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篇一：纳米机器人

纳米机器人

前言 爱因斯坦曾预言：“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军。”理查德·费曼是继爱因斯坦之后最有争议和最伟大的理论物理学家，1959年他在一次题目为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出：将来人类有可能建造一种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。从分子和原子着手改变和组织分子是化学家和生物学家意欲到达的目标。这将使生产程序变得非常简单，你只需将获取到的大量的分子进行重新组合就可形成有用的物体。但洞察微观世界的秘密，需要借助仪器来开拓视野、延伸双手。纳米科技以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界。 纳米机器人的概念 纳米生物学的产生是与扫描探针显微镜(SPM,即Scanning Probe Microscope)的发明和在生命科学中的应用分不开的。生命过程是已知的物理、化学过程中最复杂的事情。不同于宏观生物学，纳米生物学是从微观的角度来观察生命现象、并以对分子的操纵和改性为目标的。纳米生物学发展时间不长就已经取得了可喜的成绩。生物科学家在纳米生物学领域提出了许多富有挑战性的新观念。纳米生物学的加工技术可以向生物细胞学习。

纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，涉及的内容可归纳为以下3个方面：

①在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。 ②在纳米尺度上获得生命信息。

③纳米机器人的研制。

纳米机器人是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”;其研制属于分子仿生学的范畴，所以纳米机器人也称“分子机器人”。理论上讲纳米机器人是大量原子或分子按确定顺序聚集而成为具有确定功能的微型器件。某些情况下，能进行纳米尺度微加工或操作的自动化装置也被称之为纳米机器人。因此，广义上来说，纳米机器人可分为生物纳米机器人和进行纳米加工的自动化装置2种。

纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，

第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。第三代生物纳米机器人目前还处于设想阶段。

面临的难题

为了让纳米机器人具有实用性，需要重点解决三个问题：导航，动力，移动方式。

? 导航机制

导航可以分为外部导航和机载导航。

外部导航系统：发送探测信号来定位。

可以使用很多不同的方法指示纳米机器人到达正确的位置。其中一种是让纳米机器人发出超声波脉冲信号，使用者通过使用带有超声波传感器的特殊设备来检测信号，从而跟踪纳米机器人的位置，指引它去往目的地。其他检测方法也包括放射性染料、X射线、无线电波或热量等。

机载导航系统：内部传感器。

一个带有化学传感器的纳米机器人可以探测并根据特定的化学物质进行追踪，找到目的地。光谱传感器，能够从周围采样，探知周围物体发出的光谱，发现所要寻找的部位 。

? 动力系统

可以从两个方面来考虑，一种是小到足以放进纳米机器人体内的电池，另一种是利用核能。将来，纳米机器人的动力最有可能是来自外部，从周围环境中获取能量。

? 移动方式

移动方式即推进系统。

科学家希望从微生物中获取灵感。如草履虫可以滑动纤毛在水中活动，细菌通过舞动鞭毛可以自由移动。

纳米机器人也可能通过振动膜的交替收缩和扩张来产生微弱的动力，使其移动。

由于找不到足够小的动能装置来充当纳米机器人的发动机，科学家曾经一度认为无法制造出纳米机器人。但制造纳米机器人并非都是从“零”开始。自然界中的生物分子是存在的最丰富的构建纳米机器人零件的来源，纳米机器人可以利用生物分子自己完成零件组装。目前，科学家找到了利用精子驱动纳米机器人的方法。一个纳米机器人制造成功，会拥有生物的DNA还具有自我复制的特性，如果输入相关指令，由生物分子组成的纳米机器人就可以完成自我复制。如果第一个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出

两个自己的复制体，很快就可以获得万亿个纳米机器人，从一个变为上亿个。纳米机器人执行任何任务，包括自身复制，都必须动用大量的纳米机器。血液里可能存在数以百万计的纳米机器人；在每一个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人，要制造一辆汽车可能要调动数以100亿亿计的纳米机器人同时工作。然而，没有一个生产线能生产如此巨大数量的纳米机器人。 但是，纳米科学家眼中的纳米机器可以做到这点。他们设计的纳米机器人可以完成两件事：执行它们的主要任务和制造出它们自身完美的复制体。如果第一个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出两个自己的复制体，很快就可以获得数万亿个纳米机器人。

但是，假如纳米机器人忘记停止复制，会发生什么？如果没有一些内建的停止信号，纳米机器人忘记停止复制，这种灾难的可能后果将会是无法计算的。纳米机器人在人体内快速复制，能够比癌症扩散还要快地布满正常组织；一个发疯的制造食物机器人能够把地球的整个生物圈变成一块巨大的奶酪。 纳米机器人的作用机理 纳米尺度调整杀死变异的癌变细胞，通过外部激光器指引，精确计算找出辐射超标的癌变细胞，利用先进的生物细胞溶解技术将可能病变的细胞溶解成化学分子元素，并通过特定传感器系统精确的核查后，将细胞组分成功进入健康细胞中，完成坏死细胞与成功健康细胞的转换。科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体微观世界行走的纳米机器人，有望用于清除有害物质、修复损坏基因、激活细胞能量、维护人体健康和延长人类寿命。医用纳米机器人目前还处在试验阶段，大到长几毫米，小到直径几微米；但可以肯定的是，未来几年内，纳米机器人将会带来一场医学革命。

