一、納米機器人技術原理

納米生物學的產生是與SPM的發(fā)明和在生命科學中的應用分不開的。生命過程是已知的物理、化學過程中最復雜的事情。不同于宏觀生物學，納米生物學是從微觀的角度來觀察生命現(xiàn)象、并以對分子的操縱和改性為目標的。納米生物學發(fā)展時間不長就已經取得了可喜的成績。生物科學家在納米生物學領域提出了許多富有挑戰(zhàn)性的新觀念。納米生物學的加工技術可以向生物細胞學習。

事實上，每一個細胞都是一個活生生的納米技術應用的實例：細胞不僅將燃料轉化為能量，而且按照儲存在DNA中的信息來建造和激活蛋白質和酶，通過對不同物種的DNA進行重組，基因工程家已經學會建造新的這類納米工具，例如用細菌細胞來生產醫(yī)用激素?？茖W家根據(jù)分子病理學的原理已經研制出各種各樣的可以進入人體微觀世界行走的納米機器人，有望用于清除有害物質、修復損壞基因、激活細胞能量、維護人體健康和延長人類壽命。醫(yī)用納米機器人目前還處在試驗階段。

二、納米機器人應用領域——中國應用

中國人也可以像擺棋子一樣擺弄原子了。一臺能夠在納米尺度上操作的機器人系統(tǒng)樣機由中國科學院沈陽自動化所研制成功，并通過了國家“863”自動化領域智能機器人專家組的驗收。在一個演示中，沈陽自動化所的研究人員操縱“納米微操作機器人”，在一塊硅基片上1×2微米的區(qū)域上清晰刻出“SIA”3個英文字母（沈陽自動化所的縮寫）；另一個演示顯示，在一個5×5微米的硅基片上，操作者將一個4微米長、100納米粗細的碳納米管準確移動到一個刻好的溝槽里。

測試顯示，在刻畫操作中，這臺納米微操作機器人在512個像素寬度的顯示區(qū)域里，重復定位誤差小于5個像素，精度達1%以上；在移動納米碳管的操作中，重復定位精度達到30納米；而在基于路標的定位測試中，其定位誤差小于4納米。專家解釋，1納米是10^-9米，大約等于10個氬原子并列成一條直線的長度。在納米尺度上的操作，被稱為“納米微操作”，是納米技術的重要內容，其目的是在納米尺度上按人的意愿對納米材料實現(xiàn)移動、整形、刻畫以及裝配等工作。納米微操作始于20世紀80年代，IBM的科學家1989年利用掃描式隧道顯微鏡（STM）操作35個氙原子在鎳金屬表面拼出I－B－M三個字母，成為轟動世界的新聞，開了納米微操作先河。從此，納米操作技術作為一個重要的戰(zhàn)略發(fā)展方向吸引各國競相展開研究。

該項目研究人員介紹，這臺機器人系統(tǒng)在納米尺度下的系統(tǒng)建模方法、三維納觀力獲取與感知及誤差分析與補償方面有很多突破與創(chuàng)新，都達到世界先進水平。據(jù)介紹，這種納米微操作機器人可廣泛應用于納米科學實驗研究、生物工程與醫(yī)學實驗研究、微納米科研教學等領域。如生物學研究領域中，使用納米微操作機器人可完成對細胞染色體的切割操作；也可在DNA或分子水平上進行生化檢測及病理、生理測試實驗研究。此外這種機器人在IC工業(yè)中納米器件的裝配與加工方面也有良好的應用前景，如可以利用它操作納米微粒，裝配微/納米電子器件，甚至復雜的納米電路。這意味著，未來利用納米電路制成的電腦和家用電器，可以“想要它有多小，就能做多小”，甚至可以“塞進牙縫”；而未來利用納米操作技術制作的微型機器人，也可以鉆入人體替病人疏通血管，或在肉眼看不見的微觀世界里，完成人們自己不可能完成的任務。

三、納米機器人應用領域——國外應用

在美國科幻大片《驚異大奇航》中，科學家把變小的人和飛船注射進人體，讓這些縮小的“參觀者”直接觀看到人體各個器官的組織和運行情況。然而在現(xiàn)實中，科學家根據(jù)分子病理學的原理已經研制出各種各樣的可以進入人體的納米機器人，有望用于維護人體健康。

目前還處在試驗階段，大到長幾毫米，小到直徑幾微米；但可以肯定的是，未來幾年內，納米機器人將會帶來一場醫(yī)學革命。

許多工程師、科學家和醫(yī)生都認為，醫(yī)用納米機器人有著無限的潛力——而其中最有可能的包括：治療動脈粥樣硬化、抗癌、去除血塊、清潔傷口、幫助凝血、祛除寄生蟲、治療痛風、粉碎腎結石、人工授精以及激活細胞能量，使人不僅保持健康，而且延長壽命。

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