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上传人:小雄 2021/11/2 文件大小:65 KB

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文档介绍

文档介绍:浅谈纳米机器人的发展和趋势及其生物医
学应用
摘要:“纳米机器人”一词已经频繁出现在各类媒体中,成为了科学界 的热门话题,21世纪是生命科学的时代,纳米技术与生物医学结合 而形成的纳米生物学将是21世纪生命科学的重要组成部分,而纳米 机器人也将会是纳米生物学中最具有诱惑力的成就o介绍了机器人技 术与纳米科技的结合,微型机器人的出现和应用以及各国在纳米生物 机器人上面的研究,比如各国在研制纳米机器人中遇到的选择什么做 驱动的问题、如何控制纳米机器人在人体内行走的问题等。从生物医 学、人类生命科学应用的角度来看,各国在机器人技术与纳米技术的 结合方面已经做了大量的研究,美国研制出了输送治癌药物的纳米机 器人、清除血管垃圾的“纳米蜘蛛”,我国也研制出了“OMOM纳米胶 囊内镜系统"。
关键词:机器人;微型机器人;纳米机器人
在2010年上海世博会上,近10个场馆中机器人的亮相,让还 未真正在大众生活中体验到机器人存在的参观者大饱眼福。然而,这 些也仅仅是能够用肉眼观察到的机器人,早在上个世纪日本机器人学 创始人一一已故早稻田大学加藤一郎先生就曾预言“微型机器人”时 代即将到来[1]。随着20世纪90年代纳米技术的兴起,人们对微型 机器人的研究便在全世界范围内开花,特别是对纳米机器人在生物医 学上应用的研究。
1微型机器人的出现和应用

20世纪80年代后期微电子技术的快速发展以及微电子技术与 机械、光电等的结合,为微型机器人的出现提供了必要条件。随着晶 体压电效应的发展以及超磁致伸缩材料磁一机耦合技术的应用,新型 微驱动研发的成功成为了微型机器人发展的重要基础
[2]。

微型机器人结构和元器件都微小、精密,可以在人类及其他机 器人所无法进入的场合下进行定位以及各类微细操作,微型机器人的 研究是微机电系统技术发展的一个重要分支,其应用前景十分广泛。 如:微型管道机器人应用在狭小管道或者缝隙中;纳米级别的微型医 用机器人可以在人体内甚至血管等里面进行诊疗;具有隐蔽性的微型 军用机器人可以很好的用来进行侦查工作,大大降低了风险等。
2纳米机器人的概念和现状
,纳米机器人是根据分子水平 的生物学原理为设计原型,在纳米尺度上应用生物学原理,研制可编 程的分子机器人。它是纳米机械装置与生物系统有机结合的产物。当 人体某个部分感染时往往会服用或注射抗生素,但是抗生素在血液里 会被稀释,真正起到治疗效果的只有一小部分药物,大部分药物只是 对人体产生了副作用,利用纳米机器人则可以直接把小剂量的药物送 至感染部位,减少了副作用,还提高了治疗效果。在生物医学上,科 学家们还利用纳米技术制造纳米机器人,让它在人的血管网络中漫 游,进行巡逻和检查,尽早发现异常细胞,而且可以对人体内细胞组 织进行修复。它不仅可以完成早期诊断工作,更重要的是可以充当微 型医生而发挥治疗作用,解决传统医生难以解决的问题[3],如:杀 死癌细胞,疏通血栓,清除动脉脂肪沉积物等。这种简单的机器人, 可以是一个叫做
respirocyte的人造红细胞,约由1800万个主要是碳 的原子构成,能模仿正常的充满血红素的血红细胞行为,该装置上的 压力传感器可接收医生的信号[4],在人体内的它们还可以实时