Нанороботи: майбутнє сьогодення. Що таке нанороботи? Навіщо вони потрібні? Наноробот - морський гребінець

Вступ

Вчені стверджую, що настане той день, коли за допомогою нанотехнологій у кров'яні клітини людини можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики, що запобігають появі ознак радіаційного випромінювання або розвитку хвороби. Прогнозований термін продажу - перша половина XXI століття.

А поки що вчені працюють над створенням медичних нанороботів, журналісти та громадськість сперечаються, чи можуть наносенсори вплинути згубно на організм людини? Адже невідомо, як відреагує організм на введені в нього чужорідні тіла? Як висловився Ерік Дрекслер: "невидима зброя всесвітнього перевороту, що покривають землю "сіра слиз" (gray goo)". Коротше кажучи, крихітна причина кінця світу.

Чи справді, нанотехнології можуть стати причиною кінця світу чи це лише багата фантазія деяких учених?

Що таке нанотехнологія?

Перш ніж говорити про можливі ризики та перспективи нанотехнологій спочатку треба сказати, що це таке? І тому поняття немає вичерпного визначення. "Нанотехнології" - це технології, що оперують величинами порядку нанометра. Це мізерно мала величина, в сотні разів менша за довжину хвилі видимого світла і порівнянну з розмірами атомів. Розвиток нанотехнології ведеться у трьох напрямках:

Виготовлення електронних схем розміром із молекулу (атом);

Розробка та виготовлення машин;

Маніпуляція атомами та молекулами.

Що таке наномедицина?

«Наномедицина» - це стеження, виправлення, конструювання та контроль над біологічними системами людини на молекулярному рівні, використовуючи розроблені нанороботи та наноструктури (Р. Фрейтас).

В даний час наномедицини поки не існує, є лише проекти, втілення яких у реальність і призведе до наномедицини. Через кілька років, коли вже, нарешті, буде створено перший наноробот, знання, накопичені наномедичною, втіляться в життя. А тоді за лічені хвилини ви позбавитеся вірусу грипу або позбавитеся раннього атеросклерозу. Нанороботи зможуть повернути навіть дуже стару людину в той стан, у якому він був у молодості. Від операції в органах ми перейдемо на операції на молекулах і, таким чином, стане «безсмертними».

Перспективи розвитку

Вчені зі штату Мічиган стверджують, що за допомогою нанотехнологій можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики в кров'яні клітини людини, які попереджатимуть про ознаки радіації чи розвитку хвороби. Так, у США, за пропозицією NASA, ведеться розробка таких наносенсорів. Джейм Бейнер уявляє собі «наноборьбу» з космічними випромінюваннями так перед стартом астронавт використовуючи шприц для підшкірних ін'єкцій, вводять у ліжечок прозору рідину, насичену мільйонами наночастинок на час польоту він вставляє собі у вухо маленький пристрій (на зразок слух). Протягом польоту цей пристрій буде використовувати маленький лазер для пошуку клітин, що світяться. Це може бути, т.к. клітини проходять по капілярах барабанної перетинки. По бездротовому зв'язку інформація клітин передаватиметься на головний комп'ютер космічного корабля, а потім обробляється. У разі чого вживатимуться необхідних заходів.

Все це може втілитись у реальність приблизно через 5-10 років. А наночастки вчені використовують уже понад 5 років.

А зараз, сенсори тонші за людську волосину можуть виявитися в 1000 разів чутливішими за стандартні аналізи ДНК. Американські вчені, які розробили ці наносенсори, вважають, що лікарі зможуть проводити цілий спектр різних аналізів, користуючись лише краплею крові. Однією з переваг цієї системи є можливість миттєво пересилати результати аналізу на кишеньковий комп'ютер. Дослідники вважають, що на розробку повністю функціональної моделі наносенсора, яким зможуть скористатися лікарі у повсякденній роботі, знадобиться близько п'яти років.

За допомогою нанотехнологій медицина зможе не лише з будь-якою хворобою, а й запобігати її появі, зможе допомагати адаптації людини у космосі.

Чи можуть впливати застарілі нанороботи на людину?

