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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】近年來，納米機(jī)器人逐漸出現(xiàn)在我們視野之中，在醫(yī)療和軍事兩大領(lǐng)域的應(yīng)用帶領(lǐng)下，正在迎來全面的發(fā)展。未來隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，以及現(xiàn)有問題的不斷解決，納米機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式。
當(dāng)前，機(jī)器人作為發(fā)展的熱門話題，人們對(duì)其的研究和探索工作，一直都在火熱進(jìn)行中，不管是對(duì)技術(shù)本身，還是在應(yīng)用領(lǐng)域，大家都在找尋機(jī)器人發(fā)展的更多可能性。近年來，隨著納米技術(shù)和生物技術(shù)的不斷發(fā)展，人們開始將機(jī)器人的發(fā)展目光投向微觀領(lǐng)域，納米機(jī)器人的應(yīng)運(yùn)而生，給我們的生產(chǎn)和生活帶來了革命性的改變。
納米機(jī)器人開啟新時(shí)代
納米機(jī)器人又叫可編程分子機(jī)器人，它的研制屬于分子仿生學(xué)范疇，其根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理設(shè)計(jì)制造，能夠在納米空間內(nèi)進(jìn)行控制與操作。作為機(jī)器人工程學(xué)的一項(xiàng)新科技，納米機(jī)器人概念的提出始于1959年，雖然提出時(shí)間不晚，但直到上世紀(jì)90年代納米技術(shù)的興起，才帶動(dòng)了其研發(fā)與應(yīng)用的起步。
進(jìn)入新世紀(jì)以來，納米機(jī)器人的研發(fā)成果已有所顯現(xiàn)，人們對(duì)于其應(yīng)用表現(xiàn)充滿期待。
在軍事領(lǐng)域，人們希望借助納米機(jī)器人完成情報(bào)偵查、戰(zhàn)場(chǎng)救治、武器升級(jí)等任務(wù)，將現(xiàn)有的戰(zhàn)爭(zhēng)往技術(shù)化、小型化方向；在工業(yè)領(lǐng)域，人們希望利用納米機(jī)器人制作微型芯片，從而推動(dòng)未來電子產(chǎn)品的微型化發(fā)展；在環(huán)保領(lǐng)域，人們希望借助納米機(jī)器人監(jiān)測(cè)和防止污染問題；在醫(yī)療領(lǐng)域，人們希望利用納米機(jī)器人解決現(xiàn)有的醫(yī)療難題，改變醫(yī)療發(fā)展局面......
可以說，納米機(jī)器人在未來不僅能給社會(huì)帶來重大變化，也給人們帶來了無限想象空間。也難怪我國(guó)學(xué)者早在1990年就發(fā)出預(yù)言：“到二十一世紀(jì)中葉，納米機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟惖膭趧?dòng)和生活方式。”
兩大方向當(dāng)前發(fā)展
縱觀納米機(jī)器人的發(fā)展歷程，大致可以分為三個(gè)階段，既生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)結(jié)合階段、原子或分子直接裝配階段，以及納米芯片植入實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互階段。眼下，納米機(jī)器人的發(fā)展正處于第二階段向第三階段的過渡時(shí)期。
在這一時(shí)期內(nèi)，雖然納米機(jī)器人的潛在應(yīng)用十分廣泛，但比較而言，應(yīng)用多的只有兩個(gè)領(lǐng)域，一個(gè)是醫(yī)療領(lǐng)域，另外一個(gè)便是軍事領(lǐng)域，這兩大方向的研發(fā)應(yīng)用正著當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展。
在醫(yī)療方面，目前以美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家的科研院所為主力，已經(jīng)取得了一定的研發(fā)成果。
