Când va fi inventată de nanoroboți în care anume. Nanorobot: Care este viitorul ne așteaptă cu potențialul lor uimitor? Nanoroboții care se află în corpul uman sunt atacați de sistemul imunitar

Există oameni naivi care susțin că pentru miliarde de ani de evoluție, natura nu a inventat niciodată roata. Dacă au scăzut la nano-nivel și călătoria în interiorul celulei vii, ei vor vedea nu numai roata, ci și motoarele electrice, transportoarele, liniile de asamblare și chiar roboții de mers pe jos.

Alexey Rhshhevsky.

Conform calculelor biologilor, aproximativ patruzeci de științe cunoscute de mașini moleculare funcționează într-o celulă vie. Acestea transportă bunuri pe "șine" moleculare, acționează ca "comutatoare" și "comutatoare" de procese chimice. Mașinile realizate din molecule produc energie pentru a menține viața, pentru a reduce mușchii și a construi alte mașini moleculare. Și ei inspiră oameni de știință pentru construirea nanoroboturilor făcute de om, care în viitor vor putea să trăiască și să lucreze în lumea intracelulară.

Pentru a vă imagina, din ceea ce și cum cercetătorii de Halliver vor construi roboți-liliputs, am revizuit câteva nanomashes create de natura în sine.

Bacterii fladibile.

Celebrul biochimist rus, academician al Academiei de Științe Ruse Vladimir Skulachev, a numit mișcarea bacteriilor de unul dintre cele mai izbitoare fenomene ale naturii: "Studiul său a provocat o lovitură zdrobitoare a snobsumului nostru arogant, cum ar fi faptul că evoluția biologică, având la dispoziție Eliminarea sa de miliarde de ani, nu a putut inventa roata. "

Opinia expertului

Alexander Markov, biolog, popularizator de știință, profesor MSU: "În cursul evoluției, sistemele par foarte ușor, privindu-se la prima vedere" complex non-construct ". Acestea constau din multe părți că beneficiați doar împreună, eliminați unul - și întregul sistem încetează să lucrați, iar fiecare parte individuală a sine pare să fie inutilă. Acest lucru forțează unii oameni de știință să pună la îndoială teoria evoluției ca întreg. Dar merită să începeți să înțelegem și se pare că aceste sisteme nu sunt într-adevăr "complexe inconspicuoase". Ștergerea unor detalii nu distrug mașina moleculară, dar reduce numai eficacitatea acestuia. Deci, mașina ar putea exista în trecut fără acest detaliu, iar elementul sa alăturat ulterior, ceea ce a sporit eficiența muncii. Dar chiar dacă îndepărtarea părții face ca o mașină moleculară să fie nefuncțională, poate fi rezultatul unei "ștergătoare" lungi "a detaliilor. De asemenea, este necesar să ne amintim că organismul care nu are nici o mașină moleculară va fi utilă chiar foarte simplă, ineficientă, abia care lucrează opțiunea sa. "

Pentru mișcare într-un mediu lichid, unele bacterii folosesc o aromă rotativă, care este furnizată de un motor microscopic colectat din mai multe molecule de proteine. Prin rotirea până la 1000 rpm, hamul poate împinge bacteria înainte cu o viteză neobișnuit de mare - 100-150 μm / s. Peste o secundă, unicelular se mișcă la o distanță superioară lungimii sale de mai mult de 50 de ori. Dacă este tradus în valorile noastre obișnuite, atletul-înotător în 180 cm ar trebui să se răsucească o piscină de 50 de metri timp de o jumătate de secundă!

Metabolismul bacteriilor este proiectat astfel încât ionii pozitivi de hidrogen (protoni) să se acumuleze între membranele interioare și exterioare ale celulelor sale. Potențialul electrochimic este creat, protoni fascinanți din spațiul intermambran în celulă. Acest flux de proton trece prin "motorul", l-au dus în mișcare.

Schema "motorului electric" al bacteriilor seamănă mult cu un desen de inginerie decât o imagine a unui organism viu. Detaliile principale ale "motorului" - MOT a unei proteine \u200b\u200bcu canale ionice, datorită cărora fluxul de protoni face rotorul să se rotească ca o turbină.

Structura proteinei "Motor" se numește complexul MOT, care, la rândul său, constă din proteine \u200b\u200bmotive (stator) și MOT B (rotor). Canalele de ioni din ele sunt situate în așa fel încât mișcarea protonului determină rotorul să se rotească ca o turbină. Manipularea structurii proteinei, unele bacterii pot schimba direcția și viteza mișcării și uneori includ "invers".

Prezența părților rotative într-un organism viu, a părut atât de incredibilă încât a cerut confirmări experimentale serioase. Au existat câteva astfel de confirmări. Astfel, în laboratorul academicianului Skulachev, bacteria unei forme caracteristice (sub formă de semilună, unde partea din față a bacteriei a fost concavă, convexul din spate) a fost atașat la geam și îl privea în microscop. Era clar vizibilă, deoarece bacteriile se învârte, arătând constant observatorului doar partea din față, "pieptul remarcabil", și nu întoarce niciodată "înapoi".

ATP-sintasis.

Proton ATP-Synthasis este cea mai mică viață a lățimii motorului biologic de numai 10 nm. Cu ajutorul său, organismele vii produc adenozină trifosfat (ATP) - o substanță care servește drept sursă principală de energie în celulă.

ATP constă din adenozină (conectarea unui ADN bine-cunoscut al bazei de azot de adenină și riboză de zahăr și trei grupări fosfat constante la acesta. Legăturile chimice între grupele fosfat sunt foarte puternice și conțin o mulțime de energie. Această energie conservată poate Fii util pentru nutriția unei mari varietăți de reacții biochimice. Cu toate acestea, mai întâi este necesar să se determine energia într-un anumit mod de a împacheta grupări de adenozină și fosfat în molecula ATP. Acest lucru se face prin ATP-Sytalse.

Ca și în cazul flagelului bacterian, mișcarea rotorului ATP-Synthase a fost confirmată experimental: atașarea la o zonă de rotație a etichetat o proteină filament tensionată, similară cu un fir lung, iar oamenii de știință au văzut cu ochii lor pe care se rotește. Și acest lucru este în ciuda faptului că raportul dintre dimensiunile lor este, ca și cum o persoană să lase un salt de două kilometri.

Acizii grași și glucoza care intră în corp sunt numeroase cicluri, în cursul căreia enzime ale lanțului respirator special pompează ionii de hidrogen pozitivi (protoni) în spațiul intermambran. Acolo, protorii se acumulează ca o armată înainte de luptă. Potențialul este creat: electric (încărcături pozitive în afara membranei mitocondriale, organele negative în interioare) și substanțe chimice (există o diferență de concentrații de ioni de hidrogen: în interiorul mitocondrii sunt mai puțin, în afara).

Se știe că potențialul electric de pe membrana mitocondrială, care servește ca un bun dielectric, ajunge la 200 mV cu o grosime a membranei de numai 10 nm.

Am acumulat în spațiul intermogramei, protoni, cum ar fi curentul electric, s-au grabit înapoi, în mitocondriile. Acestea trec pe canale speciale în ATP-Sytahase, care sunt construite în partea interioară a membranei. Fluxul de protoni se rotește rotorul, ca și cum moara de apă. Rotorul se rotește cu o viteză de 300 de rotații pe secundă, care este comparabilă cu cea de afaceri maximă a mașinii "Formula 1". ATP-sintaza în formă poate fi comparată cu ciuperca, "în creștere" pe interiorul membranei mitocondrii, în timp ce rotorul descris mai sus se ascunde în "fungny". "Piciorul fungului" se rotește cu rotorul și la capătul său (în interiorul "pălăriilor") o anumită similitudine a excentricului este fixată. O "pălărie" fixă \u200b\u200beste împărțită condiționat în trei felii, fiecare dintre acestea fiind deformată, comprimată atunci când trece excentricul. Moleculele adenosinofiphosfate sunt atașate la "felii" (ADP, cu două grupe de fosfat) și reziduuri de acid fosforic. La momentul compresiei, ADF și fosfatul s-au presat unul pe altul destul de puternic pentru a forma o legătură chimică. Pentru o cifră de afaceri a "excentrică" deformează trei "lobi" și trei molecule ATP sunt formate. Scrierea acestui lucru pentru numărul de secunde în timpul zilei și cantitatea aproximativă de ATP-sintas în organism, vom obține un număr uimitor: aproximativ 50 kg de ATP produce zilnic în corpul uman.