纳米机器人的应用 有关专家预言：用不了多久，个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国科学家和未来学家周海中在1990年发表的《论机器人》一文中甚至预言：到21世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的工作和生活方式。

医疗卫生领域

纳米机器人在许多领域都有着广泛的应用，其中最重要的就是在医疗卫生领域的应用。近年来，医用纳米机器人的研发取得不少可喜的成果。例如，2012年7月美国佛罗里达大学的科学家研制出一种能够100%地杀灭丙肝病毒的纳米机器人。又如，2013年6月日本东北大学的科学家开发成功可以摧毁癌细胞的纳米机器人;同年12月韩国全南大学的科学家研发出可对大肠癌、乳腺癌、胃癌和肝癌等高发性癌症进行诊断和治疗的纳米机器人。再如，今年4月以色列巴伊兰大学的研究人员成功地用DNA链造出了一种能在活动物体内按照编制的程序执行逻辑操作的医用纳米机器人。

医用纳米机器人目前仍处于研发试验阶段，还未能进入临床实用阶段;但可以肯定的是，未来几年内，纳米机器人将会带来一场医学革命。美国发明家和未来学家、谷歌公司工程总监雷·科兹威尔最近在接受《华尔街日报》采访时指出：医用纳米机器人将来把人脑和云脑(云计算系统)连接起来，届时就可以提高人类智力和延长人类寿命。让我们期待这一天早日到来。

军事领域

在未来战争中，纳米机器人的使用范围非常广泛，它既可以采用传统的作战方式（如爆破攻击、热能攻击、动力攻击等等），也可以使用新型的作战样式（如电磁辐射攻击、信息攻击、生化攻击等等）。

从杀伤效能来看，纳米机器人的威力要高出核武器数倍，它能消灭地球表面所有的细菌、病毒和微生物，甚至整个地球生态圈。 纳米机器人的出现，不仅改变了未来战争的性质和特点，而且极有可能成为未来战争的导火索。从上世纪中叶开始，大国之间凭借核武器逐渐形成了确保相互摧毁的核平衡态势。大国之间虽有矛盾，但鉴于核武器的恐怖威力，谁也不敢发动世界大战，因为一旦战争爆发，就意味着人类的整体灭亡。纳米机器人出现后，核武器一夜之间就会变得毫无用处，不但打破了大国之间的核均势，而且有核国家也无法再用核武器对他国进行威慑和恐吓。各国都清楚，纳

米机器人可在极短的时间内悄无声息的使核武器失去效能，变成一堆废铜烂铁。

纳米机器人是如何消灭或使敌有生力量丧失战斗力的呢？首先，将纳米机器人应用到传统的武器技术装备中去，通过改善其制造材料、制作工艺、指控系统、制导系统、运输和储存方式，提高传统武器技术装备的战术技术性能，加强传统作战手段的杀伤效能。其次，开发新的人体作战手段和作战方式，比如研发出能堵住人脸、鼻、口、眼的纳米微型元件，或能粘住手、脚的纳米微型元件等等。第三，对现有的化学和生物体进行改造或研发出新型的化学或生物体，并将其注入到人造或杂交的昆虫体内，通过昆虫将这些带有杀伤性的化学或生物体传播到敌国军民的身体之中；第四，纳米机器人在进入敌人身体后，可通过自我复制或自我繁殖的方法迅速在敌方阵营中扩散。

纳米机器人的其他应用设想

许多工程师、科学家和医生都认为，医用纳米机器人有着无限的潜力——而其中最有可能的包括：治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量，使人不仅保持健康，而且延长寿命。

预计到2030年纳米机器人通过高速无线连接相互联络，可以与扫描数据库的电脑沟通。当然，这些机器人还能从无线网络上获取信息，人们可以在千里之外遥控它们。在远一些的未来，将纳米机器人放在来自感觉器官的每一个神经元间连接的位置，它就能够抑制所有来自真实感官的信息，并以虚拟环境的适当信号让人类进入一个虚拟现实环境。你不必给朋友打电话，就能与之相聚

在伦敦的咖啡馆，或者一同漫步在虚拟的夏威夷海滩，纳米机器人彻底改变人类的劳动和生活方式。

每一种新技术的出现，似乎都包涵着无限可能。这项技术才刚刚开始，要达到最普遍的应用，至少还要再等20或30年。

用不了多久，个头只有分子大小的纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。

它们将为我们制造钻石、舰艇、鞋子、牛排和复制更多的机器人。要它们停止工作只需启动事先设定的程序。

表面来看，上述想法近乎不可思议：一项单一的技术在应用初期就能治病、延缓衰老、清理有毒的废物、扩大世界的食物供应、筑路、造汽车和造楼房？这并非天方夜谭，也许在21世纪中叶前就可以实现。

纳米机器人的潜在危害

有科学家预言：地球在未来200年内将面临十大迫在眉睫的灾难，人类能够幸免的机会只有50%。其中一大灾难，就是纳米机器人。 未来，这些机器人以数亿计的数量使用。它们将大量分布在整个世界，占据数十亿或者是数万亿个位置。人们担心能够进行自我复制的纳米机器人，如果失去控制，开始疯狂地复制自身怎么办？在失去控制的纳米机器人眼里，所有的物质都是一样的，都是一堆原子。它们不仅可以把岩石拆开，组装成纳米机器人，也可以把机器、大桥、高楼大厦拆开，还可以把所有的动植物和人拆开组装成纳米机器人。