Коли механізм завершить свою роботу, нанолікарі повинні видаляти нанороботів з організму людини. Тому небезпека того, що «застарілі нанороботи», які залишилися в тілі людини працюватимуть невірно, дуже мала. Нанороботи повинні будуть спроектовані так, щоб уникнути збоїв у роботі та зменшити медичний ризик. А як нанороботи буде видалено з тіла? Деякі з них будуть здатні до видалення з організму людини шляхом природних каналів. Інші будуть спроектовані таким чином, щоб їх могли видалити медики. Процес видалення залежатиме від пристрою цього наноробота.

Що може бути зроблено неправильно під час лікування нанороботами людини?

Вважається, що першорядною небезпекою для пацієнта буде некомпетентність лікаря. Але ж помилки можуть відбуватися і в несподіваних випадках. Одним із непередбачених випадків може бути взаємодія між роботами при їх зіткненні. Такі несправності важко визначити. Ілюстрацією такого випадку може бути робота двох видів нанороботів А і В в організмі людини. Якщо наноробот А видалятиме наслідки роботи робота В, то це призведе до повторної роботи А, і цей процес триватиме до нескінченності, тобто нанороботи виправлятимуть один одного. Щоб таких ситуацій не виникало, лікар повинен постійно стежити за роботою нанороботів і в разі чого перепрограмувати їх. Тому кваліфікація лікаря дуже важливий чинник.

Як буде реагувати організм людини на нанороботи?

Як відомо, наша імунна система реагує на чужорідні тіла. Тому розмір наноробота відіграватиме важливу роль при цьому, так само як шорсткість поверхні та рухливість пристрою. Стверджується, що проблема біосумісності не дуже складна. Виходом із цієї проблеми буде створення роботів на основі алмазоїдних матеріалів. Завдяки сильній поверхневій енергії та алмазоїдній поверхні та сильній її гладкості зовнішня оболонка роботів буде хімічно інертною.

Нанотехнології, які застосовуються в медицині останнім часом

Вже зараз нанотехнології застосовують у медицині. Основними областями її застосування є: технології діагностики, лікарські апарати, протезування та імплонтанти.

Яскравим прикладом є відкриття професора Азіза. Людям, які страждають на хворобу Паркінсона, через два крихітних отвори в черепі впроваджують у мозок електроди, які підключені до стимулятора. Приблизно через тиждень хворому вживлюють і сам стимулятор у черевну порожнину. Регулювати напругу пацієнт може за допомогою перемикача. З болем вдається впоратися вже у 80% випадках:

У когось біль зовсім зникає, у когось затихає. Через метод глибокої стимуляції мозку пройшло близько чотирьох десятків людей.

Багато колег Азіза кажуть, що цей метод не ефективний і може мати негативні наслідки. Професор переконаний, що метод дієвий. Ні те, ні інше зараз не доведено. Мені здається треба вірити лише сорока пацієнтам, які позбулися нестерпного болю. І знову захотіли жити. І якщо вже 8 років цей метод практикується і не позначається негативно на здоров'я хворих, чому б тоді не розширити його застосування.

Ще одним революційним відкриттям є біочип - невелика платівка з нанесеними на неї в певному порядку молекулами ДНК або білка, які застосовуються для біохімічних аналізів. Принцип роботи біочіпа простий. На пластикову пластинку наносять певні послідовності ділянок розщепленої ДНК. При аналізі на чіп поміщають матеріал, що досліджується. Якщо він містить таку ж гінетичну інформацію, то вони зчеплюються. Внаслідок чого можна спостерігати. Перевагою біочіпів є велика кількість біологічних тестів зі значною економією досліджуваного матеріалу, реактивів, трудовитрат і час проведення аналізу.

Висновок

Перспективи розвитку нанотехнологій за допомогою нанотехнологій дуже великі. Нанотехнології, що застосовуються в даний час, нешкідливі, прикладом є наночипи та сонцезахисна косметика на основі нанокристалів. А такі технології, як нанороботи та наносенсори, поки що перебувають у процесі розробки. Розмови про те, що через нескінченний процес самовідтворення нанороботів товстий шар «сірого слизу» може покрити всю Землю, є поки що лише теорією, не підтвердженою жодними даними. Як я зрозуміла в процесі написання своєї роботи, нанотехнологія є тією галуззю науки, яка зазнає найжорстокішої критики, перш ніж вводить якісь нововведення. Чи правдива ця критика чи ні я судити не можу.