Toate subtilitățile acestui proces sunt neobișnuit de complexe și diverse. Pentru descifra-ul lor, care a cerut aproape o sută de ani, au fost acordate două premii Nobel - în 1978 de Peter Mitchell și în 1997, John Waller și domeniul Boyer.

Kinesin.

Kinesinul este un motor molecular liniar care se deplasează în jurul cuștii de-a lungul suprapunerilor - fire polimerice. Ca și cum încărcătorul de port, el trage tot felul de mărfuri (mitocondriile, lizozomii), utilizând molecula ATP ca combustibil.

În exterior, kinesinul arată ca o țesătură de frânghii subțiri ale jucăriei "om": este alcătuită din două lanțuri de polipeptidice identice, capetele superioare ale căror țesute și legate împreună, iar fundul sunt așezate pe laturi și au la capete din "cizme" - capete globulare de 7,5 x 4, 5 nm. Atunci când se mișcă, aceste capete din capetele inferioare sunt separate alternativ de "calea" polimerului, kinezina se transformă în 180 de grade în jurul axei sale și oprește una dintre cele mai mici "oprire" înainte. În același timp, dacă unul dintre scopurile sale, atunci când conduceți de conducere (moleculă ATP), atunci altul în acest moment eliberează componenta pentru formarea de energie, ADP. Ca rezultat, se dovedește un ciclu continuu de hrănire și de a cheltui energia pentru munca utilă.

Așa cum au arătat studii, kinesinul este capabil să se răstoarne destul de vesel peste cușcă cu picioarele sale "frânghie": făcând un pas în doar 8 nm lungime, pe secundă, se deplasează la un gigant pe standardele de celule o distanță de 800 nm, adică , durează 100 de pași pe secundă. Încercați să vă imaginați astfel de viteze în lumea umană!

Kinesin, trecând pe "căi" de la microtuburi, tolerează diverse bunuri din celulă.

Nanomarsis artificial.

O persoană care a împins lumea științifică la crearea nanoroboturilor bazate pe dispozitive moleculare biologice a fost un fizician remarcabil, Laureat Nobel Richard Feynman. Prelegerea sa din 1959 cu numele simbolic "Există încă mult loc" există încă o mulțime de bioengranizatori ai întregii lumi, ia în considerare punctul de plecare în această afacere dificilă.

Descoperirea, care a permis să se miște din teorie la practică, sa întâmplat la începutul anilor 1990. Atunci oamenii de știință englezi de la Universitatea din Sheffield, Fraser Stoddart și Neal Spencer, și colegul lor italian Pierre Anselli au făcut prima navetă moleculară - un dispozitiv sintetic în care apare mișcarea spațială a moleculelor. Rotaxan este utilizat pentru ao crea - o substanță artificială în care molecula inelului (inelul) este laminată într-o moleculă liniară (axă). Prin urmare, numele substanței: Lat. ROTA - Koleso și axa axei. Axa din Rotksan are forma de gantere, astfel încât, cu ajutorul grupărilor volumetrice la capete, nu este lăsat să spargă inelul de pe tijă.

Nanomasan, moleculă "cu patru roți", creată în 2005 de un grup sub conducerea profesorului James Tura (Universitatea de Orez). Nu are motorul propriu, dar când suprafața este încălzită la aproximativ 200 ° C, roțile Fullerene încep să se rotească, iar mașina se rostogolește.

Transferul pe bază de rotaxan deplasează o moleculă de inel de-a lungul liniară pe care o deține, cu ajutorul protonilor (slăbirea sau creșterea legăturilor de hidrogen, ținând molecula inelului în centru) și mișcarea brownică împingând inelul. Se pare că o minge de cauciuc abandonată în cursă, legată de frânghie: a slăbit frânghia (legăturile de hidrogen), iar fluxul rapid (mișcarea browniană) ridică mingea și pasivă înainte. A rămas frânghia - mingea se va întoarce înapoi.

Structurile de inginerie ale nanashassbs sunt supuse unor reacții chimice într-o mai mare măsură decât legile mecanicii Newtonian. Distribuitorul aplicațiilor lor se extinde de la roboții medicali la memoria computerului.

În 2010, un grup de Bionechangers American, Milan Stanovich și colegii săi, a creat un nanorobot molecular, capabil să se deplaseze pe ADN. În timpul experimentului, oamenii de știință au reușit să urmărească modul în care nanorobotul lor ar putea face în mod independent 50 de pași și să se deplaseze pe 100 nm. Robot, asemănător extern, poate efectua în mod autonom mai multe echipe: "Du-te", "rândul său", "oprire". Potrivit autorilor, este foarte solicitantă în medicină ca livrare de droguri într-o cușcă.

În 2013, bioenzerele britanice și scoțiane sub conducerea lui David Lyia au reușit să creeze primul nanoconiector molecular din lume: nanomacină, capabil să colecteze peptide, proteine \u200b\u200bscurte. În natură, această sarcină este efectuată de ribozomi - organele din celulele noastre. Bioenurile au luat ca bază pentru mașina lor, molecula rotaxană și "tija" ei au fost capabili să asambleze o proteină proteică specificată de aminoacizi individuali. Adevărat, într-o adunare naturală de proteine \u200b\u200bîn ribozom, o mașină moleculară artificială pierde: a luat 12 ore pentru a atașa fiecare rest de aminoacid, în timp ce ribozomii fac ca această sarcină să fie mai rapidă decât o secundă.

În ciuda acestui fapt, cercetătorii cu optimism consideră dezvoltarea lor. "Ai o mașină care se mișcă exact, ridică blocurile de clădiri moleculare și le pune împreună. Dacă natura o face, de ce nu putem? - a remarcat profesorul Leu.

Nanorobot - roboți creați din nanomateriale, dimensiuni care pot fi comparate cu dimensiunile moleculei. Dispozitivele de date trebuie să aibă funcții, procesarea și transmiterea informațiilor, execuția programului. Dimensiunile lor nu depășesc mai multe nanometri. Reamintind teoria modernă, nanoroboturile ar trebui să poată efectua comunicarea bilaterală: reacționează la semnalele acustice și să poată reîncărca sau reprograma din exterior, datorită oscilațiilor electrice și solide. De asemenea, o caracteristică importantă este funcțiile de replicare - auto-asamblarea noii nantei și programate de auto-distrugere, atunci când mediul de lucru, nu mai are nevoie de prezența nanoroboturilor în ea. În ultimul caz, roboții ar trebui să se descompună pe componente inofensive și mai rapide.

Există deja suficiente dispozitive nanotehnologice, în ciuda faptului că acestea sunt instalații experimentale, în practică perspectivele lor sunt evidente. Un nanoelecurg a fost dezvoltat având o înfășurare de la o lungime de moleculă capabilă să transmită curentul fără pierderi. Când tensiunea este trimisă, rotorul (constând din mai multe molecule) a început să se rotească. Există, de asemenea, un dispozitiv de transport liniar capabil să depună molecule la o distanță predeterminată. Sunt de asemenea dezvoltate biosenzori moleculari, antene, manipulatori.

Este logic să punem o întrebare - când Nanorobot va veni în lumea noastră, ei vor deveni obișnuiți pentru noi, cum ar fi computerele și internetul.

Conform previziunilor oamenilor de știință, secolul nanoroboturilor nu este departe

Oamenii de știință sunt încrezători că toate perspectivele pot fi implementate, natiarii vor putea să recreeze orice elemente de la atomi, vor fi capabili să întineri o persoană, vor deveni producători de alimente artificiale, umple spațiul apropiat de pământ și vor face planeta și luna lor Potrivit pentru oameni.

Cu toate acestea, există și preocupări legate de nanomanici. Astfel, cartea "Mașini de creație" spune despre eșecul programului roboți, motiv pentru care ei transformă întreaga pământ într-o mizerie de la ei înșiși.

Aceste opinii nu sunt prerogative ale științei, ele sunt susținute de un număr de oameni de știință, care în presă sunt numite uneori nanoapocaliptice. Profesorul Evgeny Abrahamyan în articolul său "Amenințări de noi tehnologii" descrie situația în care roboții destinați dezasamblării asupra atomilor de deșeuri vor începe să dezasambleze din cauza eșecului și a oricăror altor. În același timp, astfel de mașini vor fi auto-compatibile. În plus, ca note de știință, aceste micrometri pot fi baza pentru noi, chiar mai monstruoase decât mijloacele moderne, de gestionare a războiului.