我们的皮肤能够挡住微生物，但不一定能挡住纳米机器人。我们的免疫系统可以杀死微生物，但不一定能杀死纳米机器人。纳米机器人和所有的生物都不一样，它们在没有水、矿物质或者没有空气的地方也可以自我复制，所以这种自复制带来的指数增长不会因为这些条件而停止下来。

瞬间，地球上除了纳米机器人之外就什么也没有了。

那到什么时候才会停止呢？一直到所有的原料都消耗殆尽为止，包括地球上所有的有机物和无机物。这种毁灭不仅是人类的毁灭，也是所有生物进化成果的毁灭，可能也是地球的毁灭。

纳米技术学家没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中一个办法是设计出一种软件程序使纳米机器人在复制数代后自我摧毁。另一种办法是设计出一种只在特定条件下复制的机器人，例如只有在有毒化学物质以较高浓度出现时机器人才能复制，或者在一个很窄的温度和湿度范围内机器人才能复制。

篇二：纳米机器人

“体内医生”治疗癌症 纳米机器人 据路透社报道，韩国未来创造科学部日前宣布，韩国全南大学细菌机器人(行情 股吧 买卖点)研究所已研发出世界上首个可治疗癌症的“体内医生”——纳米机器人(nanorobot)，可对大肠癌、乳腺癌、胃癌和肝癌等高发性癌症进行诊断和治疗。

据悉，该机器人由生物体细菌和药物的微型结构两部分构成，目前已经在动物身上取得成功实验。该机器人在找到癌症发病处后，其微型结构就会破裂，在病原体表面撒出抗癌剂。 另据报道，德国科学家3日也宣称，其最新发明的纳米机器人可以帮助受孕困难的夫妻解决生育难题，业内科研人员表示，这项技术是当前新型医院最为安全的治疗方式。 将广泛应用于医疗领域

纳米机器人属于分子仿生学范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。医生利用纳米机器人可以让其直接围剿人体癌细胞，让化疗指向特定的治疗目标，从而避免在医学治疗过程中对人体其他内脏和细胞受到伤害。

据韩联社报道，韩国未来创造科学部研发的这款纳米细菌机器人直径为3微米，由大幅生物体细菌和药物的微型结构两部分组成，可利用遗传基因杀死癌细胞。机器人可避开抗癌剂等微型结构，准确找到引发癌症的病源。

该研究小组表示，实验已在老鼠身上取得成功，且实验结果表明，无论是癌症诊断的准确性还是治疗的针对性都是世界上最先进的。韩国未来创造科学部表示，若该机器人未来投入使用，将有可能发现早期癌症病原体然后注射抗癌剂。细菌机器人的成功开发在癌症诊断和治疗史上具有划时代的意义。

纳米机器人是纳米生物学中最具诱惑力的内容，相关资料显示：第一代纳米机器人是生物系统和机械(行情 专区)系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害

的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行；第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置；第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。

未来或成明星产业

业内人士预计，2014年，全球纳米技术产业市场规模将达2.6万亿美元，相当于IT和通信两大行业的总和。未来20-30年，纳米技术有望广泛应用于信息、能源、环保、生物医学、制造、国防等领域，促进传统产业改造和升级，并形成基于纳米技术的一系列新兴产业 . 此前，专注于包括纳米技术在内新兴科技的投研一体组织Lux Research特地设立了“Lux NanoTech指数”，美国 PowerShares Lux纳米技术组合交易所交易基金(ETF)则专门跟踪此指数。设立初期，该ETF初始成分股中包括通用汽车(行情 专区)、通用电气、IBM以及惠普等大型蓝筹股，但经历了自2007年次贷危机洗礼后，该指数将上述大盘成分股逐步剔除出了核心成分股的行列，替换进入的都是市值在2-10亿美元之间的中小市值纳米技术相关公司。Lux NanoTech指数2013年以来累计上涨21%至653.61点。目前，PowerShares Lux纳米技术组合ETF的持股包括Nanosphere和Nanometrics Incorporated等。

篇三：纳米机器人

专家：纳米战争即将到来20年后纳米机器人亮相

中国网china.com.cn 时间：2011-08-29 发表评论>>

目前，世界各国的专家普遍认为“纳米技术将决定21世纪战争的面貌和进程”。在上世纪90年代中期，科学家们首次提出了“分子纳米技术”的概念。后来经过十多年的技术发展和科学进步，各主要军事大国逐渐形成共识，即：纳米技术对未来的国家安全至关重要，不仅将彻底改变未来战争的面貌、手段和进程，而且还将对现有的军事理论产生颠覆性的影响。

专家指出，纳米技术的迅猛发展已经逐渐影响到了军队建设的方方面面，从军人制服、射击武器到航天器和复杂的武器技术装备，都能看到纳米技术的身影。当然，纳米技术也将被应用到现役中的武器技术装备，以大幅提高其战术技术性能。此外，科学家们使用纳米技术还可研发出独特的设计材料、半导体和光学元器件、生化武器微型探测传感器、性能更加先进的电子计算机??纳米技术的广泛应用不但可大幅降低武器技术装备的研发成本，而且还能减轻武器技术装备的尺寸、重量和能源损耗。