Науковці NASA кажуть, що вони успішно проводили випробування нанороботів на тваринах. Але чи варто цьому вірити? Кожен вирішує це сам собі. Особисто я вважаю, що використання, наприклад, таких нанотехнологій, як наносенсори, може мати ризикований характер. Адже будь-яка навіть найпростіша система може давати збої, що вже тоді говорити про такі передові технології, як нанороботи? І крім того, треба враховувати індивідуальні фізіологічні особливості кожної людини.

Отже, перспективи розвитку нанотехнологій великі. Стверджується, що в найближчому майбутньому за допомогою них можна буде не тільки подолати будь-яку фізичну хворобу, а й запобігти її появі. Але про ризики вчені NASA нічого не говорять. Є лише незліченні статті у жовтій пресі про те, що люди під впливом нанороботів стануть некерованими як зомбі.

Я думаю, що можливі ризики будуть зіставні з перспективами. Тож громадськості треба більше приділяти уваги цьому питанню. Щоб вчені не тільки розглядали «обидві сторони монети», а й повідомляли суспільство про це.

Нанотехнології поступово проникають у різні сфери людської діяльності. Ще 50 років тому діод або тріод являв собою скляну колбу з металевими катодами та анодами всередині. Тепер тисячі транзисторів, резисторів і діодів розташовуються в одній крихітній мікросхемі.

Застосування нанотехнологій в медицині зробило крок ще далі: у цій галузі створюються роботи для роботи з клітинами організму. Зумовлений такий прорив тим, що ця наука має справу з наночастинками. Наприклад, пептид становить діаметрі 1 нм. Білок може бути від 10 до 100 нм. Спіраль ДНК не перевищує у своєму перерізі 100 нм тощо. Тобто використання нанотехнологій у медицині почалося з вимірювань клітин та дрібніших організмів. Тепер настала черга створювати штучні механізми для діагностики та лікування найважчих захворювань. Приклади нанотехнологій у медицині будуть розглянуті далі.

Елементарна наночастка

Насправді нанороботи в медицині розпочинали свою еру з елементарної наночастки. Її застосовують у діагностиці захворювань досі. Вона є магнітною наночастинкою з ядром з оксиду заліза.

Звичайного заліза в організмі багато, воно широко застосовується для будівництва кісткової тканини та виробництва еритроцитів. Але магнітних частинок в організмі людини немає. Саме тому магнітні ферити відразу розпізнаються мікрофагами, які покликані боротися з чужорідними тілами. Поки мікрофаги тримаються за магніт, вони намагнічуються самі, але оскільки вони не можуть його переварити, поступово від нього відвалюються і продовжують свою звичайну роботу.

Якщо в організмі має місце запалення або зростає пухлина, то мікрофаги, позначені магнітним полем, вирушають до місця «битви». Там їх можна побачити за допомогою томографа. Коли лікар спостерігає велике скупчення мікрофагів у якомусь органі людини, то робиться висновок про запальні процеси, що відбуваються в ньому.

Для діагностики онкологічних захворювань, а саме точного знаходження клітин, що мутували у всьому організмі, використовується наноточка. Це об'єкт завбільшки з атом, який здатний прикріплюватися до ураженої клітини, дозволяючи бачити її на екранах томографа.

Технічні вимоги до наноробот у медицині

Нанотехнології майбутнього в медицині безпосередньо залежать від того, які вимоги пред'являються до них і наскільки точно вони будуть дотримані під час створення цих механізмів. Це своєрідне технічне завдання для творців медичних роботів:

  • По-перше, у наноробота має бути система навігації, оскільки кровоносна система людини, якою вона пересуватиметься - неймовірно складна мережа великих і дрібних судин.
  • По-друге, він повинен бути забезпечений рядом сенсорів для визначення середовища, в якому виявиться.
  • По-третє, пристрій повинен мати можливість для переміщення атомів і клітин від їх місця локації. Також ця функція знадобиться повернути клітину.
  • По-четверте, нанороботи у медицині мають працювати. Для цього їм потрібні маніпулятори, бажано змінюють свою довжину.
  • По-п'яте, наноробот повинен бути виготовлений з алмазу або сапфіру: найміцнішої на землі речовини. Інакше він дуже швидко зруйнується через несумісність із біохімією людського організму.
  • По-шосте, у роботі повинні бути засоби комунікації з іншими подібними пристроями.
  • По-сьоме, наноробот повинен вміти самостійно пересуватися в організмі, не залежно від кровотоку. Для вирішення цього питання передбачається виробляти джгутиковий двигун, на прикладі пристрою, за допомогою якого пересуваються, наприклад, лямблії.