Într-un fel sau altul, un pas către crearea de nanoroboți a fost deja făcut și ne-am confruntat din nou cu problema cadrelor de formulare: inovațiile noastre schimbă viața noastră sau ne schimbăm noi înșine. Fie că putem crea pe baza lumii nanananiki fără foame, nevoile și cu o dezvoltare potențială sau drumul de la nanocrpichul galben ne va conduce la haos de războaie noi, depinde de noi, dar un lucru este clar: lumea se schimbă și Ne schimbăm rapid împreună cu el.

Articol pentru concurență "BIO / MOL / Text": Articolul vorbește despre abordările pentru înțelegerea dispozitivului celular - din ideile biologiei teoretice și ale conceptelor de "proteine-mașină" la abordări și descoperiri moderne: nanoroboți, microtubuli și secvențierea genomului. Munca comună, precisă a milioane de nanoroboți creează un fenomen unic pe care îl numim viața.

Sponsorul general al concursului este compania: cel mai mare furnizor de echipamente, reactivi și consumabile pentru cercetare și producție biologică.

Compania Invititro a fost sponsorizată de premiul de simpatie vizuală și partener al nominalizării "Biomedicine astăzi".

"Rezervați" Sponsor al competiției - "Alpina Non-Fikshn"

Cytologie - Știința celulelor

Figura 4. Cartea de acoperire Erwin Bauer

Bineînțeles, într-un sens și steaua - și "procesul", ca o cușcă: steaua devine hidrogen în heliu și, în cele din urmă, când toate combustibilul arde în ea, "moare". Da, și scaunul cel mai obișnuit, dacă te uiți îndeaproape cu atent, este pentru totdeauna, pe care l-am făcut: vopseaua iese din ea, copacul se usucă treptat sau se rotește, atașamentele sunt curățate ... dar celula live (și Organismul viu în ansamblu) este fundamental diferit de aceste obiecte moarte.

Te-ai gândit la motivul pentru care piatra se supune indiferent acțiunea forței externe și rezistă? De ce este bastonul care navighează în aval, iar peștele, care merge la reproducere, sunt zeci de kilometri împotriva lui? De ce, în sfârșit, ne putem determina singur comportamentul nostru, depășind obstacolele pe care le pune lumea exterioară?

Primul pas serios pentru înțelegerea acestor lucruri a fost făcut de biofizicianul sovietic Erwin Bauer, care a prezentat principiul nesoliciului durabil:

"... Sistemele de viață nu sunt niciodată în echilibru și nu se datorează datorită energiei lor libere în mod constant împotriva echilibrului cerut de legile fizicii și chimiei în condițiile externe existente"(Figura 4).

Cu alte cuvinte, "sistemul live" într-un anumit sens încalcă legile fizicii și chimiei! Dar ea le perturbă altfel, ca și cu propriul ajutor. Un obiect viu care utilizează substanțe chimice și interacțiuni fizice poate depăși atracția pământească, lupta cu fluxul de apă și mișcarea aerului, fac substanțe dăunătoare (de exemplu, un oxigen oxidant teribil, care în termeni de chimie nu este mai bună clor, ne dă mai bună clor posibilitatea de a respira și de a dobândi energie; în general, istoria luptei împotriva agenților oxidanți radicali este descrisă în articol " Fairy Tale Comic despre marele bătălie între radicali și antioxidanți» ).

Dar "echilibrul" nu este doar o stare la care, de exemplu, cântarele abia abia și se opresc. Într-o poziție de echilibru, gazul este atunci când curge de la balon în aerul camerei și este amestecat cu atmosfera. În poziția de echilibru cu aerul înconjurător există o sobă când își dă complet căldura. Secțiunea fizică este știința termodinamicii - argumentează că atunci când un sistem constând din mai multe molecule încearcă echilibrul, tulburarea (haosul) crește în acest sistem. Mera Chaos numit " entropia" În sistemele închise, entropia poate crește decât. Dar celulele vii sunt deschise, nu sunt sisteme închise. Prin urmare, ele pot rezista creșterii entropiei. Lucrul împotriva echilibrului, ființele vii contribuie la ordinea mondială și la fiecare a doua luptă cu haosul la vedere din toate părțile. Foxes sapa sapa si salvate in ea de la jellows de iarna, bobii construiesc baraje si cresc nivelul apei, care se comporte in sine pentru a sparge planul ca un strat subtire posibil.

Un astfel de miracol în fiecare secundă creează orice organism viu. Dar fiecare celulă viu se comportă în același mod. Cu privire la exemplul comportamentului său, care este mai ușor decât comportamentul organismelor mari (deși comportamentul celular nu este atât de simplu, așa cum se pare), puteți încerca să înțelegeți ce este viața și modul în care se luptă cu "echilibrul".

Citologia face succese

Nanorobot - ficțiune și realitate

La sfârșitul mileniului trecut, omul de știință american, Eric Dreshler, inspirat de descoperirile din domeniul nanotehnologiei, a devenit faimos pentru cărțile sale de ficțiune esențial, în care a visat că "nanoassemblorii" vor fi construite în curând, capabile să colecteze nimic corect de la atomi. În special, el a scris despre "Nanorobot", care va fi capabil să facă muncă benefică pentru sănătatea umană - vasele de sânge curate, distruge celulele canceroase, lupta cu bacteriile.

Ceva similar în povestea lui fantastică "Microeruki" a prezis în 1931 scriitorul pentru copii Boris Zhitkov. Eroul personajului a făcut un dispozitiv care permite operațiunilor cu celule individuale. În mâinile unui bărbat, eforturile au fost transmise microkerilor care ar putea face operațiuni care nu au visat și Leskovski stângaci! Aceasta este ceea ce a scris permite: " Am fost invitat să fac cele mai subtile operațiuni, unde nici un chirurg nu ar ști cum să se întoarcă. Aș putea lucra rapid și fără alunecare să lucrez sub microscopul cel mai puternic. Am șters cele mai mici varietăți ale unei tumori maligne de la un organism viu, am scos într-un ochi bolnav, ca într-o fabrică imensă și nu am avut o pedeapsă de la muncă. Dar nu ma oprit pe drum. Am vrut să fac microcruitele adevărate, pe care le-aș putea avea suficiente particule ale unei substanțe, din care a fost creată problema, acele particule de neimaginat mici, care sunt vizibile numai în ultramicroscop. Am vrut să intru în zona în care mintea umană pierde orice idee de dimensiune - se pare că nu există dimensiuni, înainte de toate cele de neimaginat fin».

Dar eroul de poveste aștepta eșecul: în procesul de vânătoare pentru celulele individuale, una dintre creaturi - "Snake-Infusoria" - a rupt dispozitivul! Da, și nu v-am putut rupe mâinile - pentru că eforturile sale, cum ar fi maneta Arhimedes, au fost transmise la microworld, în scădere în milioane de ori, iar forțele microworld au crescut și au apăsat pe mâini ...

Se știe că cuvântul "tehnica" vine din greacă " techne."-" Artă ", iar nanotehnologia confirmă acest lucru: sunt închise cu arta. Acum specialiștii au posibilitatea de a sculpta structura moleculară la atom la un atom ca o sculptură. Sunt deschise posibilități fantastice de creativitate liberă. Designerii devin artiști-demiurges, creând lucruri de la zero! Dar, dintr-o dată, aceste lucruri vor ieși din control și vor începe să se înmulțească ca viruși rău intenționați? Eric Drexler în cartea "Mașini de creație" este destul de frică de cititor cu povestiri despre victoria următoare a "mucusului gri". El a scris că este imposibil să subestimați pericolele nanotehnologiei. Acum suntem discutați de o nouă victimă - inteligență artificială. Și dacă această inteligență devine făcută monștri pe "nanofabrics"? Artistul Evgeny Podkolzin pentru Almanach "Vreau să știu totul" această situație bate în vena plină de umor (figura 5).

Figura 5. Nanorobot Design Monster.

figura Eugene Podkolzina.

Crearea de noi structuri pe "nanofabrics" este acum sub controlul unei persoane. Controlul este necesar pentru a reduce riscurile de reproducere spontană ne-restrânsă a nanostructurilor, care, ca într-un thriller fantastic, pot intra în lupta cu viața pământească Și să privească tot ce trăiește pe teren, să transforme planeta în mucusul tăcut. Rețineți că premiul Penultimum Nobel din Chimie a fost acordat pentru muncă în domeniul nanotehnologiei - astfel încât această zonă este foarte caldă ...

Locomotivă în buzunar.

Figura 6. Lion Bluemenfeld

În orice cușcă de viață - chiar și într-o astfel de bacterie atât de mică, ca o bacterie Escherichia coli. (Are aproximativ 5 pm în lungime și 1-1,5 μm în diametru), există milioane de nanoroboți de proteine. Ei îndeplinesc tot cazul pentru viața statului celular. Există nanoroboți de diferite tipuri - mesageri, purtători, designeri, reparații, curățători.