纳米技术的竞争

美国一直非常重视纳米技术的开发。美国高层认为，哪个国家率先掌握了纳米技术就可以在未来的全球地缘政治格局中占据优势地位，纳米武器在未来战争中的作用甚至会超过核武器，纳米武器的出现比当年原子弹的出现对国家地位和实力的影响还要大。“氢弹之父”爱德华泰勒早就对此做出了预言，“哪个国家率先掌握了纳米技术，就一定会在下世纪的世界技术领域里占据主导地位。”

当前，世界各国在科学技术领域的竞争十分激烈，各军事大国都想率先掌握纳米技术，从而实现对他国的技术优势，并通过各种手段力求确保本国成为纳米技术的唯一拥有者。同时，在获取绝对技术优势之前，各大国都在千方百计的掩饰本国在纳米技术领域的研究进展，都不想成为其他国家的“众矢之的”。

纳米技术在军事上的应用必然会引发质的转变，智能装备的出现就是最好的说明。未来，多功能微型机器人和纳米机器人将会广泛应用于战争的各个领域，对未来战争的作战模式、作战理论、作战方法、战争进程和结局均会产生重大的影响。纳米机器人是由最简单的化学结构组成（如原子和分子），通过预先设定的内部程序执行赋予的微观或纳米层面的任务。简单点说，纳米机器人就是一种亚微米大小的武器技术装备。 纳米机器人的攻击方式

据一些专家推算，预计到2025－2030年纳米机器人就将研制成功，届时受其影响国际政治军事形势也必将发生重大的变化。纳米机器人的出现，可能会带来四个方面的深度变化：第一，出现了小型的武器技术装备系统和隐形武器，军队和国防兵工企业也将由机

器人代替人类进行作战和生产；第二，在纳米武器面前，其他的所有武器（包括核武器）都将黯然失色，纳米机器人将开始逐渐取代所有的传统型武器技术装备，成为未来战争中的主战兵器；第三，各大国之间的军备竞赛将会变得越来越紧张和激烈，不可控性明显加强；第四，出现了爆发世界性大战的新苗头。

在未来战争中，纳米机器人的使用范围非常广泛，它既可以采用传统的作战方式（如爆破攻击、热能攻击、动力攻击等等），也可以使用新型的作战样式（如电磁辐射攻击、信息攻击、生化攻击等等）。

从杀伤效能来看，纳米机器人的威力要高出核武器数倍，它能消灭地球表面所有的细菌、病毒和微生物，甚至整个地球生态圈。

纳米机器人的出现，不仅改变了未来战争的性质和特点，而且极有可能成为未来战争的导火索。从上世纪中叶开始，大国之间凭借核武器逐渐形成了确保相互摧毁的核平衡态势。大国之间虽有矛盾，但鉴于核武器的恐怖威力，谁也不敢发动世界大战，因为一旦战争爆发，就意味着人类的整体灭亡。纳米机器人出现后，核武器一夜之间就会变得毫无用处，不但打破了大国之间的核均势，而且有核国家也无法再用核武器对他国进行威慑和恐吓。各国都清楚，纳米机器人可在极短的时间内悄无声息的使核武器失去效能，变成一堆废铜烂铁。

各国目前开展的纳米武器军备竞赛必然会导致世界军事政治局势不稳。试想一下，如果哪个国家首先掌握纳米军事技术，那它就可以瞬间使潜在敌国遭受无法承受的损失，而自身却无需付出太大的代价。

从某种意义上讲，在未来的纳米战争时代，先发制人战略必然是战争策略的首选，美国军方一直坚信这一点。此外，研究人员指出，纳米机器人不仅可用于进攻，还可用于防御，且防御的效能要远远强于其进攻的效能

纳米机器人的主要攻击对象

“战争是政治的继续”、“经济基础决定上层建筑”这些原理大家都明白。因此，现代战争的根源实质上就是各国对全球经济利益的争夺和重新分配。在机械化和信息化战争时代，要想取得战争的胜利，就必须摧毁或消灭敌国的经济设施、军工生产潜力、指挥中枢、交通枢纽、网络通信、作战装备等战略目标。而在未来的纳米战争时代，这种作战方式就行不通了，因为敌国即使遭到重大的打击和物质损伤，也可以在很短的时间内利用纳米技术进行自我修复，并使用纳米机器人进行反击。所以，纳米时代的战争就必然有其自身的打法。通过分析我们可以得出一个基本结论，即：人在纳米战争中是最薄弱的环节，最容易受到攻击，且无法进行自我修复。因此，纳米机器人攻击的首选目标应该是敌国的有生力量（武装部队、平民、其他生物体或人造生物系统）。

研究人员指出，对付处于外界环境或介质（如大气层、地表、建筑物、设备等等）中的纳米机器人有很多方法，其中火焰喷射、高功率定向电磁脉冲、纳米机器人拦截装置是比较典型的三种方法。但如果纳米机器人已经进入了人体内部，上述方法就不能用了，因为纳米机器人还没被杀死，被感染体就已经先死了。这也是纳米机器人被选为攻击人体高精度武器的一个重要原因。

