פרסומת
רובוטים זה מגניב. רובוטים שפועלים ברמה מולקולרית? אלה אפילו יותר מגניבים - ואין גבול למה שהם יכולים להשיג.
בעוד המדע הוקסם מאבני הבניין הקטנות הבלתי אפשריות של העולם במשך מאות שנים, זה היה רק מאז שנות ה-80 שהבנה מדעית ופיתוח טכנולוגי באמת אפשרו לננו-מדע להיות תחום מחקר פעיל.
אנחנו רגילים לחשוב על רובוטים מרשימים כגדולים להפליא או מורכבים להפליא, אבל חדשים ו התפתחויות מרגשות השאירו את הננורובוטיקה מוכנה להגדיר מחדש לחלוטין תחומי מדע רבים טֶכנוֹלוֹגִיָה.
כמה קטנים אנחנו מדברים, בדיוק?
ננורובוטיקה עוסקת בחומרים ברמה מולקולרית ומטה, כלומר הננורובוטים עובדים עם אטומים בודדים, חלבונים, מולקולות ותאים.
אחת הדרכים הקלות ביותר להבין מדוע מדע הננו חשוב כל כך היא לחשוב על כל האטומים הננוסקופיים הללו כעל אבני לגו.
בדומה ל-LEGO, ניתן לשלב אטומים ומולקולות באינספור דרכים ליצור כל דבר בעולם הטבע, והיכולת הזו פותחת את הדלת להשפיע ממש על כל היבט בחיינו.
אם האנלוגיה של LEGO לא עובדת, ה-"MicroBots" של Big Hero 6 הם עוד דרך די טובה להמשגה ננו-רובוטים - רק זכרו שננו-רובוטים קטנים פי כמה מיליוני מהפיקטיביים מיקרובוטים!
מה עושים ננו-רובוטים?
הננוטכנולוגיה כבר אפשרה לנו לייצר חומרים חזקים ועמידים יותר על ידי מניפולציה של מבנים מולקולריים, ו היה הכוח המניע מאחורי הרבה טכנולוגיה מודרנית (כולל סרט הפלסטיק המרכיב את המחשב הנייד או הטלפון שלך מָסָך!).
למחקר הננו-רובוטי יש מיקוד שונה, והיישומים שלו מרגשים הרבה יותר.
פריצות דרך מחקריות אחרונות יצרו ננו-רובוטים המסוגלים לבצע פונקציות מיוחדות ברמה הננוסקופית. חלק מהננו-רובוטים פועלים כמתגים, אחרים כמשאבות, ואחרים כמנועים שיכולים להניע את הננו-רובוט הזה על פני החלל ודרך נוזל.
ניתן להשתמש במכונות מולקולריות פשוטות בצורה מטעה לבניית פוליפפטידים מותאמים אישית מחומצות אמינו; לעשות שימוש בתגובות כימיות מתוזמנות בקפידה כדי "ללכת" על פני סביבות זעירות מדי או עוינות מדי עבור מנגנונים אחרים; ולפעול כמסלול להעברת מולקולות מפתח ממקום למקום.
היישומים הרבים של ננו-רובוטים כבר מגדירים מחדש את הטכנולוגיה, הרפואה ומדע הסביבה - וננו-רובוטים ממש בחיתולים כשחושבים על כל מה שהם יכלו להשיג ב עתיד!
איך נראה העתיד של ננורובוטים?
ננורובוט מחשבים
מתגי ננו-רובוט נמצאים בפיתוח מאז 1994 שהם רגישים לאור ולכימיקלים, ומעניקים ליוצרים השפעה על מתי הם (או לא) מבצעים את תפקידם המיועד.
עוד יישום נהדר של מתגים? משימות מחשוב בסיסיות.
נכון לעכשיו, חוקרים עובדים כדי לקודד מידע בננו-רובוטים באותו אופן שהיית עושה במחשב גדול יותר. ננו-רובוטים כבר הצליחו לבצע משימות אחסון/אחזור זיכרון ברמה בסיסית, אבל בעתיד הקרוב הטכנולוגיה הזו תשמש ליצירת תאי זיכרון בצפיפות גבוהה שיכולים לאחסן כמויות גדולות עד בלתי אפשריות של מידע במרחב פיזי קטן עד בלתי אפשרי.