Înțelegerea modului în care funcționează Nanorobot, nu a venit imediat. În anii șaizeci din secolul al XX-lea, biofizicienii Dmitri Chernavsky, Yuri Hurgin și Simon Schnol au dezvoltat conceptul de "mașină de proteine", care a fost confirmat experimental de fondatorul Departamentului de Biofizică a Facultății Fizice a Universității de Stat din Moscova (figura 6 ). În faptele sale, el a scris despre stările de proteine \u200b\u200bnon-echilibru și despre relaxarea mașinii de proteine \u200b\u200bîn procesul de transformare a substanței în celulă.

Acum a devenit deja un loc comun: biofizica a declarat direct că proteina este o mașină, iar motoarele moleculare sunt detectate ( cm., de exemplu, un articol " Motoare de proteine: în serviciul omului și nanotehnologiei"). Desigur, nu o mașină simplă, dar specială, biologică. Care este "mașina"? În viața de zi cu zi a numit mașina, unitatea de spălare, mașina din fabrică, iar în secolul al XIX-lea, a însemnat mașina cu aburi. Dar dacă argumentăm științific, atunci aparatul este un sistem construit în conformitate cu planurile diferite, nerezolvate și destinată implementării anumitor funcții (o astfel de definiție a dat un academician Ivan Artobolevsky la un moment dat).

Enzimele și alte nanoroboți sunt răspuns cu exactitate la această definiție: sunt construite în conformitate cu planul stabilit în ADN și efectuează funcții strict definite. Părți de proteine \u200b\u200b- molecule - monomeri - nu ca unii pe alții, au o formă diferită și compoziție chimică. Când se conectează diferiți monomeri, se obține o moleculă organică mare - polimerul. Astfel de proteine \u200b\u200bpolimeri sunt mașini moleculare, nanorobot. În fiecare enzimă nanorobot există "partea structurală" (analogul patului mașinii) și "Centrul activ" - un instrument de lucru. Aproape ca orice fabrică! Acestea sunt doar dimensiunile unor astfel de mașini nu au analogi într-o natură neînsuflețită.

Și dacă dimensiunile mașinii sunt extraordinare, atunci activitatea acestor dispozitive este diferită de acțiunea obișnuită. La urma urmei, în nanomor, aproape totul nu este la fel ca în macromirul nostru uman. Ne-am amintit mașina cu aburi. Principiile mașinii de aburi au constituit baza termodinamicii - știința transmiterii și conversia energiei. Nu sa întâmplat nu pentru că mașina de aburi este atât de perfectă - doar când termodinamica a fost pliată, nu au existat alte mașini. Iar dispozitivul său demonstrează în mod clar procesele de transformare a energiei.

Fără transformarea și transformarea energiei, desigur, nu pot exista organisme și celule individuale. Toată viața lor, așa cum am scris deja mai sus, este un proces permanent de schimb de energie cu mediul, un astfel de schimb în care este produs un anumit loc de muncă. Doar mașina cu aburi își îndeplinește munca extrem de aproape, dacă îl comparați cu acțiunile nanoroboturilor. Masina de aburi se ocupă de o masă uriașă de molecule (aburi sau gaz). Când ați încălzit, aceste molecule încearcă să se elibereze libertății (adică, pentru a realiza echilibru cu un mediu extern, rece), apăsând calea blocând blocarea barieră de piston și a face muncă.

În nanomarsis, opusul este opusul. Proteina Nanorobot nu este capabilă să deplaseze volume mari de materie - vede fiecare moleculă separat și este capabilă să dispună de energie în ea. Imaginați-vă că astfel de dispozitive sunt utilizate în mașina de vapori: cu fiecare moleculă pereche "lucrări" Nanorobot, o prinde și se scoate pe locul așezat și apoi să plece.

Apoi vor deveni pistonuri grele, unități hidraulice, iar întreaga mașină cu o putere de o mie de cai putere poate deveni mică, dimensiune cu o unitate flash sau cip. Adevărat, acest lucru va necesita cât mai multe nanoroboți ca în această cantitate de molecule de abur sau de gaze și chiar dispozitive sunt necesare speciali, "științifice" pentru a lucra cu exactitate pentru această profesie. Și există încă lucruri în natură. Dar perspectivele sunt abordate de tentante.

Cu toate acestea, indiferent de cât de magic arată o locomotivă de abur, care este plasată în buzunar, lucrarea unei celule reale de viață arată încă fantastică. La urma urmei, mașina de aburi (ca orice altă centrală electrică) utilizează numai dorința oricărei substanțe la echilibru cu mediul extern, iar limita de echilibru este așa-numita "moartea căldurii universul" - o astfel de stare când toate obiectele din lume, de la molecule la galaxii, va deveni in aceeasi masuracald sau, sau mai degrabă, aceeași rece și toată mișcarea se va opri.

Un vector complet diferit are lucrarea de nanoroboți. Ei, spre deosebire de vehiculul cu abur, nu folosiți pur și simplu entropia și nu răspundeți la ea la fel de mult. Lion Bluemenfeld a scris că "mașina moleculară" gestionează stările de molecule individuale. Având o chestiune de o moleculă de substanță, Nanorobot nu permite ea să se miște haotic - ei poartă moleculele în care este nevoie de cușcă pentru nutriție și creștere, reglează chimia și fizica proceselor.

În cele din urmă, energia aburului în cazan (sau energia combustibilului de ardere în motorul mașinii) este suma energiilor mișcării moleculelor individuale de abur sau a altor "fluid de lucru". Dar când mașina cu aburi "se îndoaie" aceste energii de molecule individuale, apoi cu "generalizare" există pierderi inevitabile. Unele molecule se scurg prin sloturile din dispozitiv, dintre care unele zboară în unghi fără nici un beneficiu etc. Se întâmplă cu același lucru cu o contabilitate proastă într-o economie mare: unele dintre bunurile și materialele se vor deteriora într-un depozit, fără a lua participarea la producție, cealaltă parte este trimisă nu în scopul propus, cea de-a treia gură dispare ... când operează milioane și miliarde de obiecte "căpitan și balansare" inevitabilă. Dar ele vor fi imposibile dacă fiecare subiect este luat în considerare separat, dacă totul este înregistrat și fiecare lucru are propriul său magazin.

Desigur, în lumea noastră este impracticabilă. Este mai profitabil pentru noi să pierdem o parte din produse decât să plătim lucrările a milioane de facturi și controlori. Dar în nanomor, ideile sale despre ceea ce este profitabil și care este neprofitabil. Prin urmare, eficiența mașinii de proteine \u200b\u200bnu este de 8%, cum ar fi o locomotivă, dar de aproape 10 ori mai mult!

Din mașina clasică, mașinile moleculare de proteine \u200b\u200bsunt caracterizate de o altă caracteristică. În centrala electrică obișnuită, mașina (mecanismul, corpul) și "fluidul de lucru" (perechi de apă sau benzină) sunt obiecte diferite. Nanorobotul este, de regulă, atât mecanismul, cât și corpul de lucru. Fluxurile de energie nu curg de nanoroboturile din trecut sub forma unei perechi sau a unui incendiu - se mișcă în ele în cursul reacțiilor chimice.

Microtubul - sursa de gândire?

Cel mai frecvent tip de nanorobot - enzimele cunoscute din secolul al XIX-lea. Numai enzimele sunt de aproximativ cinci mii de soiuri. Acestea sunt proteine \u200b\u200bspeciale - catalizatori de procese biochimice, care fără participarea lor ar fi mult mai lentă.

Enzime - Mașini de proteine \u200b\u200bcu un program rigid. Fiecare dintre ele este adaptat pentru a rezolva o sarcină complet specifică. Dar toți sunt catalizatorii de reacții chimice, adică ajută la transformarea unei substanțe în altele. Mai degrabă, enzimele pur și simplu transformă o reacție chimică care ar trebui să meargă "în mod natural" fără prea mult beneficii pentru celulă și corp, la alta - util. După cum sa menționat deja, aceștia transportă reacția din calea cea mai mică rezistență (care dă puțină energie) calea este dificilă, dar este eficientă energetic.

