Campos de aplicación de los nanorobots
Teóricamente, las nanomáquinas pueden fabricar todos los objetos.
Por supuesto, hay diferencia entre la teoría y la aplicación práctica, pero los expertos en nanomaquinaria han demostrado que es factible realizar la aplicación de la nanotecnología. Con la ayuda de microscopios de efecto túnel, los expertos en nanomaquinaria han podido organizar átomos individuales en estructuras nunca vistas en la naturaleza. Además, los expertos en nanomaquinaria han diseñado pequeños engranajes y motores fabricados a partir de unas pocas moléculas. Estos engranajes y motores no deben confundirse con aquellos diminutos hechos de millones de moléculas y construidos utilizando técnicas tradicionales. Estas máquinas son demasiado grandes en comparación con las máquinas que se construirán en el futuro.
Dentro de 25 años, los científicos en nanotecnología esperan implementar estas ideas en vitrinas científicas y crear verdaderas nanomáquinas. Estas nanomáquinas tienen pequeños "dedos" que pueden manejar con destreza varias moléculas, y una pequeña "computadora" que les indica a los "dedos" cómo operar. Los dedos podrían fabricarse con nanotubos de carbono. Su resistencia es 100 veces mayor que la del acero y su finura es 1/50000 de cabello. La "computadora" podría estar hecha de nanotubos de carbono, que sirven como transistores y como cables que los conectan. Las "computadoras" también podrían estar hechas de ADN, y los nanorobots equipados con el software adecuado y lo suficientemente diestros pueden construir cualquier sustancia.
Los nanobots deben utilizar una gran cantidad de nanomáquinas para realizar cualquier tarea, incluida la autorreplicación. Podría haber millones de nanobots en la sangre; se podrían necesitar billones de nanobots para cada sitio de desechos tóxicos, y se podrían movilizar 654,38 mil millones de nanobots para trabajar simultáneamente en la construcción de un automóvil. Sin embargo, ninguna línea de producción puede producir cantidades tan grandes de nanorobots.
Sin embargo, los nanocientíficos consideran que las nanomáquinas pueden hacer precisamente eso. Los nanobots que diseñaron pueden hacer dos cosas: realizar una tarea principal y hacer réplicas perfectas de sí mismos. Si el primer nanobot puede hacer dos copias, y cada una de esas dos copias puede hacer dos copias de sí mismo, pronto podrían estar disponibles billones de nanobots.
Pero ¿qué pasa si los nanobots se olvidan de dejar de replicarse? Si, sin alguna señal de parada incorporada, el nanorobot se olvida de dejar de replicarse, las posibles consecuencias de tal desastre serían inmensurables. Los nanorobots se replican rápidamente en el cuerpo humano y pueden cubrir el tejido normal más rápido de lo que se puede propagar el cáncer; un robot loco que produce alimentos puede convertir toda la biosfera de la Tierra en un queso gigante.
Los expertos en nanotecnología no han evitado el peligro, pero creen que pueden controlar el desastre. Un enfoque consiste en diseñar un programa de software que haga que los nanobots se autodestruyan después de replicarse durante varias generaciones. Otro enfoque es diseñar un robot que sólo pueda replicarse en condiciones específicas. Por ejemplo, un robot sólo puede replicarse en presencia de altas concentraciones de sustancias químicas tóxicas o dentro de rangos estrechos de temperatura y humedad.
Al igual que la propagación de virus informáticos, todos estos esfuerzos no impedirán que aquellos con intenciones maliciosas liberen deliberadamente algún tipo de nanobot como arma dañina. De hecho, algunos críticos señalan que los peligros de la nanotecnología pueden superar sus beneficios. Sin embargo, estos beneficios por sí solos son demasiado tentadores. La nanotecnología seguramente superará a las computadoras electrónicas y las drogas genéticas y se convertirá en la dirección del desarrollo tecnológico en el nuevo siglo. El mundo puede necesitar un sistema inmunológico nanotecnológico, donde la policía de nanorobots esté constantemente luchando contra esos robots maliciosos en el mundo microscópico. Los chinos también pueden jugar con átomos como si fueran piezas de ajedrez. El periodista se enteró por la Academia de Ciencias de China que el Instituto de Automatización de Shenyang de la Academia de Ciencias de China desarrolló con éxito un prototipo de sistema robótico que puede operar a nanoescala, y que pasó la aceptación del grupo nacional de expertos en robots inteligentes "863" en el campo de la automatización. En una demostración, investigadores del Instituto de Automatización de Shenyang manipularon el "nanomicromanipulador" para tallar claramente las tres letras inglesas "SIA" (Instituto de Automatización de Shenyang) en un área de 1×2 micrones sobre un sustrato de silicio. ).
