纳米机器人基础组成有哪些?我们需要担忧纳米机器人的能力吗??
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一、纳米机器人的基础构成
动力部件为纳米驱动器或分子马达,如无机材料建造的纳米电机、病毒蛋白直线VPL马达、ATP马达、DNA马达、鞭毛马达等;结构件、连接件由无机纳米材料或生物物质构建,如TNC、DNA关节、蛋白质等;传感器由可感知生化信号的纳米传感器组成;第三代纳米机器人甚至包含控制器或生物计算机。
生物传感器、动力部件是纳米机器人的重要组成部分,是其能否完成任务的关键。目前纳米机器人所用的传感器包含两种:化学传感器和温度传感器。其中,纳米化学传感器可有效实现对人体内部某些特定结构的生物大分子的检测,帮助医生确诊疾病;当身体出现问题时,病灶会发生温度上的变化,温度传感器感知后可有效帮助医生确定患者患病部位,进而为药物的精准运输提供指引,防止对身体其他健康部位的损害。
目前纳米机器人的驱动方式,具体可分为借助光、声波、电磁场等的物理驱动方式以及包括气泡推进、仿生鞭毛推进等的化学驱动方式两种。电磁场等物理方式、仿生鞭毛推进的驱动方式是学界研究重点。因而,筛选到一种具有较好生物相容性和长期自主运动特性的新纳米粒子驱动方式,来确保机器人在体内更安全、持续地运行便是一个重大的挑战。武汉理工大学官建国教授团队制备出一种前后两面由不同化学物质组成的‘双面神’纳米粒子,其可根据不同情况实现各种智能运动。
就控制系统来说,如果没有外部磁场,运动则是随机的,但通过磁场控制后,就可以实现定向运动,甚至实现纳米机器人群的有规律运动。另外,医疗纳米机器人首先要解决的就是在血液或胃酸等里面,不受体液影响,并在百万细胞中准确定位到病体细胞;目前最主要的便是采用体外“光声断层扫描技术”实时定位纳米机器人,解决定位导航问题。
二、对纳米机器人的担忧
从纳米机器人的优势角度来看,库兹韦尔的说法是:“我们血液中的智能纳米机器人会保护我们的细胞和分子,进而维持我们的健康。这种纳米机器人还会通过毛细血管进入大脑,并与我们的生物神经元互动,直接扩展我们的智力。基于加速回报定律,在未来的30年间,这些技术的功能会比现在强大十亿倍。”
但凡事都具有两面性,正如人们对人工智能的担忧一样,纳米机器人也可能失控——能够吞噬斑块、摧毁癌细胞并杀死细菌的纳米机器人也有可能会犯错,敌我不分地开始吞噬我们的身体。
另一种的担忧,则是对纳米机器人的增长速度超出控制的担忧。究其原因,最可能用来制造纳米机器人的原料是碳,因为它具有独特而灵活的化学特性。由于同样的原因,碳也是生物有机体中的主要成分,这使得它有可能成为自我复制纳米机器人的理想原料,用来生产更多的纳米机器人。逃出人类实验室控制的纳水机器人,可能会在数周内就消耗掉整个生物圈。
这种假设性的场景导致人们提出所谓的“灰色末日”理论。这将是一个灾难性的场景,可以自我复制的纳米机器人在失去控制后逐渐消耗完地球上所有的生物物质,并将每一种活的生物体都转变成了一堆灰色的糨糊。《瘟疫年》这本小说就描写了失控的纳米技术通过传染的方式吞噬了居住在10000英尺高空以下的所有温血生物。这迫使剩下的人类逃往了更高的楼层,并在那里挣扎求存。
当然,这是最为悲观的担忧,而还有一种中间立场提供了避免“灰色末日”出现的可能。一方面,只要人类遵守某种安全协议,就可以继续开发纳米机器人技术;另一方面,如果我们忽视这些预防措施,它就很有可能变成真正的危险。
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