纳米机器人是如何消灭或使敌有生力量丧失战斗力的呢？首先，将纳米机器人应用到传统的武器技术装备中去，通过改善其制造材料、制作工艺、指控系统、制导系统、运输和储存方式，提高传统武器技术装备的战术技术性能，加强传统作战手段的杀伤效能。其次，开发新的人体作战手段和作战方式，比如研发出能堵住人脸、鼻、口、眼的纳米微型元件，或能粘住手、脚的纳米微型元件等等。第三，对现有的化学和生物体进行改造或研发出新型的化学或生物体，并将其注入到人造或杂交的昆虫体内，通过昆虫将这些带有杀伤性的化学或生物体传播到敌国军民的身体之中；第四，纳米机器人在进入敌人身体后，可通过自我复制或自我繁殖的方法迅速在敌方阵营中扩散。

当心未来的纳米杀手

在未来的战争中，为了达到对敌有生力量进行大规模和高精度杀伤的目标，纳米机器人应事先潜伏到敌人的身体之内，平时处于“假死”状态，待时机成熟后再通过指令或信号对其进行激活。

目前，研究人员在微型机器人技术的研发方面已经取得了很大的成绩，已开发出了能潜藏于人体身体内部的微型机器人。这种机器人将被首先应用于敌国的军政领导人员，植入其体内形成“杀手胚胎”，对其实施威胁和恐吓，迫使其就范。这种“杀手胚胎”机器人的设计结构十分简单，由电源、控制器、推进器、通信系统和微型剧毒胶囊组成。在接收到后方传来的信号后，“杀手胚胎”将会打开剧毒胶囊，致使“载体”死亡。指令信号可通过遥控、无线电网络或卫星等手段传输给“杀手胚胎”。

研究人员指出，未来还将推出一种功能更强大的纳米“杀手”机器人，通过对人体重要器官或细胞的破坏，进而影响到人体的关键神经系统，并最终导致人体死亡。比如，损坏或影响人体的呼吸系统或心脏系统，从而引发心脏病和哮喘病致人死亡。

专家认为，这种“杀手胚胎”最大的特点就是潜伏方式隐秘、潜伏时间长、技术安全性高，能在指定的时间和条件下完成既定任务。在战争发起之前，纳米机器人就应该悄悄地完成大规模的人体“入侵”，等战斗打响后，可于瞬间完成消灭“被感染载体”的任务。“被感染载体”首先指的是那些对战争有重要影响作用的人，如军队集群、指挥人员、情报人员、军政高层、核武器操作手等等。

此外，纳米“杀手”机器人还须具备强大的防护能力，以便在执行人体“入侵”任务时能抵御敌方实施的各种干扰或反制措施。

据研究人员推测，未来纳米“杀手”机器人的功能将更加完善，能利用人类种族间不同的DNA开展攻击活动，成为一种威力强大的生物攻击武器。试想一下，一个民族在短短几天之内就从地球上消失了，那是多么可怕的场景??

纳米机器人的近期发展前景

2003年，美国国家航空航天局（NASA）向外界证实，研发出“细胞自我复制自动机”的构想基本上是可行的。研究人员指出，这种“细胞自我复制自动机”的结构并不复杂，甚至比现在的“奔腾4”处理芯片还要简单。据初步估算，第一台“细胞自我复制自动机”将在20年内问世。

目前，各主要军事大国正在积极进行纳米技术的研究，并已成功研制出数十种纳米机器人用的元器件，竞争十分激烈。

未来，纳米机器人还能在民用领域大显身手。在医学领域，纳米机器人可从事为病人体内定点送药、清洗血管、降低胆固醇等工作，一些国家甚至已经研发出了这种纳米机器人的样机。如由澳大利亚某大学研制的一款医疗纳米机器人，长度只有0.25毫米，配备了专用的电源系统、照相机和通信系统，并能根据任务的需要搭载不同的有效载荷，可在人体内随意进行游走。

综上所述，以目前的科技实力，人类完全有能力研发出微米或亚微米大小的特种作战机器人，用于执行一些特殊的任务或使命，如情报侦察、定点摧毁、生化攻击等等。在纳米技术研发领域，美国无疑是走在了世界各国的前列，欧盟、中国、俄罗斯、以色列、韩国、澳大利亚等国也是紧追其后。因为各国都清楚，未来的战争就是纳米战争，谁掌握了纳米技术，谁就掌握了国际关系的主动权。同时，纳米武器的出现也给国家安全带来了极大的威胁，无论是谁都不能掉以轻心。

分子马达应用前景诱人

打造纳米机器人引争议

作者：佚名来源：腾讯科技2007-4-239:18:14

知道人羊吗？

3月末，当世界“诞生”了第一只拥有15%人细胞的羊被披露，引来学术界沸沸扬扬：这只半人半兽的东西，它还是羊吗？不少科学家忧心如焚：这个物种违背自然法则，挑战伦理底线，并极可能带给人类新的疾病，一言以蔽之：它将给人类带来无法预料的可怕灾难。

