科學(xué)咖啡館：人類將進(jìn)入納米機(jī)器人時(shí)代？

科學(xué)咖啡館

人類將進(jìn)入納米機(jī)器人時(shí)代？

說(shuō)起納米機(jī)器人，人們可能會(huì)想到好萊塢大片《鋼鐵俠3》：大反派試圖通過(guò)納米機(jī)器人傳播病毒，進(jìn)而控制全人類。

納米機(jī)器人的概念最早是由美國(guó)物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼教授于1959年提出的。他認(rèn)為人類未來(lái)有可能建造一種分子大小的微型機(jī)器，可以把分子甚至單個(gè)原子作為建筑構(gòu)件，在非常細(xì)小的空間里構(gòu)建物質(zhì)。這意味著，人類可以在底層空間制造任何東西。

納米級(jí)的技術(shù)在當(dāng)時(shí)只是一種科學(xué)幻想，但如今已出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)世界。

從廣義上來(lái)講，只要在納米尺度(一納米等于十億分之一米)能夠進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和操作的系統(tǒng)都可以叫做納米機(jī)器人。納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，也是當(dāng)今高新科技的前沿?zé)狳c(diǎn)之一。因此，許多國(guó)家紛紛制定納米機(jī)器人相關(guān)戰(zhàn)略和計(jì)劃，投入巨資搶占納米機(jī)器人戰(zhàn)略高地。

目前研發(fā)的納米機(jī)器人屬于第一代，是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這代納米機(jī)器人可以注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療；第二代納米機(jī)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，能夠執(zhí)行復(fù)雜的納米級(jí)別的任務(wù)；第三代納米機(jī)器人將包含有強(qiáng)人工智能和納米計(jì)算機(jī)，是一種可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的智能裝置。

順帶一提，2016年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予3位科學(xué)家，以表彰他們“在分子機(jī)器的設(shè)計(jì)和合成”方面的貢獻(xiàn)。

許多專家強(qiáng)調(diào)：當(dāng)前最重要、最迫切的就是納米機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。醫(yī)用納米機(jī)器人可以注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行血管養(yǎng)護(hù)、健康檢查、精準(zhǔn)給藥、疾病治療和器官修復(fù)等，還可從基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，被視為當(dāng)今疑難病癥的癌癥、艾滋病、高血壓等都將迎刃而解；屆時(shí)，人類將會(huì)減少疾病所帶來(lái)的痛苦，人的壽命也將得到延長(zhǎng)?？梢?jiàn)納米級(jí)別的機(jī)器人是醫(yī)療領(lǐng)域的福音。

近年來(lái)，醫(yī)用納米機(jī)器人的研發(fā)取得不少可喜的成果：

2013年6月，日本東北大學(xué)的科學(xué)家研制出一種由生化驅(qū)動(dòng)的可以摧毀癌細(xì)胞的納米機(jī)器人；

2017年8月，英國(guó)杜倫大學(xué)、美國(guó)萊斯大學(xué)和北卡羅萊納州立大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)出一種被光激活的納米機(jī)器人：當(dāng)被光激活后，這種納米機(jī)器人可以在數(shù)分鐘內(nèi)鉆入癌細(xì)胞并殺死它們；

2018年1月，德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家研制出一種由電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的用于醫(yī)學(xué)診斷和藥物開(kāi)發(fā)的高效納米機(jī)器人；

前不久，德國(guó)馬普學(xué)會(huì)智能系統(tǒng)研究所、中國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及丹麥奧胡斯大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員研發(fā)出一種表面潤(rùn)滑的螺旋形磁性納米機(jī)器人，并首次實(shí)現(xiàn)讓納米機(jī)器人繞過(guò)眼球表面抵達(dá)視網(wǎng)膜且不對(duì)組織造成損害。

值得指出的是，醫(yī)用納米機(jī)器人目前尚處于研發(fā)試驗(yàn)階段，還未能進(jìn)入臨床實(shí)用階段。但可以肯定的是，在不久的將來(lái)，納米機(jī)器人將會(huì)給生物醫(yī)學(xué)帶來(lái)巨大變革。前不久，美國(guó)發(fā)明家雷·科茲威爾博士在接受新聞媒體采訪時(shí)指出：醫(yī)用納米機(jī)器人將來(lái)把人腦和云腦(云計(jì)算系統(tǒng))連接起來(lái)，屆時(shí)就可提高人類智力和延長(zhǎng)人類壽命。另外他還指出：到2030年，納米機(jī)器人將定居在人體內(nèi)，隨著血液循環(huán)遍布人體，成為人機(jī)融合的一部分。

除了醫(yī)療領(lǐng)域，納米機(jī)器人在其他領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景。

在工業(yè)領(lǐng)域，人們可以利用納米機(jī)器人制作微米級(jí)的芯片，從而減少電子產(chǎn)品內(nèi)的芯片和電路所占用空間，能夠讓未來(lái)的電子產(chǎn)品變得更微??；人們可以利用納米機(jī)器人探測(cè)甚至改變油藏特性, 從而突破現(xiàn)有技術(shù)在采收率上的限制，提高油氣開(kāi)采效率和采收率。

在環(huán)保領(lǐng)域，人們可以將大量納米機(jī)器人放入污染水源中，通過(guò)設(shè)計(jì)好的傳感器和程序讓納米機(jī)器人將污染源分解掉，就能解決水污染問(wèn)題。

在軍事領(lǐng)域，人們可以通過(guò)仿生學(xué)技術(shù)將納米機(jī)器人的外形改造成昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類等小型動(dòng)物的外觀，充當(dāng)偵察工具，進(jìn)而收集重要情報(bào)。

可以說(shuō)，納米機(jī)器人不僅給社會(huì)帶來(lái)重大變化，也給人們帶來(lái)無(wú)限廣闊的想象空間。

需要指出的是，高新科技是把雙刃劍，納米機(jī)器人也不例外，尤其是當(dāng)它應(yīng)用于軍事領(lǐng)域當(dāng)中。目前，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、以色列等國(guó)已著手從倫理、法律和社會(huì)的角度，來(lái)研究納米機(jī)器人的風(fēng)險(xiǎn)和安全性問(wèn)題。

有專家預(yù)言：用不了多久，個(gè)頭只有分子大小的神奇納米機(jī)器人將源源不斷地進(jìn)入人類的日常生活，人類社會(huì)將進(jìn)入極具前景的新時(shí)代——納米機(jī)器人時(shí)代。中國(guó)科學(xué)家周海中教授在1990年發(fā)表的《論機(jī)器人》一文中預(yù)言：到21世紀(jì)中葉，納米機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟惖墓ぷ骱蜕罘绞健?/p>

此景可待，未來(lái)可期。

（作者為日本東北大學(xué)工學(xué)部研究員）

黃曉秋 來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)

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