Які роботи має виконувати наноробот

Які параметри нанотехнології в медицині не представляли, пристрої повинні вміти виконувати ряд обов'язкових функцій:

  1. Здійснювати ремонт клітин на атомному рівні.
  2. Виявляти лікувальну дію на ракові клітини.
  3. Складати карти кровоносних судин.
  4. Аналізувати ДНК та вміти проводити аналіз вимірювань.
  5. Боротися з вірусами та бактеріями.

Це далеко не повний перелік вимог до наноробот в медицині, але ці завдання пристрій повинен виконувати обов'язково.

Як вирішуються технічні завдання

Для того щоб лейкоцити та антитіла не приймали нанороботів за агресивний та небезпечний організм, він повинен бути не більше 1 мікрона у поперечнику. Для цієї ж мети корпус наноробота повинен бути покрити алмазним пилом завтовшки один атом. Від цього він стане не лише міцним, а й гладким. Більше того, такий корпус повністю захищений від хімічної дії будь-якої речовини.

Для роботи всередині клітини роботу зовсім необов'язково до неї проникати цілком, більше, він може в цьому випадку її просто зруйнувати. Саме тому пристрій повинен мати телескопічні маніпулятори, достатньої довжини для проникнення у внутрішньоклітинний простір.

Здійснювати зв'язок та управління нанороботами можна за допомогою інших механізмів: комуноцитів, що працюють у парі з основним пристроєм.

Окремо вирішуються завдання виготовлення двигуна для наноробота. Наприклад, пропонується використати енергію АТФ. Унікальність даної речовини полягає в переході з енергії хімічкою зв'язку в механічну, минаючи етап переходу енергії в тепло. Тобто такий двигун працюватиме з коефіцієнтом корисної дії понад 90%. Створити такий пристрій у звичайному світі механізмів поки що не вдалося нікому.

А проблема доставки ліків за допомогою нанороботів вирішується на основі актинових ниток усередині клітин. Наприклад, міозин, здатний пересуватися цими нитками, може прикріплюватися до наноробота і являти собою якийсь контейнер для перевезення необхідних речовин.

Де збираються нанороботи

Сьогодні фото нанотехнологій у медицині можна побачити лише на експериментальних стендах. Причому реально побудовані механізми, а прототипи, створені у віртуальної реальності.

Тобто реально існуючих механізмів поки що немає, а якщо й є, то вони лише проходять випробування та перебувають на стадії розробки. Результати таких випробувань, а тим більше технології їх виробництва є секретною інформацією виробників.

Саме тому медичних нанороботів можна зустріти лише на виставках та презентаціях.

Запобіжні заходи

Як і у створенні будь-якого медичного препарату, дотримується основний лікарський принцип – не нашкодь. Адже всі лікарі дають клятву Гіппократа, де це особливо підкреслюється. Саме тому застосування нанороботів, почнеться не тільки після випробування самих пристроїв, а й після розрахунку безпечної кількості механізмів, що вводяться. Адже відомо, що мікрочастинки здатні впливати на розпад білків, а це, своєю чергою, викликає різні патології.

Іншими словами, нанороботи проходять ті ж випробування, що і звичайні медичні препарати.

Сучасною наукою враховуються всі плюси та мінуси нанотехнологій у медицині.

Хто займається побудовою нанороботів

Неможлива побудова новітньої концепції у медицині без залучення фахівців з інших галузей науки. Тому розробкою нанороботів займаються як медики, знають пристрій кожної молекули в організмі людини, а й фізики, хіміки, математики та інші фахівці.

Адже для створення наноробота потрібно враховувати закони неорганічної хімії та фізики, а щоб інтегрувати його в тіло людини треба бути біологом. Таких широкопрофільних фахівців просто не існує, от і займаються побудовою даних пристроїв різні інститути.

Висновок

Загалом наноробот не представляє для медичної науки зовсім концептуально новий механізм. Він будується на основі поведінки клітин, атомів та інших мікрооб'єктів в організмі людини. Саме це і дозволить легко його використовувати та керувати ним. Це просто механічна клітина, зроблена на допомогу людині. Таке ставлення до нанороботів дозволить розпочати їх створення та широко застосовувати вже у найближче десятиліття. І тоді людство нарешті впорається з невиліковними досі захворюваннями.