Un alt tip de Nanorobot - reparații. Deși ADN - o moleculă este stabilă, totuși poate fi deteriorată. Motivul pentru aceasta este radiația, substanțele mutagene, radicalii liberi. "Depurinizarea" joacă un rol special - flippingul bazelor azotate ale moleculei ADN, adică, de fapt, distrugerea sa. Într-o soluție simplă (inanimată), acest proces merge destul de repede, iar dacă același lucru sa întâmplat în celulă, ADN nu ar trăi mai mult de o săptămână, iar celula ar fi condamnată la moarte. Cu toate acestea, ADN-ul fiecărei celule umane pierde aproximativ cinci mii de motoare de purină pe zi. Dar dispozitive speciale lucrează în cușcă - complexe de reparare ("Repararea" în limba latină înseamnă "recuperare"). Ele pot fi comparate cu echipa de reparații calea ferataCare tot timpul conduce pe șine, găsește daune și le corectează. Reparazii sunt capabili să restabilească chiar și daunele de radiații ale ADN-ului. Complexitatea lucrării Reparazului (totuși, cu toate acestea, și alți nanoroboți) cauzează admirație - computerul cu dificultate poate simula acțiunile lor. Pentru a înțelege activitatea acestor dispozitive, sunt necesare cunoștințe despre matematică mai mare și fizica cuantică.

Procesul diviziunii celulare - indiferent dacă mitoza sau meioza este una dintre cele mai fantastice procese din univers. Este deservit de o echipă uriașă de nanoroboți. În plus față de cele legate de dublarea ADN, nanoroboturile centrium sunt incluse în această comandă. Centrioles sunt stâlpi ciudați în jurul căruia "axul" materialului genetic se rotește. Ele constau din 27 de elemente cilindrice - "microtubule" - pe baza cărora moleculele de proteine \u200b\u200btubulină se află.

În plus față de lucrul în reproducerea celulei, microtubulii sunt implicați în crearea unui citoschelet: fără sprijinul lor, celula se va transforma într-o picătură amorfă. Microtubul funcționează, de asemenea, cu conducte - substanțe de la un capăt al celulei în altul sunt transmise.

Se pare că rolul centriolelor în lucrarea celulei este pur mecanic. Cu toate acestea, aceste organizări sunt biologi americani Gunter Albrecht-Bühler (apropo, fizician pe educație) numit "creierul cerebral". Un alt biolog din Statele Unite, Stuart Hameroff, a sugerat că a fost cu microtubulele care stau la baza structurii centrioleumului, cel mai uimitor fenomen din întregul univers este conectat - conștiința.

O astfel de idee a apărut de la hambar datorită faptului că el a fost anestezist în profesia principală. Într-o zi, el a descoperit că unele substanțe care sunt utilizate în anestezie (anestezie) schimbă structura nanotuburilor încheiate în procesele de celule nervoase (axonii și dendritele).

Gândul lui Hameroff a dezvoltat ceva de genul asta: Anestezia este o modalitate de a dezactiva conștiința. Conștiința deconectată corespunde microtubulului modificat. Deci, microtubulii în forma lor naturală și neschimbată sunt purtătorii conștiinței "incluse".

Adevărat, sa dovedit mai târziu că nu toate anestezicele afectează microtubulii atât de considerabil. Dar omul de știință, totuși, a continuat să-și dezvolte teoria și, în cele din urmă, a emis o carte în care a susținut că microtubulele sunt dispozitive pentru calcularea și integrarea informațiilor în creier. Dacă ipoteza lui Hameroff este adevărată, se pare că printre nanoroboți nu numai "chimiști" și "reparații", ci și nanocomputere. Există o altă ipoteză bazată pe faptul că legătura de hidrogen este o celulă ideală pentru cuba (biți cuantum - unități de computere cuantice) - Protonul poate fi în ea fie în una sau într-o altă "groapă", făcând "salturi cuantice" între ele. Cu aceste poziții, conștiința noastră în sine este determinată de combinația de operațiuni de nanocomputere.

Deși alți oameni de știință nu sunt de acord cu o astfel de abordare mecanică nu numai pentru conștiința umană, ci și la munca unei celule vii. Refuzarea sau dovada acestei ipoteze este chestiunea științei viitorului, poate că nu este atât de îndepărtată.

Infuzor-cămașă, cușcă sufletească și algoritmi de calculator

Activitatea comună, precisă a milioane de nanoroboți creează un fenomen unic pe care îl numim "viață". Este posibil să se reproducă un astfel de sistem artificial? Artistul Evgeny Podkolzin în formă de benzi desenate a reprezentat acțiunile nanoroboturilor din celulă (figura 7).

Figura 7. Lucrul de nanoroboți din celulă.
Pentru a vedea desenul complet, faceți clic pe el.

figura Eugene Podkolzina.

Crearea unei creaturi vii într-un tub de testare - visul vechi al alchimiștilor. În literatură, imaginea unui astfel de visător a creat Goethe în Fausta. În secolul al XIX-lea au încercat încercări naive de a crea o "celulă artificială". În zilele noastre, cu o declarație despre crearea unei celule live artificiale (care chiar a dat numele: Cynthia, Cynthia. Latină) a venit Craig Venter - cap și firme Longevity, Inc. . A participat cu succes la programul "Genomul omului", a pus și a rezolvat sarcina de a crea ADN artificial. În 2010, a introdus genomul artificial creat de el într-un corp unicelular Micoplasma micoides. - Și acest genom, așa cum era de așteptat, a lucrat, producând proteinele necesare.

Dar afirmația că a reușit să creeze o cușcă vie este o exagerare clară. Puteți compara această lucrare cu crearea unui program pentru un computer - dar nu cu crearea calculatorului în sine. ADN-ul este doar un program și, dacă milioane de nanoboți obținuți de celula "prin moștenire" nu au funcționat în micoplasmă, programul ar fi doar un text care să fie cu siguranță citit.

Dar, în ciuda progresului și eșecurilor Venter, studiul celulelor vii ale celulei vii și principiile muncii lor se deschide de fapt noi oportunități pentru nanotehnologie. În anii '60 din secolul al XX-lea a apărut bionics. - "Știința privind utilizarea prototipurilor biologice pentru căutarea unui nou soluții tehnice" În secolul al XXI, știința caută deja idei pentru crearea de noi dispozitive nanotehnologice într-o celulă viu. Aceasta este o nouă știință a secolului XXI - nanobonie..

Crearea unor nanoroboți reali și utilizarea prototipurilor lor biologice vor ajuta la rezolvarea problemelor în zonele cele mai neașteptate - de la medicină la ecologie și ceea ce a fost numit anterior Cybernetics și acum tehnologia de informație. Există deja unități de informații pe baza medicamentului "Biocher" folosind capacitatea proteinei fotosensibile bacteroriodopsin. Modificați conformația (aranjamentul spațial al atomilor) atunci când absorbiți un cuantum de lumină. O tehnică revoluționară a inventat, chiar o moleculă de ARN (!), Care poate fi asociată cu infecția în proba de aer sau fluidul.

Cercetarea nanobionică vă va permite să respirați viață nouă și în direcția științifică cea mai interesantă - citetologieȘtiința comportamentului celulelor, care se bazează pe interacțiunea coordonată a nanoroboturilor celulare. Nevoia de dezvoltare a cercetării în domeniul citologiei a fost scrisă de biologul Vladimir Alexandrov (figura 8), publicat în 1970 până în prezent articolul " Problema comportamentului la nivel celular - citetologia" În ea, a îndrăznit la epoca "materialismului dialectic" să declare: " Organoidele și celulele celulare au propriile sale mici, dar sufletul».

Într-adevăr, comportamentul Nanorobot și celulele vii se gândește la diferența fundamentală față de standard sisteme tehnice. Se pare incredibil, dar poate că este la acest nivel că apare proprietatea sistemelor vii, care la nivelul corpului (în special în mod sporit - la om) se numește "libertatea voinței". Aceasta este o problemă foarte profundă la intersecția biofizică, mecanica cuantice, filozofia și teologia. Dacă comparăm cușca vii cu computerul, merită gândire - și este acest computer un cuantum?

Primul om de știință celebru care a sugerat modelul calculatorului cuantic a fost Richard Feynman - foarte fizicianul care a avut în vedere un microscop în lucrarea principală a lucrărilor principale în microscop și ideea de calcul cuantic pentru anul în care a exprimat FEYNMAN Fizicianul rus Yuri Manin.

