決研發(fā)中的各種問題，為早日突破納米機器人技術(shù)占領(lǐng)世界技術(shù)至高點奠定基礎(chǔ)，最終使納米機器人早日走入人民生活，造福全人類。參考文獻(xiàn)：1周陳霞. 納米機器人的發(fā)展和趨勢及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用j. 機械工程學(xué)報.2011.2梁順可.納米機器人發(fā)展綜述 d. 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院.2013.3榮列潤. 納米機器人淺談 j. 機電一體化.2007.4杜文龍. 納米機器人時代即將到來j. 科技導(dǎo)報.2014.5胡文祥. 分子納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 j. 化學(xué)通報.1998.6顧寧. 納米技術(shù)與應(yīng)用勞 m. 人民