טיפולי סרטן ננו-רובוט
הננוטכנולוגיה משנה את הרפואה כיצד הננוטכנולוגיה משנה את עתיד הרפואההפוטנציאל של ננוטכנולוגיה הוא חסר תקדים. מרכיבים אוניברסליים אמיתיים יביאו לשינוי עמוק במצב האנושי. כמובן, הדרך עוד ארוכה. קרא עוד , וזה משתנה במהירות. ננו-רובוטים מציעים לרופאים את ההזדמנות לטפל במחלות במקור המולקולרי שלהם, ואין דומה להזדמנות זו לשום תרופה בשוק.
מתגים של ננו-רובוט הרגישים לאורך גל מסוים של אור נשקלים לשימוש בטיפולי סרטן. טיפול פוטנציאלי אחד מסוכן מדי לשימוש בצורתו הנוכחית מכיוון שהוא אינו יכול להבחין בין תאים סרטניים ותאים שאינם סרטניים.
בורוביאק וחב' מציעים שאם נכלל בטיפול מתג ננו-רובוט רגיש לאור, ניתן היה למקד אזור קטן כמו 10 מיקרומטר רוחב עם מקור אור. האור יגרום למתג הננו-רובוט "להתהפך", תוך הפעלת התרכובת באופן שיבטל רק תאים סרטניים ממוקדים תוך מתן אפשרות לתאים בריאים לשרוד. והכי טוב, אם המתגים הללו היו ניתנים לשימוש חוזר זה יכול היה להפחית במידה ניכרת את כמות ההליכים הפולשניים שמישהו שעובר טיפולי סרטן יצטרך להתמודד עם!
ננורובוט, M.D.
פוטנציאל רפואי מרגש נוסף מסתמך במידה רבה על מנועי ננו-רובוט שניתן לשלוט בהם מרחוק כדי לספק תרופות למיקום מדויק בגוף. מנועים אלה מיוצרים בדרך כלל על ידי יצירת תגובה כימית שמניעה את הרובוט דרך נוזל. עד לאחרונה, מנועים אלה הסתמכו לעתים קרובות על תגובות כימיות שלא היו בטוחות לשימוש אנושי.
התפתחויות אחרונות במנועי ננו-רובוט מאת Gao et al הפכו אותם להרבה יותר בטוחים! ניתן ליצור מנועים זעירים של ננו-רובוט על ידי תגובה של ליבת האבץ של מנוע ננו-רובוט בצורת צינור עם הקיבה חומצה - תגובה כימית בטוחה שעשויה לאפשר העברת תרופה לרירית הקיבה במהירות. עד כה הליך זה נבדק רק עם חולדות, אך עד כה המחקרים מבטיחים.
מפתחים גם ננו-רובוטים מגנטיים שיכולים להעביר במהירות (בתוך שניות!) תרופות דרך זרם הדם בעזרת שדה מגנטי (מוצג בסרטון למטה)
ננו רובוטים בסביבה
הרבה מחקרים של ננו-רובוטים מתמקדים בהקטנת תהליכים, אבל יש ערך שווה להסתכל על השפעתם גם בקנה מידה מאקרו. מאות אלפי ננו-רובוטים מיקרוסקופיים העובדים יחד במאמץ מתואם עשויות להיות התקווה היחידה שלנו שמירת הסביבה 5 דרכים שהטכנולוגיה תציל את הסביבההטכנולוגיה נתפסת לעתים קרובות כנבל אנטי-אקולוגי - אבל האם ידעת שמשתמשים בטכנולוגיה מתקדמת, כרגע, בשימור חדשני? קרא עוד .
כמות משמעותית של מחקר ננו-טכנולוגיה סביבתי מתמקדת בשאלה האם ננו-רובוטים יכולים להיות מועילים לעבוד כדי לתקן זיהום. הזיהום הגיע לרמות משבר במקומות כמו סין, וננו-רובוטים קלים מספיק כדי להתרומם לאוויר עשויים להיות מסוגלים ללכוד מזהמים ברמה הננוסקופית, או להיפרס במפעלים לייצור פליטות כדי לעצור את הזיהום. מָקוֹר.