Un computer cuantic complet nu a fost încă creat, deși există deja primele modele valide și programe pentru astfel de computere sunt scrise. Principala diferență a mașinii cuantificate de la ordinare va fi lucrarea asupra principiilor care nu sunt clasice și mecanice cuantice. După cum se știe, mecanica cuantică admite astfel de stări că, fiind transferate în lumea noastră ar părea minunată (de exemplu, șederea simultană a unei particule în două locuri diferite). Efectele cuantum similare vor constitui baza algoritmilor software pentru noile computere. Și acest lucru va rezolva astfel de sarcini pe care nu le-au visat de "mașinile de numărare" de astăzi. Quantum "Brain" va fi capabil pentru prima dată să corespundă complexității proceselor de mediu - de exemplu, în aceeași celulă vie.

Autoturismele curente pot funcționa numai cu modele, adică cu imagini de realitate simplificate. Pentru un calculator cuantic, realitatea biologică (și, de exemplu, astronomică) va fi pentru prima dată în "dinți".

Interesant, este complexitatea proceselor biologice și a condus Feynman (și a lui asemănătoare) la ideea unui computer cuantic. Este posibil ca ideea creării unei astfel de mașini să iasă de la el ca urmare a observațiilor parametrului.

Se pare că sa dovedit un cerc vicios: fizicienii consideră celulele vii prin computere cuantice, pentru a afla care este posibil doar cu calculul cuantic. Ieșirea din acest cerc este posibilă după crearea unui computer puternic puternic bazat pe procesele cuantice.

Astăzi, astfel de dispozitive necesită răcire profundă și se pot ocupa cel mai bun caz Câteva sute de cuburi. În plus, inginerii nu au inventat încă cum să protejeze creierul cuantum de efectele electromagnetice și alte efecte la care noul calculator va fi mult mai sensibil la noi "persoana". Aparent, celula live stochează secretul prelucrării cuantice a informațiilor cu un volum mult mare de calcul, având o bună protecție împotriva influențelor externe.

Deschideți și explorați aceste procese - sarcina pentru noile generații de citologi și biofiziciști. Îi dorim succesul!

O versiune extinsă a articolului se pregătește pentru imprimarea în Almana "Vreau să știu totul" (editorul "Casa de Cartea Copiilor", SPB.). Autori Datorită editorului Almanac Sergey Ivanov. Pentru discuții fructuoase, artist Evgeny Podkolzhin.pentru fotografii cu amabilitate, și editor Alla Nononic. - Pentru permisiunea de a utiliza materialul din Almanah în acest articol.

Literatură

1. Feynman r.f. - Bineînțeles, glumă, domnule Feynman! M.: "Dinamica regulată și haotică", 2001. - 87 p.;
2. Bauer E.S. Biologie teoretică. M.-L.: Editorul VEM, 1935. - 150 p.;
3. Basmul comic despre marele bătălii dintre radicali și antioxidanți; Motoare de proteine: în serviciul oamenilor și nanotehnologiei;
4. Toate teoria în țeavă. (2012). "Lenta.ru";
5. Rezabek b.g. (1998). Dezvoltarea I. condiție modernă Reprezentări privind amplificatoarele biologice. Conferința de memorie p.g. Kuznetsov.;
6. Cu lumina genomului: dimensiunea minimă a genomului bacterian este cât de mult? ;
7. Kogan A.b., Naumov N.P., Rezheabek V.G., Coloran O.g. Cibernetica biologică. M.: "Școala superioară", 1972. - 382 p.;
8. Alexandrov v.ya. Comportamentul celulelor și structurilor intracelulare. M.: "Cunoaștere", 1975. - 64 s ..

Înapoi în 1986, faimosul inginer american Eric Dreshler în cartea sa "Mașina de creație" a condus un exemplu de roboți capabili să construiască obiecte la nivel molecular - un atom atom. De asemenea, ar trebui să pătrundă în corpul uman și să-l trateze din interior, care afectează zonele corpului direct afectate de boală. Toate acestea sună utopice, dar astăzi mulți oameni de știință sunt încrezători că apariția unor astfel de mașini - Nanorobots este doar o chestiune de timp.

Ce este Nanorobot?

Încă nu există un răspuns clar la această întrebare - nu există o interpretare unică și universală a termenului "nanorobot". În general, când vorbesc despre astfel de dispozitive, ele înseamnă, de obicei, roboți mici, cu o moleculă capabilă să manipuleze atomii și alte nanoobjects. Cu alte cuvinte, ei sunt capabili să influențeze fundamentul întregii lumi, deoarece a fost deja dovedit că totul în jur, inclusiv noi înșine, constă din atomi. Aceasta deschide oportunități ample pentru nanoroboți și oameni care îi conduc.

Nu toți oamenii de știință cred că nanoroboții creează într-adevăr, și este dificil de vina în scepticism - totul descris mai sus pare prea fantastic. Dar trebuie să înțelegeți că fiecare dintre noi este în viață astăzi datorită unor operațiuni nenumărate de nanoboți în trilioane de celule noastre. Oamenii le dau anumite nume, de exemplu, "ribozomi", "sânge Taur" etc., dar în esența lor sunt mașini programate cu o funcție. Dacă putem înțelege ce fel de "program" pe care îl folosesc și îl putem recrea - viitorul cu Nanorobot nu se va aștepta.

Acum utilizează mai multe modalități de a crea nanoroboți. Conform primului, în aceste scopuri, va fi necesară o nanofabric special. Acesta este un complex de dispozitive destinate unei combinații de atomi și crearea diferitelor conexiuni de la ele. A doua metodă implică crearea unui Nanorobot bazat pe ADN.

Potențial posibil al nanorobotului

Oamenii de știință cred că este practic imaginat. Cu un nivel suficient de dezvoltare a tehnologiei, aceste dispozitive microscopice vor putea transforma lumea noastră în sensul literal. Printre altele, acestea vor permite:

Tratați toate bolile, chiar atât de periculoase ca și cancer. Medicii vor putea să introducă roboți în corpul pacientului și cu ajutorul lor urmează rapid celulele afectate și apoi le tratează direct din interior! Acest lucru, la rândul său, va extinde semnificativ viața vieții umane și, poate, chiar și pentru a câștiga nemurirea.

Schimbați corpul, îmbunătățind caracteristicile și capacitățile sale. Nanoboturile în acest caz sunt folosite ca implanturi. Plasate în interiorul organismului, ei își vor urmări starea, remediază rapid simptomele bolilor, îmbunătățesc datele fizice ale transportatorului etc.

Conectați creierul la Internet. Direct! Inventatorul Reimond Kurzvell consideră că va deveni posibil deja în 2030.

Purificați apa oceanului și a aerului, suge poluarea la nivelul molecular.

Aceasta este doar o mică parte din posibilitățile de nanoroboți. Cu fantezie și ingeniozitate cu ajutorul lor, puteți face incredibil de mulți.

Nanorobot modern

A creat deja o serie de dezvoltări uimitoare în această direcție! Aici doar câteva dintre ele aici:

Nachs din Eth Zurich și Technon. Dispozitivul este un fir polipropil. Este capabil să se miște în fluidul biologic al corpului la o viteză de 15 micrometri pe secundă. Un astfel de "nanotalator" poate fi utilizat pentru livrarea la punctul de medicamente într-un organ afectat.

Nanomarsis în mișcare 3D de la ADN. Un astfel de design neobișnuit a fost dezvoltat de oamenii de știință de la Universitatea din Ohio. Aceste roboți sunt construite direct din celulele ADN și pot efectua anumite manipulări.

Un alt tip de nanorobot, conceput pentru a livra medicamente în zonele specificate, a creat oamenii de știință din Universitatea Drexel. Designul este un lanț de 13 roți capabili să se deplaseze de-a lungul fluidului biologic la o viteză de 17,85 micrometru pe secundă.

Aceste nanoboți, desigur, nu sunt încă capabile să trateze toate bolile și să conecteze creierul uman la Internet. Și în viitorul apropiat nu va fi capabil. Dar este evident că totul vine, iar apariția nanoboturilor în viața de zi cu zi nu este atât de ireală, deoarece poate părea la prima vedere.

Deși multe tehnologii pot fi utilizate în viitor pentru a revitaliza criocacats, este posibil să se angajeze cu tehnologiile viitoarei revitalizare a criopacației, este necesar să citiți întrebările frecvente (întrebări frecvente) asupra nanomedicinei. La urma urmei, nanotehnologiile par a fi instrumentul cel mai perfect pentru repararea și înțelegerea celulară a dezvoltării lor oferă cea mai completă imagine a restaurării viitoare a criopacilor pentru viață. Acest lucru a fost mai târziu în 1986, tatăl nanotehnologiilor moderne, Eric Drexler, a fost scris în cartea sa științifică și populară "Mașini de creație". În plus, această direcție se dezvoltă intens în întreaga lume.