无独有偶，惊人眼球，在此前后有消息称：英国朴次茅斯大学凯斯·费尔曼博士等成功研制出DNA制动器或分子发电机。“这个史无前例的装置，在活的生物有机体和计算机之间建立联系架设了桥梁。它的应用前景令人异常兴奋。”这是否就是“人机”联姻的第一步？它的繁衍发展，又会带来什么全新的未知？

刚刚撩开它的面纱

今天，我们实在需要科普扫盲与去伪存真。

DNA制动器或分子发电机，名字够酷的，“在活的生物有机体和计算机之间建立联系”，这句话听着也挺神秘。记者在地铁二号线陆家嘴站随机采访，大部分人是一头雾水，但有些科幻小说看多了兼想像力丰富的人，一听到这个消息，一下子就联想到什么“人工智能”，“机器人统治人类”，对这个东西的前景，既兴奋又忧虑??“《黑客帝国》那部电影里，机器不是都不用电了吗？直接把人吊起来，后脑插根管子，一头联到电脑上，人给机器提供能量，这不就等于DNA发电吗？你说的那个东西是不是这样呀？”有个二十几岁的小伙子最有想像力，还别说，听着确实挺有道理。

“可以理解为生物直接提供动能，不过，这是在纳米也就是十亿分之一米级别的微观尺度上，平常意义的计算机是属于宏观尺度的，跟它搭不上界，更别说什么‘人工智能’了，就更风马牛不相及。”曾在美国宇航局长期担任纳米技术中心主任的韩杰博士说，这项研究属于生物纳米技术前沿，英国朴次茅斯大学是所名不见经传的二流学校，但却是这方面的佼佼者。他们所造出来的那个“DNA制动器或者分子发电机”，一般叫作分子马达。说它是“史无前例”纯属耸人听闻，2000年，贝尔实验室和牛津大学的研究者就已经成功开发了。

分子马达的制造，来源于现代科学对生命运动的认识。花是如何绽放的？人是如何跑动的？吃下去的食物又怎样化为机械运动所需的机械能？早在1944年，量子力学奠基人薛定谔在《生命是什么》一书中，就提出了生命运动是由分子机器来实现的假想。但直到最近十年，科学家才撩开这个机制的部分面纱：生物体内存在着天然的分子马达，通常是酶蛋白大分子。它们的运动与ATP水解发生偶联，ATP储藏的化学能就直接转化成了机械能。

篇四：关于纳米机器人的报告

关于纳米机器人的报告

纳米机器人的研究属于分子仿生学的范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。纳米生物学的近期设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计，开发“在体”（in vivo）或“湿”的生物计算机或细胞机器人，从而产生了另种方式的纳米机器人技术。

纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。涉及的内容可归纳为以下三个方面：

1.在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系； 2.在纳米尺度上获得生命信息，例如，利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等； 3.纳米机器人的研制。

纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容。

第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的ＤＮＡ安装在基因中，使机体正常运行。

第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置。

第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。

在纳米生物学原子力显微镜( Atomic force microscopy, AFM ) 和光镊( optical tweezers) 应用最为广泛。

原子力显微镜 ( Atomic force microscopy )是20 世纪80 年代问世的扫描探针显微镜的( scanning probe microscope, SPM )的一种。它的放大倍数远远超过了常规的光学显微镜和电子显微镜镜, 其极限达到了10 亿倍, 可以直接观察物质的分子和原子。另外,AFM 的样品制备非常容易, 还可以在模拟生物学环境中使用, 这些优势使它广泛应用于蛋白质大分子的拓扑学分析、多蛋白复合物结构解析等方面的研究。在对AFM 的针尖进行一些特殊的处理之后, 它可以粘附生物大分子, 从而使我们可以利用微悬臂的形变来对其进行一系列的力学性质的测量。

光镊 ( optical tweezers)技术也是上个世纪80 年代兴起的一种微观动力学测量技术。它利用激光束形成的三维势阱控制微观物体的位置和移动, 可以探测纳米级的位移以及皮牛级的相互作用力, 广泛应用于马达蛋白运动以及RNA 聚合酶工作原理等研究方向。与AFM相比, 光镊系统对分子相互作用力的测量精细度更高, 但会受限于激光器功率; 原子力显微镜则不会遇到这方面的问题, 并且凭借其操作简单方便的优势,可有效的弥补光镊系统的缺陷。

原子力显微镜与光镊技术的有机结合, 可以在分子及原子水平剖析重要的生物大分子的结构功能相关性, 这将为详尽描绘生物大分子

的功能奠定基础, 同时还将极大地推动现有的分子细胞生物学研究的进展。随着纳米技术与生命科学结合程度的深入, 越来越多的纳米技术将被应用于生命科学研究领域,为生命科学的研究手段带来了革命性的变化。除去现在广泛应用的原子力显微镜和光镊技术外, 量子点、相干反斯托克斯拉曼显微 等高新技术亦正在蓬勃发展, 可以预见, 在不久的将来, 伴随着更多更先进的纳米生物学技术在生命科学中的有效应用, 越来越多的生命科学难题将在分子及原子水平得到诠释。

纳米机器人的动力——分子马达

分子马达（molecular motor），是美国康奈尔大学研究人员在活细胞内的能源机制启发下，制造出的一种马达。这种微型马达以三磷酸腺苷酶为基础，依靠为细胞内化学反应提供能量的高能分子三磷酸腺苷（ATP）为能源。