2006年，日本東京大學(xué)成功將兩個(gè)分子機(jī)器人組裝在一起，形成了一個(gè)分子機(jī)器復(fù)合體，以紫外線和可見光為動(dòng)力來源；之后，另一所高校東北大學(xué)利用縮氨酸蛋白質(zhì)微片，制作出可以在細(xì)胞膜上移動(dòng)并可進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的納米機(jī)器人；
而自2010年以來，美國(guó)哥倫比亞大學(xué)成功研制出一種DNA分子構(gòu)成的納米蜘蛛機(jī)器人；佛羅里達(dá)大學(xué)研制出一款能夠100%殺滅丙肝病毒的納米機(jī)器人；伊利諾伊大學(xué)將真菌所產(chǎn)生的孢子和石墨烯量子點(diǎn)結(jié)合在一起，制造出了一種微型生物機(jī)器人；俄亥俄州立大學(xué)研發(fā)了運(yùn)用于DNA的3D運(yùn)動(dòng)納米機(jī)器人。
此外，包括德國(guó)、以色列、瑞士等多個(gè)國(guó)家都已經(jīng)研發(fā)出了用于醫(yī)療的納米機(jī)器人，我國(guó)雖然研發(fā)工作開展不多，但在部分領(lǐng)域也達(dá)到了先進(jìn)水平。
在軍事方面，納米機(jī)器人的研發(fā)主要用于兩種用途，一種是微型化情報(bào)監(jiān)控與偵察，還有一種是直接用作武器技術(shù)裝備。當(dāng)前，主要軍事大國(guó)都在積極進(jìn)行納米機(jī)器人的研發(fā)，并已成功研制出幾十種納米元器件，相關(guān)的試驗(yàn)部隊(duì)也在進(jìn)行緊鑼密鼓的實(shí)踐和測(cè)驗(yàn)。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，到2025年，軍用級(jí)納米機(jī)器人就將研制成功，屆時(shí)，其將對(duì)政治軍事形勢(shì)帶來強(qiáng)烈沖擊。
未來這些問題有待解決
在醫(yī)療和軍事兩方面的應(yīng)用下，其他領(lǐng)域的應(yīng)用也將不斷拓展，未來人們將進(jìn)入一個(gè)納米機(jī)器人的嶄新時(shí)代。不過，前途是光明的，過程卻是曲折的，納米機(jī)器人要想早日迎來突破性發(fā)展，還有很多問題需要解決。
以醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展為例，時(shí)至今日，人們始終無法為納米機(jī)器人找到的導(dǎo)航系統(tǒng)，納米機(jī)器人如何在錯(cuò)綜復(fù)雜的人體中找到目標(biāo)和出口？這一問題難以解決。此外，納米機(jī)器人的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)也還不夠完善，雖然現(xiàn)在已經(jīng)探索出諸如超聲波信號(hào)、無線電波、X射線、可見光、紫外線、磁場(chǎng)等驅(qū)動(dòng)方式，但仍然只停留在實(shí)驗(yàn)室之中，具體應(yīng)用還不夠成熟。
除了技術(shù)上的障礙外，技術(shù)監(jiān)管和應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)同樣不容忽視。納米機(jī)器人是要進(jìn)入人體內(nèi)的，這就意味著需要更多儀器、更嚴(yán)規(guī)范來對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行管控，同時(shí)，納米機(jī)器人在人體內(nèi)形成的數(shù)據(jù)信息也涉及用戶隱私問題，一方面泄露風(fēng)險(xiǎn)需要有效措施進(jìn)行預(yù)防，另一方面用戶在觀念上是否接受也需要進(jìn)行價(jià)值普及。
雖然上述問題導(dǎo)致納米機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀有點(diǎn)尷尬，但并非意味著其沒有光明未來，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，到2020年納米科技產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)將會(huì)增長(zhǎng)到758億美元，這對(duì)于納米機(jī)器人來說是一個(gè)藍(lán)海廣闊的未來市場(chǎng)。伴隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，只要現(xiàn)有問題能夠得到有效解決，筆者相信納米機(jī)器人終將贏得全新的發(fā)展。
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