Întrebări frecvente pe nanomedicină:

1. Ce elemente chimice vor fi nanoroboți medicali?

O unitate medicală tipică va fi un robot micron (MKM, 1 μm \u003d 10 -6 m) din dimensiunea colectată din nanofază. Aceste părți vor varia de la 1 la 100 nm (1 Nm \u003d 10-9 m) și vor trebui să compileze cumulativ o mașină funcțională cu o dimensiune de aproximativ 0,5-3 μm în diametru. În același timp, trei microni - dimensiune maximă Pentru fluxul sanguin nanorobots medical, pentru că Aceasta este dimensiunea minimă a capilarelor.

Carbonul va fi elementul principal care constituie baza nanoroboturilor medicale, eventual sub formă de nanocompozite de diamant sau diamant - datorită puterii enorme a diamantului și a inerții sale chimice. Multe elemente, cum ar fi hidrogen, sulf, oxigen, azot, fluor, siliciu etc., vor fi utilizate pentru o utilizare specială în cutii de viteze nanometrice și alte componente ale nanoroboturilor (nanobots).

2. Poate fluidele în corpul uman penetrează nanoroboții?

Din punct de vedere medical, ar avea sens să se determine Nanorobot ca un dispozitiv având două spații - interne și externe. Și este adevărat că spațiul extern al nanorobotului va intra în contact cu mediul exterior - mașina biochimică umană. Dar spațiul interior al nanorobotului este organizat complet artificial (cel mai probabil, va fi un vid în interiorul nanoroboturilor) și munca normală Dispozitivele din ea nu se încadrează în fluide străine, cu excepția celor cu care lucrează Nanorobot. Desigur, în procesul de lucru, Nanorobot poate trece în fluid pentru analiza chimică sau în alte scopuri. Dar este important ca acest dispozitiv să fie apă și etanșe. Lichidele din corpul uman nu vor putea pătrunde în nanorobot, cu excepția lichidelor, în mod special injectate cu mecanismul.

3. Care va fi bunăstarea fizică a unei persoane care a fost introdusă în interiorul nanoroboturilor medicale?

În majoritatea cazurilor, pacientul care trece tratamentul nanomedician arată la fel ca celălalt decât aceeași persoană bolnavă. Tratamentul nanomedician tipic (de exemplu, purificarea de la infecția bacteriană sau virală) va consta în injectarea mai multor centimetri cubi de nanoroboți de dimensiuni mici dizolvate în lichid (posibil în apă sau soluție de sare). O doză tipică terapeutică poate include de la 1 la 10 trilioane (1 trilion \u003d 10 12) de nanoroboți individuali. În mod natural, în funcție de boală, se poate limita la câteva milioane sau mai multe miliarde de mecanisme. Fiecare nanorobot va fi dimensiuni de la 0,5 μm la 3 microni în diametru. Dimensiunile depind de tipul și scopul nanorobotului.

Corpul unui adult are un volum de aproximativ 100.000 cm3, iar volumul sanguin este de ~ 5400 cm3, prin urmare, adăugarea dozei de volume de nanorobot ~ 3 cm3 este practic nesemnificativă. Nanorobot va face numai ceea ce spune medicul, nimic mai mult (elimină astfel posibilitatea defecțiunilor). Astfel, numai starea fizică a pacientului se va schimba - va fi corectată foarte repede. Cele mai multe boli sau febră de tip rece au simptome cauzate de biochimică. Ele pot fi eliminate prin introducerea dozei de nanoroboturi corespunzătoare. Restaurarea stării normale a pielii în timpul erupției pe ea sau a deteriorării acestuia (așa cum se întâmplă în timpul Corei), va avea loc mai lent, deoarece în acest caz va fi necesar să restabiliți complet pielea.

4. Cum arată un nanorobot tipic?

Este imposibil să spunem acum, cum va arăta Nanorobot universal. Nanorobot, destinat călătoriei în fluxul sanguin uman, poate avea o dimensiune de 500-3000 nm. Nanorobot, situat în țesuturi, poate fi dimensiuni de la 50 la 100 microni. Și Nanovosti, funcționând în Bronchi, pot fi și mai mult. Fiecare tip de nanorobot medical va fi proiectat sub condițiile necesareȘi, prin urmare, sunt posibile diferite dimensiuni și forme. Nici un nanorobot nu este încă construit, în cele din urmă. Multe, corecte teoretic pe hârtie de dezvoltare a nanoroboturilor, vor fi rafinate în viitor după cercetarea relevantă.

5. Poți să dai un exemplu de nanorobot simplu medical?

Un nanorobot foarte simplu, pe care îl sunt (Robert Fraightas, aprox. Transl.) Dezvoltat cu câțiva ani în urmă - o celulă roșie artificială, numită "Respirocyt". Dimensiunea retroocitelor este de 1 micron în diametru și curge doar în sânge. Acesta este un nanorobot sferic din 18miliard atomi. Acești atomi sunt în principal carbon, cu o latură cu cristale cu diamant care formează o carcasă sferică a mecanismului.

Respyrocite, în esență, este un hidropneumoaccamulator, care poate fi injectat într-o cantitate de 9 miliarde de molecule de oxigen (O2) și molecule de dioxid de carbon (CO 2). Mai târziu, aceste gaze sunt produse de la repropit sub controlul calculatorului de bord. Gazele sunt stocate sub o presiune de aproximativ 1000 de atmosfere. (Respyrocitele pot fi făcute neinflamabile datorită cochiliei de safir, necombustibile și materiale cu proprietăți apropiate de diamant).

Suprafața fiecărei rezpecte este acoperită de 37% cu rotoare de sortare moleculară ("nanosisteme", p. 374), care pot fi injectate și producând gaze în rezervorul intern. Când nanorobotul navighează în capilare alveolare, presiunea parțială a O 2 este mai mare decât CO 2, astfel încât computerul de la bord spune că rotoarele de sortare sunt injectate în rezervoare de oxigen, care eliberează CO 2. Atunci când dispozitivul determină locația sa în țesuturi, oxigen slab, se va produce o procedură inversă: deoarece presiunea parțială de CO 2 este relativ ridicată, iar presiunea parțială O 2 este scăzută, atunci rotoarele vor pompa CO 2, eliberarea O 2.

Respyrocitele imită funcțiile naturale ale eritrocitelor umplute cu hemoglobină. Dar respircidul poate fi transferat la 236 de ori mai mult oxigen decât o celulă roșie naturală. Acest nanorobot este mult mai eficient decât natural, datorită rezistenței excepționale a diamantului, care permite menținerea presiunii în interiorul dispozitivului. Presiunea de lucru a celulei roșii din sânge este de 0,51 atm, în timp ce doar 0,13 ATM este livrat în țesuturi. Astfel, o injecție de doze de 5 cm3 de o soluție de 50% de repirocite în sânge va fi capabilă să înlocuiască capacitatea purtătoare de 5400 cm3 din sângele pacientului (adică este totul)!

Respyrocitele vor avea senzori pentru a primi un semnal acustic de la un medic care va folosi un transmițător cu ultrasunete pentru a alimenta comenzile pentru roboți pentru a-și schimba comportamentul în timp ce sunt la pacient. De exemplu, un medic poate da echipei de respropyte să oprească descărcarea de oxigen și oprire. Mai târziu, medicul poate da o comandă despre incluziune. Ce se va întâmpla dacă adăugați 1 litru de restirus în sângele dvs. (aceasta este cea mai sigură doză)? Acum vă puteți reține respirația timp de 4 ore, în timp ce calm sub apă. Sau, dacă sunteți un Sprinter și rulați la viteza limită, puteți întârzia respirația cu 15 minute înainte de următoarea respirație!

Dispozitivul "simplu" descris are oportunități foarte utile, chiar și atunci când sunt utilizate în doze mici. Alte dispozitive mai complexe vor avea un set mai mare de caracteristici. Unele dispozitive trebuie să fie mobile și capabile plutitoare în sânge sau transferate în interiorul țesuturilor. Bineînțeles, vor avea culori diferite, forme, în funcție de funcțiile efectuate. Vor avea tipuri diferite Robot Manipulatori, diverse seturi de senzori etc. Fiecare nanorobot medical va fi proiectat la un anumit tip de muncă și va avea o formă și un comportament unic.

6. Poate "nanoroboturile depășite" conținute în corpul uman, să creeze probleme dacă refuză în cele din urmă?

După tratamentul cu nanomedicină, secolele de 21 de secole vor dori să elimine nanoroboții terapeutici din corpul pacientului atunci când mecanismele sunt finalizate. Prin urmare, pericolul ca "nanoroboturile depășite" care rămân în corpul pacientului va funcționa incorect, foarte mic.