Нанороботи у медицині

Найменування параметру Значення
Тема статті: Нанороботи у медицині
Рубрика (тематична категорія) Технології

Робертом Фрайтасом були спроектовані наномедичні роботи: респіроцит (штучна червона кров'яна клітина, здатна переносити більше кисню, ніж еритроцит) та мікрофагоцит (наноробот, який відповідатиме за знищення мікробіологічних патогенів). Важливим для медичних нанороботів є вивчення імунної реакції організму та біосумісності матеріалів. Зовнішні поверхні нанороботів можуть виготовлятися з алмазу та алмазоподібних матеріалів, тому актуальним є вивчення його біосумісності. Результати проведених досліджень ортопедичних протезів з алмазним покриттям показали, що «об'ємні» цілісні формації матеріалу біосумісні, в той час, як наночастинки того ж матеріалу можуть викликати утворення ракових клітин. Дослідження гістологічної біосумісності проведені на культурах клітин: нейтрофілів, моноцитів та макрофагів, фібробластів (Хіггсон і Джонс, 1982) та дослідження запалення та гемолізису від присутності алмазних кристалів з концентрацією 10 мг/куб. см показали сумісність частинок алмазу з тканинами та клітинами.

При лікуванні людини нанороботами може виникнути низка ускладнень, і вже сьогодні шукаються шляхи вирішення можливих проблем, конструктори намагаються максимально убезпечити людину від майбутніх технічних рішень у галузі медицини. Проблему можливих збоїв, перепрограмування та адаптації пропонується вирішувати за допомогою кількох взаємозамінних бортових комп'ютерів. При вирішенні завдань з високим ступенем ризику пропонується вводити в дію ускладнені протоколи роботи, що виключають неправильне функціонування сукупності наноботів. Можливою проблемою при спільній роботі величезної кількості наноботів в обмеженому просторі в короткий проміжок часу можуть стати їх зіткнення. Так само можливий конфлікт двох груп наноботів, які лікують один орган, у разі якщо виявиться, що зміни, які вносяться першою групою наноботів, будуть ідентифікуватися другою групою як такі, що вимагають усунення. У такому разі, після їх усунення, наноботи першої групи наново вносити ті ж зміни, що веде до безперервного взаємовиправлення змін двома групами наноботів. У подібних ситуаціях надзвичайно важливим є контроль лікаря, який може відключити одну групу наноботів, або перепрограмувати обидві, що ще раз говорить про вкрай важливість високої кваліфікації фахівців, в роботі яких задіяні продукти нанотехнологій. Через дуже високу швидкодію наноботів дуже важливим є підключення пацієнта до системи діагностики, яка могла б у разі настання раптових погіршень дати наноботам команду відключення, тому що лікар може не встигнути зреагувати своєчасно у разі непередбачених обставин. Молекулярні роботи передбачається використовувати для здійснення «молекулярної хірургії», тобто. внесення змін до структури клітини на молекулярному рівні. Ці операції можуть являти собою впізнавання фрагментів молекул або клітин, з'єднання або розрив частин молекул, заміщення або вилучення частин молекул, складання клітинних структур або молекул за заданою програмою. Хоча все це здійснюється в організмі молекулами білка, їх функціонал обмежений, і не дозволяє забезпечити безсмертя організму людини. Τᴀᴋᴎᴎᴩᴀᴈᴏᴍ, завдання молекулярних роботів полягає в інтелектуальному управлінні функціонуванням клітини з метою підвищення терміну її стабільної роботи.

Молекулярні роботи можуть створюватися на базі білкових макромолекул за допомогою молекулярного моделювання, алгоритми якого відомі, але проведення подібних розрахунків ускладнено вкрай важливістю великих обчислювальних потужностей, що обумовлено великими розмірами молекул. Сьогодні такі обчислення використовуються для аналізу незначних модифікацій існуючих молекул, але за прогнозами, вже в цьому десятилітті комп'ютери досягнуть потужності, вкрай важливої ​​для прийнятної ціни та швидкості моделювання, і молекулярна робототехніка стане доступною в другій чверті нинішнього століття.