באופן דומה, יש תקווה שיפתחו ננו-רובוטים שניתן לשחרר בהמוניהם כדי להילחם באסונות כמו דליפת נפט. באמצעות עבודה אחרונה ללמד ננו-בוטים לפעול באופן קולקטיבי, ייתכן שכל מנוע ננו-רובוט יוכל להתמודד מולקולות שמן בודדות תוך עבודה בשיתוף פעולה עם כל הננו-בוטים האחרים ששוחררו עבור אותו הדבר מַטָרָה.
הזדמנות מדהימה אחרונה המציגה את עצמה עם ננוטכנולוגיה בסביבה הטבעית היא הפוטנציאל שלהם ליצור מי שתייה נקיים. אזורים רבים על פני כדור הארץ סובלים כיום מחוסר זמינות של מים טריים ובטוחים לשתייה - בעיה שננו-רובוטים עשויים להיות מסוגלים לפתור. זה בהחלט אפשרי שננו-רובוטים יוכלו לחסל חיידקים ומזהמים אחרים ממקורות מים לא נקיים, ועלולים להציל מספר עצום של חיים.
יש הרבה עבודות שישתלטו על ידי רובוטים מה קורה כאשר רובוטים יכולים לעשות את כל העבודות?רובוטים נעשים חכמים יותר מהר -- מה קורה כשהם יכולים לעשות כל עבודה טוב יותר וזול יותר מבני אדם? קרא עוד , אבל בני אדם כבר לא מספיקים כשזה מגיע לעבודה שצריך לעשות בסביבה, אז זה מרגש לראות שכל התחום הזה עשוי להתחדש באמצעות ננוטכנולוגיה!
ננו-רובוטים בספורט
מדענים הם האנשים האהובים עליי. הם פשוט כאלה.
מדענים במכון הלאומי למדע וטכנולוגיה (לא) פיתחו ננו-רובוטים שיכולים לשחק משחק כדורגל מוצק באמצעות גרגר אורז כמגרש שלהם וכדור שרוחב קטן יותר משערת אדם ככדור. הננו-רובוטים נשלטים על ידי שדות מגנטיים או אותות אלקטרוניים ועשויים מחומרים כמו אלומיניום, זהב וסיליקון.
הייתי רוצה להאמין שזו הייתה המטרה הסופית שלהם, אבל האמת היא שמשחקים כמו זה עוזרים למדענים למדוד למה מסוגלים ננו-רובוטים (כולל זריזות, יכולת תמרון ותגובתיות) ולכוונן עדין לְעַצֵב.
מה עוד נמצא באופק?
אחד החלקים המרגשים ביותר בננוטכנולוגיה הוא שמבחינת המדעים, בקושי גירדנו את פני השטח על הפוטנציאל שלה בשלושים-ושנים האחרונות.
לחשוב על היקף ההשפעה הפוטנציאלי שיכול להיות לננו-רובוטים האלה הוא מעורר השראה, מדהים... וגם קצת מפחיד. יש הרבה סנטימנט נגד רובוטים בעולם מותו של HitchBot מוכיח שארה"ב לא מוכנה לרובוטים קרא עוד , וזה בהחלט משתרע על ננו-רובוטים. מבקרי ננוטכנולוגיה מביעים לעתים קרובות חששות לגבי השימוש בננו-רובוטים כדי להשפיע לרעה על בריאות האדם, ועל הפוטנציאל שלהם ככלי נשק.
הביקורות הללו תקפות, ויהיה חשוב לוודא שהכוחות של הננוטכנולוגיה ינוצלו לטוב, ולא לרע.
אולם במקרה זה, האם הטוב שיכול לצאת מננו-רובוטים לבריאות האדם, לטכנולוגיה, לאיכות הסביבה ולספורט מיקרוסקופי לא בהחלט עולה על הסיכונים?
מה לדעתך יהיה השימוש המרגש ביותר בננוטכנולוגיה? האם יש לך חששות לגבי השימוש בו?
קרדיט תמונה: לגו DNA מאת מייקל נואלס באמצעות פליקר, מירקסון דרך Shutterstock.com; ktsdesign דרך Shutterstock.com
ברילין הוא מרפא בעיסוק שעובד עם לקוחות כדי לשלב טכנולוגיה בחיי היומיום שלהם כדי לסייע במצבים פיזיים ופסיכולוגיים. אחרי העבודה? היא כנראה מתמהמהת במדיה החברתית או פותרת בעיות מחשב של משפחתה.
