想象一下體積極小的納米機(jī)器人,一個(gè)茶匙便可裝數(shù)十億個(gè)。這種超微型機(jī)器人可成群注入患者體內(nèi)—例如最為脆弱的心臟和大腦,進(jìn)行超精確藥物“投送”或者扮演外科醫(yī)生的角色,在體內(nèi)為患者實(shí)施手術(shù)。聽起來是不是很科幻,是不是聯(lián)想到1966年經(jīng)典科幻片《神奇旅程》中的情節(jié)?在這部影片中,4名醫(yī)務(wù)人員乘坐可縮小至微觀尺寸的潛艇進(jìn)入一名昏迷的美國(guó)科學(xué)家的血管,挽救他的生命。他們只有一個(gè)小時(shí)的時(shí)間清除威脅生命的血凝塊,而后恢復(fù)正常尺寸。雖然過程比較艱難,但他們成功了,最后通過眼淚離開這名科學(xué)家的身體。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展,科學(xué)家有望讓《神奇旅程》中的情節(jié)成為現(xiàn)實(shí)。
在蘇黎世的瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院,機(jī)械工程師布拉德·尼爾森和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)納米機(jī)器人進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)10年的研究。他在接受美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)(CNN)采訪時(shí)表示:“我們正在研制能夠利用外部產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行引導(dǎo)的超微型機(jī)器人,可用于在人體內(nèi)完成各種工作。”
諾貝爾獎(jiǎng)得主、美國(guó)物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼率先提出利用微型機(jī)器人治病的想法。用他的話說,就是“吞下外科醫(yī)生”。在1959年的演講《在底部有很多空間》中,他提出了這一想法。雖然沒有使用“納米”這個(gè)詞,但他實(shí)際上闡述了納米技術(shù)的基本概念??茖W(xué)家普遍認(rèn)為這是對(duì)納米技術(shù)的第一次概念論證。費(fèi)曼表示:“你可以將機(jī)械外科醫(yī)生送入血管,讓它隨著血液流入心臟進(jìn)行觀察。它能夠找到出現(xiàn)問題的瓣膜,利用一把小刀將其切掉。”
納米機(jī)器人在絕對(duì)無塵室制造,防止它們感染細(xì)菌。這種制造方式在很大程度上與電腦芯片類似。尼爾森指出這一次的成功測(cè)試給了他們很大鼓勵(lì),促使他們探索納米機(jī)器人的其他應(yīng)用,例如治療心臟病。在治療心臟病時(shí),納米機(jī)器人將穿過一根直徑2到3毫米的導(dǎo)管,進(jìn)入需要治療的特定部位。這種導(dǎo)管技術(shù)也可用于大腦以及其他部位,例如腸道和尿道。進(jìn)入這些部位的最大難度就是一定要達(dá)到極高的精確度。出于這個(gè)原因,納米技術(shù)長(zhǎng)久以來一直被譽(yù)為未來對(duì)抗癌癥的最理想武器。
外科醫(yī)生如何操控納米機(jī)器人?尼爾森表示:“他們需要接受培訓(xùn),學(xué)習(xí)如何使用這種機(jī)器人。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種直觀的界面,可以借助操縱桿控制納米機(jī)器人。”這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)做好進(jìn)行首批臨床試驗(yàn)的準(zhǔn)備。據(jù)尼爾森透露,他們將在2015年進(jìn)行臨床試驗(yàn)。他說:“最近,納米技術(shù)研究領(lǐng)域的科學(xué)家積極探索這項(xiàng)技術(shù)在其他方面的應(yīng)用,例如水處理或者環(huán)境治理。你可能會(huì)操控?cái)?shù)百、數(shù)千甚至數(shù)百萬個(gè)納米機(jī)器人,讓它們穿過被污染的水域,尋找和處理污染物而后將它們收集在一起。”
更多資訊請(qǐng)關(guān)注工業(yè)機(jī)器人頻道