Інший шлях створення молекулярних роботів полягає у виготовленні їх на основі кристалічних матеріалів на основі вуглецю, кремнію та металів. Принцип їхньої роботи буде заснований на механічному впливі на клітини, або на створенні локальних електромагнітних полів з метою детектування та/або ініціювання локальних хімічних реакцій. Існуючі твердотільні технології, необхідні для створення нанорозмірних структур для робототехніки поки що знаходяться в стадії розробки, проте певні успіхи є в області створення мікромеханічних систем з розмірами елементів до 1 мкм (1000 нм).

Медичні нанороботи потенційно можуть виготовлятись за гібридною технологією. Детектори і маніпулятори можна виготовляти з органічних молекул, а керуючу систему з урахуванням твердотільних структур.
Розміщено на реф.
Істотною проблемою, крім маніпулювання молекулами та їх детектування, є енергопостачання та їх зв'язок із керуючим комп'ютером. Перспективним вважається використання магнітного поля, котрого біологічні тканини прозорі. За допомогою магнітного поля можна змінювати структуру нанороботів, заряджати їх енергією, повідомляти інформацію. Сам молекулярний робот може, змінюючи свою структуру, передавати інформацію керуючому комп'ютеру, який детектуватиме ці зміни за допомогою магнітних датчиків.

Τᴀᴋᴎᴎᴩᴀᴀᴈᴏᴍ, комплекс молекулярних роботів може, перебуваючи в організмі, постійно його відновлювати, усуваючи пошкодження структури клітин, розрізаючи молекулярні зшивки в білках і ліпідних мембранах (причина порушення їх продукту). ліпофусцину в нервових клітинах) , коригуючи ушкодження генетичного матеріалу (т.к. навіть одиничне заміщення у критичній ділянці може призвести до раку), дезактивуючи вільні радикали, що вислизають від вбудованих захисних систем клітини і т.д.

Молекулярні роботи можуть використовуватися для перебудови генетичного коду, виправляючи вроджені ушкодження, або вносячи нові зміни для вдосконалення функцій клітини. Можна уявити зовсім фантастичний сценарій, коли після такого вдосконалення молекулярні роботи будуть непотрібні підтримки вічної молодості, чи конструюватимуться самої клітиною.

У разі медичних нанороботів ймовірно не буде використовуватися реплікація через її очевидну небезпеку. Роберт Фрайтас сказав з цього приводу наступне: "ВООЗ або її майбутній еквівалент, ніколи не дозволить використовувати наноустрою, здатні до реплікації in vivo (тобто в живому організмі). Навіть уявивши собі найнесподіваніші обставини, ніхто не хотів би мати всередині власного тіла що або здатне до реплікації. Реплікація бактерій вже завдає нам багато проблем".

Нанороботи в медицині - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Нанороботи у медицині" 2017, 2018.

Нанороботи- Це науковий прогрес, який відноситься до створення новітніх технологій. Ці мікроскопічні машини можуть виконувати певні дії, на які вони запрограмовані в процесі створення. Також продумали створення нанороботів здатних розмножуватися і назвали їх реплікаторами.
Але є й інша суперечлива думка, яка значно звужує коло роботи нанороботів. Тобто кожен екземпляр виконує певну мету. В основному суть таких пристроїв полягає у впливі на молекулярному рівні.
Але це тільки плани, які скоро втілюються в життя. А на даний момент невідомо жодного випадку взаємодії з нанороботами, оскільки точний час доопрацювання проектів та створення наноробів, що задовольняють вимогам, поки що не відомо.
Тішить і те, що прототипи даного пристрою зайняли лідируюче місце у певній сфері науки. Йдеться про спеціальні датчики, які ведуть облік молекул у зразках, але й вони не знайшли такого широкого застосування в наш час.


У 2008 році команда вчених створила робот, яким можна керувати за допомогою дезоксирибонуклеїнової кислоти. Цей робот збирається самостійно. Використовуючи його можливості, можна створювати комп'ютери для роботи з генами та виконання логічних операцій. Після цього в 2010 році були створені перші наномашини, які працюють на основі ДНК. Тобто, якщо DNA boxпрацюють на фрагментах ДНК, тоді ДНК повністю забезпечують роботу наномашин.


