Czy faktycznie istnieją „nano-boty” (które mogą zmieścić się w ludzkim ciele)?

13

Zastanawiałem się, czy mamy prawdziwe nano-boty, takie jak te z filmów?

Myślę, że mamy botów, które mogą poruszać się przez naczynia krwionośne, prawda?

ATOzTOA
źródło
Jakie filmy? Może pomóc wyjaśnić, jakich cech szukasz.
Josh Vander Hook
Jak „Transformatory” i „Aeon Flux” ...
ATOzTOA
@JoshVanderHook Film, który przychodzi mi do głowy to Fantastic Voyage- en.wikipedia.org/wiki/Fantastic_Voyage - naprawdę scifi.
ott--

Odpowiedzi:

16

Tak! Tak, mamy roboty, które mogą przepływać przez krew!

rics wykonał dobrą robotę, podsumowując trudności w produkcji całkowicie autonomicznego nano robota. Coś jak łazik marsjański o większej autonomii, ale niewielki. To nie jedyny typ robota. Chociaż zdecydowanie przekracza to możliwości naszych współczesnych badaczy / inżynierów, w tej dziedzinie warto wspomnieć o innym wątku: nano-manipulatorach.

Tradycyjnie roboty były zautomatyzowanymi manipulatorami. W przypadku robotycznych manipulatorów większość wyzwań związanych z przetwarzaniem i lokalizacją jest odciążona, a robot po prostu wykonuje zadanie dostarczenia części A do lokalizacji B.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Jest to ściśle zgodne z opisem zadania nano robota: dostarcz lek A do narządu B lub pobierz próbkę A itp. W takim przypadku bardzo mały manipulator magnetyczny można włożyć do ciała i przenieść, obrócić itp. Za pomocą pola magnetyczne spoza ciała. Tak więc robot jest małym kawałkiem nieszkodliwego metalu.

Bot pływaka w nurcie nurtu
(źródło: ethz.ch )

Pomyśl o tym jak o „ręce”. Pola magnetyczne to „ramiona”, a MRI to „oczy”, a komputer gdzieś „mózg”. Nie jest w pełni osadzony, ale technicznie jest to robotyczny manipulator w skali nano.

Jeśli jesteś tym zainteresowany (kto by nie był?) Sprawdź poniższe. Przed nami mnóstwo niesamowitych filmów:

  • Kluczowym facetem w tej dziedzinie jest Brad Nelson. Wygłosił przemówienie na ICRA 2012 w Saint Paul, MN. Jest dostępny bezpłatnie tutaj . Spójrz.

  • Więcej informacji (w tym powyższy dokument referencyjny) można znaleźć na jego stronie internetowej: http://www.iris.ethz.ch/msrl/research/current/index.php

  • Jednym z najfajniejszych prezentów z rozmowy była praca nad robotami „pływakami”. Więcej informacji (i filmy!) Tutaj: http://www.iris.ethz.ch/msrl/research/current/helical_swimmers/

  • Istnieją dwa rodzaje manipulatorów, które bada, ale oba są wstawiane, śledzone za pomocą MRI, przenoszone / manipulowane za pomocą pól magnetycznych, a następnie usuwane za pomocą prostej igły.

  • Te dwa typy są oparte na rozmiarze. Większy manipulator łatwiej poruszać się za pomocą magnesów, ale mniejszy może być bardziej precyzyjny.

Moje wrażenie po głównym przemówieniu było takie, że technologia szybko zbliża się do prób na ludziach. Testowali w oczach krów i innych organach biologicznych. Chcę zobaczyć, co wyprodukują w tym roku.

Josh Vander Hook
źródło
Więc MOŻEMY mieć roboty, które mogą przepływać przez ludzki krwiobieg w tym roku?
rics
@ josh, czekaj, czy MRI cię nie wysadzi, jeśli masz w sobie metal?
Shahbaz
1
@Shabaz, nie mam pojęcia o MRI itp. To jest poza moją domeną, ale powyższy link wyraźnie stwierdza, że ​​śledzą swoje nanoboty za pomocą MRI.
Josh Vander Hook
2
„Więc robot staje się małym kawałkiem nieszkodliwego metalu”. To nie do końca prawda. Robot to kawałek metalu wewnątrz ciała, a także całe urządzenie potrzebne do zlokalizowania i manipulowania tym kawałkiem metalu - który znajduje się na zewnątrz ciała.
Ian
2
Link do obrazu bota pływaka nie żyje ... :-(
Greenonline,
12

Ruch sztucznej wici bakteryjnej w heterogenicznych lepkich środowiskach w mikroskali to najnowszy artykuł ETH Zürich, w którym omawia możliwości ruchu sztucznych bakterii w krwiobiegu lub w oku. Testy pływania przeprowadzono w różnych stężeniach metylocelulozy.

Nie sądzę, aby takie metody mogły być stosowane w ludzkim ciele w niedalekiej przyszłości z powodu istniejących ograniczeń technologicznych.

Nadal nie jest jasne, jak to zrobić

  • stwórz takie małe maszyny z materiału antyalergicznego
  • z efektywnymi silnikami
  • oraz mała bateria przechowująca wystarczającą ilość energii na czas pracy
  • które mogą poruszać się w ciele bez szkody, np. blokując przepływ krwi
  • i które mogą celowo przenieść się do planowanej lokalizacji
  • rozpoznać miejsce docelowe
  • i wykonywać tam swoją pracę
  • i wreszcie może to opuścić ciało po zakończeniu pracy,
  • wszystkie niezawodne i możliwe do zatrzymania w razie potrzeby, nawet z możliwością śledzenia postępów.

† Kathrin E. Peyer, Famin Qiu, Li Zhang i Bradley J. Nelson (978-1-4673-1735-1 / 12 / S31.00 © 2012 IEEE)

riki
źródło
czy mógłbyś rozszerzyć nieco swoją myśl? O jakich ograniczeniach mówisz? Czy jest to technologia produkcji robotów tej wielkości? Czy to nieufność do robotów używanych w ludzkim ciele?
Shahbaz
Dodałem kilka przemyśleń na temat pod-problemów, które należy rozwiązać. Myślę, że w niektórych z nich odnotowano pewne postępy, ale żadne z nich nie jest gotowe do użycia i jako kompleks są dalekie od zastosowania.
rics 13.01.13
haha, więc w zasadzie nic nie jest jasne!
Shahbaz
Zakładasz bardzo wąską definicję robota.
Josh Vander Hook
7

Dziedziną nauki, która najbardziej przypomina „nano-boty”, jest Endoskopia Kapsułowa .

Pigułka do aparatu

Pierwszej generacji były to „jadalne” kamery wideo z kamerami wewnątrz, które pasywnie rejestrowały przewód pokarmowy. Najnowsza runda rozwoju skupia się na zmniejszeniu ich rozmiarów i zwiększeniu zwrotności.

Nadal nie są wystarczająco małe, aby przejść przez naczynia krwionośne (przynajmniej nie bezpiecznie).

Ian
źródło
Nie nazwałbym tego neiter nano ani mikro botem. Może to być mini bot.
ott--
Jeśli znajdziesz zdjęcie istniejącego samodzielnego mikro- lub nano-bota, byłaby to mile widziana odpowiedź na pierwotne pytanie.
Ian