在2021世界机器人大会博览会上 , 大块头的机器人和强壮的机械臂格外吸睛 。 然而在实验室里 , 科学家和工程师正在研发一种机器人 , 它们虽然微不可见 , 本领却很大 , 未来或将治疗人类癌症 , 并产生颠覆性的变革 , 这就是纳米机器人 。
纳米机器人研究发展到什么阶段了?科幻场景何时能成真?在今年的世界机器人大会上 , 新京报采访人员采访了中科院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室副主任刘连庆 , 他长期从事微纳机器人研究 。
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中科院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室副主任刘连庆 。 受访者供图
纳米机器人材料应具备生物可兼容性
新京报:纳米机器人有多大?
刘连庆:纳米机器人是指机器人自身尺寸很小 , 但是学术界并没有一个严格尺寸定义 , 通常指机器人至少在一个维度特别小 , 达到了纳米尺度 。 这里说的纳米尺度并不是要求在1纳米(10的负9次方米)以下 , 可以在10纳米到100纳米之间 。 比如一个纳米机器很长 , 但很细 , 直径不到100纳米 , 也可以称为纳米机器人 。 也有学者认为纳米机器人只要本体尺寸小于1um(微米)就行 , 所以学术界通常用微纳机器人来泛指自身尺寸很小、能够注射进入人体的机器人 。
新京报:纳米机器人是用什么材料做的?
刘连庆:现在的纳米机器人研究主要集中于人体之外 , 做前期基础理论的研究 , 所以各式各样的材料都有 , 没有形成最终形态 , 但大的趋势是逐渐向生物可降解、完全生物兼容性的材料方向发展 。 因为真正要进入人体的纳米机器人 , 其材料一定要有生物兼容性 。
目前 , 研究纳米机器人最多使用的是磁性材料 , 但其生物兼容性稍微差一点儿 。 现在被研究的具有生物兼容性的材料有很多 , 比较有代表性的是可降解的水凝胶或者多肽 。 但具有生物兼容性的材料也存在一个问题 。 举例来说 , 使用磁性材料 , 纳米机器人进到人体之后 , 由于其自带磁性 , 人们可以通过外磁场对其进行控制 。 如果换成生物兼容性材料 , 能源从哪来、怎么控制它就变成了新的问题 。
纳米机器人未来可应用于国防、环境监测领域
新京报:现在科学家研究纳米机器人用于癌症治疗 , 纳米机器人可以理解为靶向药吗?
刘连庆:我觉得还不全面 。 研究纳米机器人的一个目的是把它变成靶向药的载体 , 使其定向输送药 , 但是纳米机器人还有别的作用 。 举个例子 , 比如患者做了一个手术 , 在体内留下创伤 。 纳米机器人可以自己组织起来形成一个平面 , 类似于创可贴 , 贴在伤口上 。 此时它的作用就不是输送药 , 而是进行伤口的愈合 。
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