За типом нанороботи відрізняються здатністю та нездатністю реплікації. Навіть деякі вчені б'ють на сполох, розглядаючи здатність машин до саморозмноження. Вони вважають, що цей тип може уявити серйозну небезпеку всьому людству. Але це залежить від інтенсивності розмноження. Та й прихильники саморозмноження машин гарантують, що певний момент розмноження буде запрограмований відповідно до середовища виробництва. Тому робити висновки поки що зарано, тим більше можна нарватися на двояку спірну думку з цього приводу.

Великі сподівання покладають на машини, вчені – медики. Але й вони заперечують виробництво нанороботів здатних до реплікації, оскільки це може призвести до можливих помилок та недостовірної інформації про стан здоров'я хворих. Вихід - створення окремих фабрик для виробництва нанороботів, що використовуються в медичній сфері.

Виробництво та розробка конструкцій


Разом із задумами та детальною розробкою машин вченими, само собою постає питання про реалізацію пристроїв. Цей напрямок не залишили поза увагою компанії, які створили «співпрацю з розробки нанофабрик», де вивчається можливість створення машин з різних матеріалів. І саме вони знайшли спосіб використання алмазів для створення конструкції нонороботів. на нанофабрикиспрямовані основні зусилля, адже там розробляють не лише основні компоненти машин, а й враховується функціональне призначення кожного виду та їх кількість.
До створення основних компонентів машин відноситься розробка молекулярних моторів, які мають здатність переробляти на кінетичну енергію різні типи існуючих енергій. За рахунок цього вони зможуть обертатися в одному напрямку.
Способів виробництва нанороботів два. До них можна віднести:
3D друк;
двофотонну літографію.

3D друк використовується для створення фізичних предметів, використовуючи креслення або лазерне гравіювання. Виглядає 3D друк, створений за допомогою креслень, як повноцінна тривимірна модель. Але робити наноустрою в такий спосіб можна за умови високої точності сучасних принтерів, щоб не прогаяти, жодну деталь. Тому гравіювання з використанням лазера дозволяє досягти високоточних результатів. А принтер, який використовує цей спосіб, може навіть створювати складові машин.
Якщо говорити про двофотонну літографію, то слід зазначити, що тут не відкидається використання 3D принтерів. Просто друк проводиться шляхом лазерного променя, що відправляє на точку фотони. Цей спосіб теж добрий тим, що створює високоточну конструкцію або частину конструкції. Який використовувати спосіб поки що не визначилися, але всі вони вивчаються дуже ретельно.


Якщо виробники досягнуть своєї мети і створять нанороботи, то сфер застосування їх буде багато. По-перше, як ми вже говорили вище, медицина покладає великі надії на наномашини. Крім контролю за станом здоров'я хворих, особливо в післяоперабельний період і хворих на цукровий діабет, їх планують використовувати для виявлення та знищення ракових клітин, що знаходяться у різних стадіях.
У військовій галузі нанороботи можуть бути інструментом для розвідувальних операцій і навіть для усунення противників.

Відео:

Світ все частіше говорить про нанотехнології. Уряди багатьох країн вкладають величезні кошти на їх розробку, підводячи цивілізацію на поріг нової науково-технічної революції.

Революція у медицині

Вперше слово «нанотехнологія» світ почув ще 1959 року. Минуло якихось півстоліття, а про нанотехнології не говорить хіба що лінивий. Хоча досі так і не вдалося зрозуміти до кінця, що це таке? Умовно вважається, що це технології, які дають змогу маніпулювати частинками розміром від 1 до 100 нанометрів – це мільйонна частка кінчика швейної голки!

Вчені кажуть, що за допомогою нанотехнологій людство отримає карт-бланш для вирішення багатьох проблем, особливо в медицині. Хоча поки що як такої наномедицини немає, є підстави вважати, що вона вже зароджується. У багатьох країнах, зокрема. та в Україні розробляються проекти із застосуванням наночастинок.

Говорячи про наночастинки, слід зазначити, що, по суті, ми маємо справу з окремими молекулами та атомами. Всі ми знаємо, що і графіт у простому олівці та алмаз складаються з вуглецю. Різниця лише у тому, як атоми цієї речовини розташовані. Умовно, те саме ми можемо говорити і про здоровий і нездоровий орган людини. Таким чином, за допомогою нанотехнологій з'явиться можливість суттєво впливати на структуру матеріалів. І сюжети фантастичних фільмів, де люди навчилися вирощувати окремі тканини та органи людини, поступово стають реальністю.