美国科学家正在进行一项新研究，让纳米仪器利用为精子长距离游动提供能量的生物能为动力，用来释放药物，或者在人体内执行机械功能。

首先，这些研究人员针对精子的特殊部位，用一个可以粘贴在特殊的金表面的标签取代了己糖激酶(糖酵解的第一个酶)。这种酶即使在受到限制的时候，仍然能产生作用。接着，他们在糖酵解途经的第二个酶——葡萄糖-6-磷酸异构酶上作了标记。这种酶在受到限制后，还仍然具有活性。粘附在相同支撑物上的这些酶会依次产生作用，第一个反应的产物将会成为第二个反应的基础。

穆凯和特拉维斯表示，这只是在无机支撑物上复制整个糖酵解途

径的最初几步，他们指出，他们的研究从原理上为精子中的糖酵解途径的组织如何在纳米设备上产生三磷酸腺甙提供了一个天然的工程学解决方案。

6 参考文献

[1]姜忠义 纳米生物技术【M】 北京 化学工业出版社 2003 2]李易 纳米技术取得进展【J】国外科技动态 1998.11

[3]李沐纯等.中国现代医学杂志，2003

[4]纳米机器人——分子仿生学新领域《中国高新技术企业评价》2001

[ 5]纳米生物学研究中的新技术* 刘丹，郭振，王振兴，张凝，姚雪彪 （中国科学技术大学微尺度国家实验室, 合肥230026）世界科技研究与发展——工程技术研究专题 2005.2

[ 6 ] 纳米机器人维护人体健康*，中国计量测控网，2010.6

[ 7 ] 纳米机器人——分子仿生学新领域《中国高新技术企业评价》2001

篇五：纳米机器人

纳米机器人以及永生与毁灭

摘要：“纳米机器人”的研制属于分子仿生学的范畴，其根据纳米尺度下的生物学原理为依据，设计制造出针对分子级别进行操作的“功能性分子器件”。它最大了发展方向、也是其最具诱惑力的地方，便是治疗疾病、延缓衰老，有专家言称：一旦纳米机器人研制成功，意味着人类将拉开永生的序幕。但巨大的利益也伴随着巨大的风险，是毁灭还是永生，一切还是未知。

关键字：纳米技术 机器人 延缓衰老

一、纳米生物学与纳米机器人

纳米机器人的兴起，与纳米生物学的发展有着密切的关系。生命过程是已知的物理、化学过程中最复杂的事情。不同于宏观生物学，纳米生物学是从微观的角度来观察生命现象、并以对分子的操纵和改性为目标的。纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。涉及的内容可归纳为以下3个方面：

1在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。

2.在纳米尺度上获得生命信息，例如，利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。

3.纳米机器人的研制。

纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。

由于找不到足够小的动能装置来充当纳米机器人的发动机，科学家曾经一度认为无法制造出纳米机器人。但制造纳米机器人并非都是从“零”开始。自然界中的生物分子是存在的最丰富的构建纳米机器人零件的来源，纳米机器人可以利用生物分子自己完成零件组装。目前，科学家找到了利用精子驱动纳米机器人的方法。一个纳米机器人制造成功，会拥有生物的DNA还具有自我复制的特性，如

果输入相关指令，由生物分子组成的纳米机器人就可以完成自我复制。如果第一个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出两个自己的复制体，很快就可以获得万亿个纳米机器人，从一个变为上亿个。

二、永生序幕？

事实上，每一个细胞都是一个活生生的纳米技术应用的实例：细胞不仅将燃料转化为能量，而且按照储存在DNA中的信息来建造和激活蛋白质和酶，通过对不同物种的DNA进行重组，基因工程家已经学会建造新的这类纳米工具，例如用细菌细胞来生产医用激素。

我们的身体就像“人体1.0版”，它是大自然发明的血肉组合。在显微镜下，我们可以看到白血球逐渐向病原体靠拢，然后摧毁它。这一过程非常缓慢，大约需要一小时。但如果有一个比细胞还小的机器人通过口服或者从皮肤上切开的一个小口进入人体细胞的话，吞噬病菌、清扫体内垃圾、杀死癌细胞等工作，它们可以在几秒钟内完成。

许多工程师、科学家和医生都认为，医用纳米机器人有着无限的潜力——而其中最有可能的包括：治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量，使人不仅保持健康，而且延长寿命。

2010年5月，美国哥伦比亚大学的科学家成功研制出一种由脱氧核糖核酸(DNA)分子构成的纳米蜘蛛机器人，它们能够跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止，并且它们能够自由地在二维物体的表面行走。这种纳米蜘蛛机器人只有4纳米长(一纳米为一米的十亿分之一)，比人类头发直径的十万分之一还小。这意味着人类离永生序幕的展开又进了一步。

以色列科学家目前正在研制一种微型纳米机器人，它可以在人体内“巡逻”，在锁定病灶后自动释放所携带的药物。这种技术的原理是：在编程过程中将某种特定疾病定义为“是”状态。“巡逻”过程中，机器人可执行一系列计算，检查所在位置处信使核糖核酸(mRNA)上的疾病指标。如果某种特定疾病的所有指标都满足，机器人这时会做出应该释放药物的判断。如果检测到的指标并不充分，它最后会位于“否”的状态。

