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人类未来的医学革命 纳米机器人

1已有 310 次阅读  2015-03-12 09:56   标签机器人  医学 
  在全球科技大会上谷歌X实验室生命科学小组负责人安德鲁·康拉德透露,谷歌正在设计一种纳米磁性粒子,这种粒子可以进入人体循环系统,进行癌症和其他疾病的早期诊断与治疗。

  这种纳米磁性粒子就是大名鼎鼎的“纳米机器人”。纳米机器人的概念最早是由诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼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。

  这不是科幻,而是人类未来的医学革命。上面描述的这种机器人,可能不久之后就能应用到实际临床医学中去,如今不少科学家已经踏上实现这个梦想的征程。不论是能够终结癌细胞的DNA机器人,还是能够在体内“巡逻”的“健康卫士”,都在纳米尺度世界中完成现有科技条件下无法完成的任务。

  理查德·费曼提出的概念,确切地说应该属于纳米操作机器人,其本身体积可能超过了纳米级别。但其所能操控的物体属于纳米尺度。谷歌X实验室研发的纳米机器人,则是指自身体积在纳米级别内的机器人。肉眼根本看不见,但其作用却十分重要,其可以诊断和治疗疾病。

  当今机器人已成为科学界的热门话题,随着20世纪90年代纳米技术的兴起,人们对微型机器人的研究便在全世界范围内开花,特别是对纳米机器人在生物医学上的应用研究。21世纪是生命科学的时代,纳米技术与生物医学结合而形成的纳米生物学将是21世纪生命科学的重要组成部分,而纳米机器人将是纳米生物学中最具诱惑力的成就。

  纳米机器人的研制属于分子仿生学范畴,它根据分子水平的生物学原理设计制造,并在纳米空间控制、操作。它可以精确杀死癌细胞,疏通血栓,清除动脉内的脂肪沉积,清洁伤口,粉碎结石等。以色列科学家目前研制了一种微型纳米机器人,它可以在人体内“巡逻”,在锁定病灶后自动释放所携带的药物。

  当你感冒时,医生不用给你打针吃药,而是给你在血液里植入纳米机器人,这种机器人在体内探测感冒病毒的源头,并到达病毒所在处,直接释放药物杀灭病毒。

  2010年5月美国哥伦比亚大学的科学家成功研制出一种由脱氧核糖核酸(DNA)分子构成的纳米蜘蛛机器人,它们能够跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止,并且它们能够自由地在二维物体的表面行走。这种纳米蜘蛛机器人只有4纳米长,比人类头发直径的十万分之一还要小。

  我国中科院沈阳自动化研究所成功研制了一台纳米微操作的机器人系统样机,可在纳米尺度上切割细胞染色体。这种机器人在很多性能方面处于世界先进水平。我国重庆某研究所研制的名为“OMOM胶囊内镜系统”的纳米机器人医生,它可以钻进人的肚子里,把人体内的图像传到电脑屏幕上,这项技术全球领先。纳米机器人医生不但具有检查方便、无创伤、无痛苦、无交叉感染、不影响患者的正常工作等特点,还可以改善人类的大脑功能,未来的人类将会成为“新人类”。

  纳米机器人不只是治感冒,它还可以精确找到癌细胞,并杀死它,这项科研工作我国东南大学十多年前就开始研究了。但迄今为止,纳米机器人技术依然停留在研发试验阶段,总是有一些技术障碍使其未能真正进入临床。主要是科研人员尚未给纳米机器人找到成熟精准的“导航系统”。由于人体的静脉、动脉网络系统十分复杂,而且纳米机器人如果不需要停留在人体内发挥作用时必须为它找到合适的出口。这些都需要科研人员进一步研究解决。

  尽管如此,但未来的体内医生定会实现。微型纳米机器人未来或将成为治癌的主力。我国著名学者周海中教授1990年发表文章预言,到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。用不了多久,分子大小的纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。
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