Кратко о нанороботах.
Наноро́боты —роботы, размером сопоставимые с молекулой (менее 10нм), обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ.
Нанороботы, способные к созданию своих копий, то есть самовоспроизводству, называются репликаторами. Возможность создания нанороботов рассмотрел в своей книге «Машины создания» американский учёный Эрик Дрекслер.
Другие определения описывают наноробота как машину, способную точно взаимодействовать с наноразмерными объектами или способной манипулировать объектами в наномасштабе. Вследствие этого, даже крупные аппараты, такие как атомно-силовой микроскоп можно считать нанороботами, так как он производит манипуляции объектами на наноуровне. Кроме того, даже обычных роботов, которые могут перемещаться с наноразмерной точностью, можно считать нанороботами.
Уровень развития технологий.
По состоянию на 2009 год, нанороботы находятся в научно-исследовательской стадии создания. Некоторыми учёными утверждается, что уже созданы некоторые компоненты нанороботов. Разработке компонентов наноустройств и непосредственно нанороботам посвящен ряд международных научных конференций.
Уже созданы некоторые примитивные прототипы молекулярных машин. Например, датчик, имеющий переключатель около 1,5 нм, способный вести подсчет отдельных молекул в химических образцах. Недавно университет Райса продемонстрировал наноустройства для использования их в регулировании химических процессов в современных автомобилях.
Одним из самых сложных прототипов наноробота является «DNA box», созданный в конце 2008 года международной группой под руководством Йоргена Кьемса. Устройство имеет подвижную часть, управляемую с помощью добавления в среду специфических фрагментовДНК. По мнению Кьемса, устройство может работать как «ДНК-компьютер», т.к на его базе возможна реализация логических вентилей. Важной особенностью устройства является метод его сборки, так называемый ДНК оригами (англ.), благодаря которому устройство собирается в автоматическом режиме.
В 2010 году были впервые продемонстрированы нанороботы на основе ДНК, способные перемещаться в пространстве.
Сразу два коллектива исследователей разработали нанороботов, в основе которых лежит ДНК. Статьи ученых опубликованы в журнале Nature. Оба робота способны самостоятельно передвигаться и кратко описаны на портале Physics World.
Первая группа ученых создала робота, который передвигается способом, напоминающим перемещения паука, и обладает высокой степенью автономности. В качестве ног этого робота выступают ферменты, "разрезающие" молекулы ДНК. Сами ферменты также представляют собой фрагменты ДНК. Таких ног у робота четыре, но во время движения он пользуется только тремя из них.
"Паук" перемещается по особому "полю" на котором расположены нити ДНК, способные образовывать с ногами робота прочное соединение (говорят, что такие нити ДНК комплементарны друг другу). После того как нога соединяется с нитями ДНК "поля", робот разрезает эту нить, и соединение становится менее прочным. Освободившаяся нога оказывается в состоянии готовности образовывать связи с новыми нитями. Повторяя эти операции, "паук" постепенно движется по "полю", оставляя за собой "скошенные" нити. В своих экспериментах ученые заставили робота пройти около 100 нанометров (по человеческим меркам это около 50 шагов).
Второй робот отличается меньшей самостоятельностью, но зато способен собирать и переносить грузы. У него тоже четыре ноги, однако они не обладают ферментативной активностью. В "основном состоянии" робот бездвижен благодаря так называемым якорным нитям, которые связывают ноги робота с нитями ДНК "поля". Для того чтобы робот начал двигаться, в среду, где он находится, нужно добавить одиночные нити ДНК определенной последовательности - топливные нити. При появлении топливных нитей ноги робота отсоединяются от нитей ДНК "поля" и соединяются с ними. Таким образом, ученые контролируют перемещение робота, добавляя в среду тот или иной тип нитей. Грузы присоединялись к роботу похожим образом - при помощи связанных с ними нитей ДНК.
В будущем авторы обеих работ намерены усовершенствовать своих роботов, чтобы добиться большей автономности и эффективности перемещений. Тем не менее, пока созданные людьми наномашины намного уступают своим природным аналогам, которые работают в каждой живой клетке.