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机器人进入血管:探索其机制和应用

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:病毒被不断歼灭,病毒的碎块不断渗透出血管,流入肾脏,通过尿液排出体外。图2-13 在二维物体表面行走的“纳米蜘蛛”微型机器人据悉,这种“纳米蜘蛛”机器人的大小仅有4nm,比人类头发直径的十万分之一还小。虽然以前研制出的DNA分子机器人也具有行走功能,但不会超过3步,而“纳米蜘蛛”机器人却能行走100nm的距离,相当于行走50步。

机器人进入血管:探索其机制和应用

在美国洛杉矶市举行的一次新闻发布会上,与会者在投影屏幕上看到了这样一组镜头:2005年的某一天,一个由直径只有30μm的齿轮装配成的小小机器人被植入血管里。这个小小机器人像潜水艇一样,在血液的河流中自由自在地游动着。一旦遇到血管中淤积或飘浮的胆固醇、脂肪,它们就毫不留情地扑上去,迅速将其撕烂嚼碎。同凶恶的病毒相遇时,它们也毫不畏惧,挺身而出。可是,病毒是很狡猾的,它们眼看对方来势凶猛,往往会装出一副缩头缩尾的可怜相,好像已经投降;或者干脆一下子躺下,一动不动,似乎已经成了一具僵尸。机器人善良大度,它们大踏步地从这些已经放下武器的敌人身边走过。但是,受到优待的病毒并没有就此罢休,等机器人擦肩而过后,它们一跃而起,开始从背后恶狠狠地攻击机器人,机器人不断倒下。

不要着急,这些机器人体内有纠错程序,它们中的许多机器人在吃了一次亏之后,只要不是光荣牺牲,它们便能自动调整行为方式。于是,机器人不再老实可欺,它们见到病毒后,不管它们如何伪装,非要杀它个片甲不留。

病毒也随机应变,当它们同机器人相遇时,便拼命膨胀躯体,虚张声势,竭力装出一副凶神恶煞的模样。可是,大脑内藏有“超级勇敢”程序的机器人,英勇善战,视死如归,决心以自己的生命来捍卫人类健康,于是机器人同病毒进行了激烈的大搏杀。病毒被不断歼灭,病毒的碎块不断渗透出血管,流入肾脏,通过尿液排出体外。于是动脉畅通无阻,人体更加健康。

上述有关超微技术的剧情,是根据科学家的设想编造出来的,但这并不是无法实现的梦想,随着微机电技术的发展,幻想正一步步变成现实。

1988年,美国加利弗尼亚大学的两位华裔科学家研制出了只有76μm的微电动机

1991年11月,日本电子公司的科研人员在当时最先进的“电子隧道扫描显微镜”下,用“超微针尖”将硅原子排成金字塔形的“凹棱锥体”,它只有36个原子那样高。这是人类首次用手工排列原子,在世界原子物理界引起轰动。

1996年7月,美国哈佛大学研制成功了直径只有7μm的涡轮机。一张邮票上可以放置几千个这种涡轮机,只有在超高倍显微镜下才能看清楚它的外形和结构。(www.xing528.com)

2010年,美国哥伦比亚大学科学家成功研制出一种由DNA分子构成的“纳米蜘蛛”微型机器人(见图2-13),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,并且能够自由地在二维物体的表面行走。

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图2-13 在二维物体表面行走的“纳米蜘蛛”微型机器人

据悉,这种“纳米蜘蛛”机器人的大小仅有4nm,比人类头发直径的十万分之一还小。该“纳米蜘蛛”机器人的发明是对几年前“蜘蛛分子”机器人的改进与升级,其功能更加强大,不仅能够自由地在二维物体的表面行走,而且还能吞食面包碎屑。虽然以前研制出的DNA分子机器人也具有行走功能,但不会超过3步,而“纳米蜘蛛”机器人却能行走100nm的距离,相当于行走50步。

“纳米”机器人可以用于医疗事业,以帮助人类识别并杀死癌细胞,达到治疗癌症的目的;还可以帮助人们完成外科手术,清理动脉血管垃圾等。现在,科学家们已经研发出这种机器人的生产线。

现在,超微技术与人们生活的关系还不密切,这主要是因为它们还不实用。对此,美国斯坦福大学的现代超微物理学专家本杰明·金博士做了这样的描述:“未来,人们将研制出高度智能化的人造跳蚤、蜘蛛等动物。它们集超微型计算机、驱动器、传动装置、传感器电源等于一体,成为人类十分独特而且非常得力的助手。它们将广泛应用于医疗、农业、工业、航天军事等各个领域。除了人们津津乐道的注入血管清除毒物的功能外,在外科手术上还可用微电动机来缝合神经、微血管、眼球等;还可用它来深入人体内脏,如肾脏、心脏等做检查;将成千上万个‘跳蚤’机器人搬入农田,消灭害虫,使农业丰收,又防止了因使用农药造成的环境污染。”这位教授最后说:“与目前许多处于试验阶段的高新尖端技术一样,超微技术产品的潜在价值和用途一时还很难设想。但是可以相信,在将来的某一天,这种巧夺天工的产品会悄悄进入我们的家庭,起到种种奇妙无比的作用。”

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