Otra demostración mostró a un operador moviendo con precisión un nanotubo de carbono de 4 micrones de largo y 100 nanómetros de espesor dentro de una ranura en un sustrato de silicio de 5 por 5 micrones.
El nanomicromanipulador inscribe caracteres en un sustrato de 10×10 micras.
Las pruebas muestran que durante la operación de caracterización, el error de posicionamiento repetido del robot de nanomicromanipulación en un área de visualización con un ancho de 512 píxeles es inferior a 5 píxeles y la precisión es superior a 1 %. En el funcionamiento de nanotubos de carbono en movimiento, la precisión de posicionamiento repetible alcanzó los 30 nm; sin embargo, en la prueba de posicionamiento basada en puntos de referencia, el error de posicionamiento fue inferior a 4 nm; Los expertos explicaron que 1 nanómetro equivale a 10-9 metros, que es aproximadamente la longitud de 10 átomos de argón dispuestos en línea recta. Las operaciones a nanoescala se denominan "nanomicrooperaciones" y son una parte importante de la nanotecnología. El objetivo es mover, dar forma, tallar y ensamblar nanomateriales a nanoescala según los deseos de la gente. La nanomicromanipulación comenzó en los años 1980. En 1989, los científicos de I-B-M utilizaron un microscopio de efecto túnel (STM) para manipular 35 átomos de xenón para deletrear las letras I-B-M en la superficie del níquel metálico, lo que se convirtió en una sensación y fue pionero en la nanomicromanipulación. Desde entonces, la tecnología de nanomanipulación se ha convertido en una importante dirección estratégica de desarrollo, que ha atraído a varios países a competir por la investigación. Según los investigadores del proyecto, este sistema robótico ha logrado muchos avances e innovaciones en métodos de modelado de sistemas, adquisición y percepción de nanoobservaciones tridimensionales, análisis y compensación de errores a nanoescala, etc., todos los cuales han alcanzado los niveles más avanzados del mundo. nivel. Según los informes, este tipo de nanomicromanipulador puede utilizarse ampliamente en campos como la investigación experimental en nanociencia, la bioingeniería y la investigación experimental médica, la investigación micronanocientífica y la enseñanza. Por ejemplo, en el campo de la investigación biológica, se pueden utilizar nanomicromanipuladores para completar la operación de corte de los cromosomas celulares; también se pueden realizar pruebas bioquímicas y pruebas patológicas y fisiológicas a nivel molecular o de ADN. Además, este tipo de robot también tiene buenas perspectivas de aplicación en el ensamblaje y procesamiento de nanodispositivos en la industria de circuitos integrados, como la operación de nanopartículas, el ensamblaje de dispositivos micro/nanoelectrónicos e incluso nanocircuitos complejos. Esto significa que en el futuro, los ordenadores y electrodomésticos fabricados con nanocircuitos podrán ser "tan pequeños como se quiera" e incluso podrán "meterse entre los dientes"; en el futuro, los microrobots fabricados con tecnología de nanomanipulación también podrán perforar; el cuerpo humano para proporcionar a los pacientes desbloquear los vasos sanguíneos o completar tareas en el mundo microscópico invisible a simple vista que las personas no pueden realizar por sí solas. En el éxito de taquilla estadounidense de ciencia ficción "Sail", los científicos inyectan humanos más pequeños y naves espaciales en el cuerpo humano, lo que permite a estos "visitantes" más pequeños observar directamente la organización y el funcionamiento de varios órganos del cuerpo humano. Sin embargo, en realidad, basándose en los principios de la patología molecular, los científicos han desarrollado una variedad de nanorobots que pueden ingresar al cuerpo humano y se espera que se utilicen para mantener la salud humana.
Aún se encuentra en fase experimental, oscilando desde unos pocos milímetros de longitud hasta unas pocas micras de diámetro, pero lo cierto es que los nanorobots supondrán una revolución médica en los próximos años;
Muchos ingenieros, científicos y médicos creen que los nanorobots médicos tienen un potencial ilimitado, que probablemente incluye: tratar la aterosclerosis, combatir el cáncer, eliminar coágulos de sangre, limpiar heridas, ayudar a la coagulación de la sangre, eliminar parásitos, tratar la gota, triturar riñones. piedras, inseminaciones artificiales y activan la energía celular para que las personas no sólo se mantengan sanas sino que vivan más tiempo.