科学家对这种机器人进行了不断的改进，并取得了突破性的进展，它现在可以从多种渠道来检测疾病指标，例如mRNA、微核糖核酸(miRNA)、蛋白质以及多种小分子。

科学家的目标是：在未来创造大量这种纳米机器人，让它们自动且不间断地在身体内巡逻，寻找各种疾病信号。由于可以从多种渠道直接探测疾病指标，所以诊断更为精确。

事实上，每一个细胞都是一个活生生的纳米技术应用的实例：细胞不仅将燃料转化为能量，而且按照储存在DNA中的信息来建造和激活蛋白质和酶，通过对不同物种的DNA进行重组，基因工程家已经学会建造新的这类纳米工具，例如用细菌细胞来生产医用激素。

预计到2030年纳米机器人通过高速无线连接相互联络，可以与扫描数据库的电脑沟通。当然，这些机器人还能从无线网络上获取信息，人们可以在千里之外遥控它们。在远一些的未来，将纳米机器人放在来自感觉器官的每一个神经元间连接的位置，它就能够抑制所有来自真实感官的信息，并以虚拟环境的适当信号让人类进入一个虚拟现实环境。你不必给朋友打电话，就能与之相聚在伦敦的咖啡馆，或者一同漫步在虚拟的夏威夷海滩，纳米机器人彻底改变人类的劳动和生活方式。

三、毁灭序曲？

每一种新技术的出现，似乎都包涵着无限可能。这项技术才刚刚开始，要达到最普遍的应用，至少还要再等20或30年。技术的未来如何？已经成为许多科学家思索的问题。有科学家预言：地球在未来200年内将面临十大迫在眉睫的灾难，人类能够幸免的机会只有50%。其中一大灾难，就是纳米机器人。

未来，这些机器人以数亿计的数量使用。它们将大量分布在整个世界，占据数十亿或者是数万亿个位置。人们担心能够进行自我复制的纳米机器人，如果失去控制，开始疯狂地复制自身怎么办？在失去控制的纳米机器人眼里，所有的物质都是一样的，都是一堆原子。它们不仅可以把岩石拆开，组装成纳米机器人，也可以把机器、大桥、高楼大厦拆开，还可以把所有的动植物和人拆开组装成纳米机器人。

我们的皮肤能够挡住微生物，但不一定能挡住纳米机器人。我们的免疫系统可以杀死微生物，但不一定能杀死纳米机器人。纳米机器人和所有的生物都不一样，它们在没有水、矿物质或者没有空气的地方也可以自我复制，所以这种自复制带来的指数增长不会因为这些条件而停止下来。

瞬间，地球上除了纳米机器人之外就什么也没有了。

那到什么时候才会停止呢？一直到所有的原料都消耗殆尽为止，包括地球上所有的有机物和无机物。这种毁灭不仅是人类的毁灭，也是所有生物进化成果的毁灭，可能也是地球的毁灭。

纳米技术学家没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中一个办法是设计出一种软件程序使纳米机器人在复制数代后自我摧毁。另一种办法是设计出一种只在特定条件下复制的机器人，例如只有在有毒化学物质以较高浓度出现时机器人才能复制，或者在一个很窄的温度和湿度范围内机器人才能复制。

四、未知的未来

就如同人类在使用DDT的时候没有想到它会对环境造成巨大的破坏，纳米技术的不可预料性正式科学家们担心的地方。

目前，对于纳米生物机器人的研究还处在一个非常不成熟的初期，其微型驱动、可靠性、安全性、精密加工的技术以及精准控制等方面都存在大量难题，它是一个复杂的系统工程，要想取得更大的成就，使其真正应用到生物医学上还需要不断的创新和勇敢的解决各种问题，因此，纳米机器人真正投入使用还需要比较长的时间。

值得一提的是：未来学家认为，到了21世纪下半叶，将人同计算机绝对而清楚地区分开来将变得毫无意义。一方面，人类将拥有经过纳米机器人技术大大扩展了的生物大脑；另一方面，人们将拥有纯粹的非生物大脑，后者是功能大大增强了的人类大脑的复制品。毫无疑问，有了经过功能改善的大脑，我们将创造出无数与纳米机器人技术融合的更新的技术。届时，人类将进入一个新天地，成为地道的“新人类”。

(来自:WWw.SmhaiDa.com 海达范文网:纳米机器人交易网)

未来究竟会怎样，任何结论似乎都还太早。事实上，纳米机器人的危险可能

要大于它的益处，但是，仅仅这些利益就已经太具诱惑力了。

参考文献:

[1]百度百科. 纳米生物学[EB/OL]. http://baike.baidu.com

[2]百度百科. 纳米机器人[EB/OL]. http://baike.baidu.com

[3]李营营. 纳米机器人[J]. 互联网周刊, 2009, (06): 87-87

[4]周道其. 纳米机器人[J]. 现代科技译丛, 2004, (02): 35-35

[5]杨爱敏. 纳米机器人——人体健康的清道夫[J].

[6]平朝霞. 2012纳米机器人的研究进展[J].

[7]蚌埠市科技工作网. 纳米机器人：未来的体内医生？[EB/OL]. www.bbsti.gov.cn

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