Молекулярні лікарі

Фахівці в галузі нанотехнологій вже всерйоз зайнялися створенням молекулярних роботів-лікарів, які з дуже високою точністю та без хірургічного втручання зможуть усувати всілякі негаразди в організмі людини. Такі нанороботи, наприклад, зможуть усувати зайву, очищати кровоносні судини, знищувати вірусні інфекції, а також доставляти ліки безпосередньо до того органу, де це необхідно. У випадку з ліками вирішиться величезна проблема усунення побічних ефектів. Вже сьогодні створюються нанороботи, які можуть відрізняти ракові клітини від нормальних. Таким чином, з'явиться можливість вибірково знищувати погані клітини в організмі, не завдаючи шкоди здоровим. Також вирішиться проблема із генетичними відхиленнями, адже спадкові хвороби вважаються сьогодні практично невиліковними, т.к. Причина цих недуг криється в нашому геномі, якого не можна змінити. За допомогою нанороботів (через їхні гранично малі розміри) з'явиться можливість здійснювати «ремонт» генів, усуваючи в них аномальні послідовності та інші структурні порушення.

Перемогти старіння

Відомий американський винахідник Рей Курцвейль, якого газета Wall Street Journal охрестила невтомним генієм, вже до 2030 року пророкує масштабне співжиття людей і машин, зокрема наномашин. На цей час з'явиться можливість запустити мільярди нанороботів у кровоносну систему людини. Це як бездоганно налагоджені комунальні служби міста. Молекулярні роботи в нашому організмі займуться «будівництвом» нового матеріалу та усуненням зношеного. З'явиться можливість відновлювати окремо взяту клітину шляхом налагодженого збирання окремих молекул. Причому ці хитромудрі машини, подорожуючи по магістралях наших, самі знаходитимуть ту чи іншу несправність в організмі, і з легкістю з нею боротися. По суті, ми можемо говорити про суттєве уповільнення старіння організму, адже всі фактори, через які ми старіємо, одразу усуватимуться. Низка вчених навіть наважується прогнозувати безсмертя людини, в якій працюватимуть ці чудо-машини.

В недалекому майбутньому

Роботизовані системи у лікуванні зору

Фемтосекундний лазер – найвище досягнення світової офтальмології у галузі роботизованої хірургії очних захворювань. До недавнього часу операцію за допомогою такої установки можна було зробити тільки в обрані

Говорити про те, коли саме людина зможе співмешкати з нанороботами поки що зарано. Деякі вчені наважуються припускати, що це стане можливим у найближчі 20 років, інші ж не такі оптимістичні в прогнозах, і вважають, що в кращому разі подібний технологічний прорив стане можливим наприкінці цього століття. Проблеми з прогнозами вчених багато в чому продиктовані недостатніми знаннями. Досі про наномір відомо ще дуже небагато. У зв'язку з цим багато вчених з побоюванням дивляться на впровадження нанотехнологій у медицину. Адже якщо нанороботи зможуть змінювати гени людини, це призводитиме до певних трансформацій, які відбуватимуться відразу, а не еволюційним шляхом протягом сотень тисяч років.

Якщо ж вченим вдасться повністю проконтролювати цей процес, то нанороботи зможуть постійно коригувати всі фізіологічні функції організму, даючи можливість людству позбавитися необхідності відвідувати лікарів.



Останні матеріали розділу:

Що таке наука які її особливості
Що таке наука які її особливості

Навчальні запитання. ЛЕКЦІЯ 1. ВСТУП НА НАВЧАЛЬНУ ДИСЦИПЛІНУ «ОСНОВИ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ» 1. Поняття науки, її цілі та завдання. 2. Класифікація...

Блог Варлам Шаламов «Одиночний вимір
Блог Варлам Шаламов «Одиночний вимір

Поточна сторінка: 1 (всього у книги 1 сторінок) Варлам Шаламов Одиночний завмер * * * Увечері, змотуючи рулетку, доглядач сказав, що Дугаєв отримає на...

Корвети балтійського флоту повернулися з далекого походу Тетяна Алтуніна, житель Балтійська
Корвети балтійського флоту повернулися з далекого походу Тетяна Алтуніна, житель Балтійська

Корвети «Бойкий» та «Кмітливий», а також танкер «Кола» повернулися до військової гавані Балтійська. У рамках тримісячного походу загін кораблів...