De asemenea, Nanorobot va fi proiectat cu niveluri înalte Incertitudinea statică pentru a evita dizabilitățile în funcționarea dispozitivului și pentru a elimina riscul medical.

7. Cum va fi eliminat Nanorobot din organism?

Unele nanovosturi sunt capabile de auto-relocare din organism prin canale naturale de excreție umană. Altele vor fi proiectate astfel încât să permită îndepărtarea personalului medical folosind procese asemănătoare ieșirilor (denumită în mod obișnuit nano sau nano-opțiuni) sau sisteme de fagocitoză activă. Depinde de dispozitivul acestui Nanorobot. Pentru respirații, revizuit anterior, procedura de eliminare a acestora din corpul pacientului este simplă:

De când a fost finalizată aplicația terapeutică, ar fi de dorit să derivă dispozitive artificiale din sânge. Rezervorul de la bord cu balast (apă) este util atunci când separă celulele artificiale din sânge. Sângele care are nevoie de curățare intră într-o centrifugă special concepută, În cazul în care respecturile dau echipamentelor cu ultrasunete pentru a-și curăța balastul. Rezervoare de apă și, astfel, a stabilit o flotabilitate zero. Nici o componentă solidă a sângelui nu are flotabilitate zero, astfel încât componentele rămase vor fi separate de respirație cu o centrifugare îngrijită. După aceea Responsabilul care conține plasma este omorât printr-un filtru cu un cereale de cereale 1 microme, separarea răspunsurilor plasmatice. Plasma filtrată este amestecată cu corpuri solideobținută în timpul centrifugării și intacte intacte la pacient. Viteza rezurdităului poate varia prin comenzi prin schimbarea densității respirației prin umplerea rezervorului de balast. Deci, este posibil să se realizeze 66% din densitatea plasmei din sânge de la respirocite, sau, de către un medic de la un medic, să elibereze 5 microni cu bule de oxigen, să se alăture din cauza forței tensiune de suprafata, pop-up cu accelerație constantă în sus. "(Robert A. Fraightas, "Design exploratoriu în nanotehnologia medicală: o celulă roșie artificială mecanică.")

8. Vor fi nanoroboți în corpul uman atacat de sistemul imunitar?

Sistemul imunitar reacționează în principal la suprafețele "străine". Dimensiunea nanorobotului joacă, de asemenea, un rol important în același timp, precum și mobilitatea dispozitivului, rugozitatea suprafeței și mobilitatea acesteia. În general, problema biocompatibilității, în principiu, nu este mai dificilă decât problema compatibilității bioimplantilor. În unele cazuri, această problemă se dovedește a fi mai ușoară decât este obișnuită să reprezinte, deoarece multe tipuri de nanoroboți medicali vor fi temporar în corpul uman. Chiar și astăzi, utilizarea agenților de imunopolizare pentru perioada de tratament cu nanomedicină va ajuta la roboții imunici neprotejați să fie în corpul uman și să-și îndeplinească munca acolo fără probleme.

Desigur, modul ideal din această problemă este proiectarea de roboți din materiale asemănătoare cu diamante. O serie de experimente au confirmat că structurile de diamante netede provoacă mai puțină activitate a leucocitelor, iar fibrinogenul este mai puțin adsorbit. Prin urmare, pare rezonabil să sperăm că o astfel de acoperire cu diamant ("organizată", adică aplicată de atomul atomi, cu netezeală nanometrică) va avea o activitate biologică foarte scăzută. Datorită energiei foarte ridicate a suprafeței diamantului și a hidrofobicității sale puternice, carcasa exterioară a roboților va fi complet inertă chimică.

Cu toate acestea, suprafețele organizate chiar nu vor oferi o bioenctivitate suficientă și numai controlul activ al suprafeței robotului poate oferi biocompatibilitatea completă a întregului dispozitiv.

9. Cât de repede va fi replicată nanorobotul în interiorul corpului uman?

Aceasta este o greșeală foarte frecventă. Nanoroboții medicali nu au nevoie de replicare deloc. De fapt, FDA, sau echivalentul său viitor, nu va permite niciodată utilizarea nanovosturilor capabile să repliceze in vivo (adică într-un organism viu). Chiar imaginându-se cele mai neașteptate circumstanțe, nimeni nu ar dori să aibă ceva capabil de replicare în interiorul corpului propriu. Replicarea bacteriilor ne oferă deja o mulțime de probleme.

Replicarea este principala posibilitate de implementare a producției moleculare (nanotehnologia moleculară). Dar, în ciuda celor mai necesare aplicații ale sistemelor de auto-control, pur și simplu nu are sens să riscă, să producă nanoroboți "viabili" în interiorul corpului, în timp ce nanoroboții "non-vizuali" pot fi făcute foarte repede și ieftin în afara corpului uman fără provocând pericolul. Replicatorii vor fi întotdeauna sub controlul cel mai strict al guvernelor întregii lumi.

10. Nanoroboții medicali pot avea o inteligență artificială care arată ca uman?

Aceasta este o altă eroare larg răspândită. Multe nanoboturi medicale vor avea computere foarte simple la bord. Respyrocitele, de exemplu, vor avea un nanocomputer care efectuează doar 1000 de operații pe secundă, ceea ce este mult mai mic decât puterea calculatorului Apple II.

Majoritatea nanoroboturilor care corectează celulele nu au nevoie de computere cu o performanță mai mare de ~ 10 6 -10 9 operațiuni pe secundă pentru executarea activității lor. Aceasta este de 4-7 ordine de mărime mai mică decât puterea computațională a creierului uman, care reprezintă ~ 10 13 operații pe secundă. Nu este necesară o viteză mai mare de calcul pentru nanoroboți.

11. Din ce surse vor lucra Nanorobot?

Una dintre ipotezele timpurii ale lui Eric Drexler în "Crearea motorului" a fost de a folosi rezervele locale de glucoză și aminoacizi în corpul uman (in vivo). Astfel, unitatea va fi capabilă să obțină energie din metabolizare aproximativ 2 și glucoză utilizând reacții mecanochimice. O altă posibilitate este de a obține energie acustică din exterior, care este cea mai convenabilă în timpul utilizării clinice. Capitolul 6 "Nanomedicina: capabilități de bază" descrie o duzină de alte surse de energie potențial accesibile în corpul uman.

12. Cum pot contacta aceste mașini când își finalizează activitatea?

Pentru aceasta există multe moduri. Cea mai simplă modalitate este de a distribui semnalele acustice de testare în interiorul corpului, care vor primi in vivo nanorobots. Un dispozitiv similar cu un senzor ultrasonic va decoda semnale acustice cu o frecvență de aproximativ 1-10 MHz. Astfel, medicul conducând tratamentul poate trimite cu ușurință echipe noi cu un nanorobot situat în corpul uman. Fiecare nanorobot are o sursă autonomă de energie, un computer, un set de senzori și, prin urmare, poate lua semnale acustice, le decodă și trimite răspunsul corespunzător.

Există o jumătate jumătate din procesul de transfer de date - de la Nanorobotul medicului. Aceste date pot fi, de asemenea, transmise acustic. Cu toate acestea, capacitățile centralei electrice de la bord ale robotului limitează raza de transmitere a semnalelor acustice la câteva sute de microni pentru fiecare nanorobot. Prin urmare, va fi necesar să se creeze o rețea internă care să colecteze date locale și apoi să le trimită la "punctul de legătură" central, unde medicul de participare va putea să-i ia cu senzori cu ultrasunete foarte sensibile. O rețea similară formată din aproximativ 100 de miliarde de noduri mobile (căldură disiparea căldurii de 60 W, în timp ce dispersia normală a energiei corpului uman este de 100 W) în interiorul corpului pacientului poate fi instalat într-o oră.

În plus față de metoda de mai sus, există o serie de alte metode de mesagerie mai complexe.

13. Dacă nanoroboții medicali sunt introduși în organism intravenos, cum pot să-i urmăresc locația?

De îndată ce rețeaua de navigație este încorporată în corpul pacientului, acesta formează un sistem de navigație cu multe stații ale nanorobotului de gestionare a poziției.

Localizarea nanoroboturilor in vivo va fi transmisă prin rețeaua de comunicații. Deoarece doza terapeutică obișnuită de nanoroboți este billions sau trilioane de dispozitive, nu contează să obțină date despre locația fiecărui robot. Transferul datelor privind amenajarea individuală a nanorobotului numai cu doza de mai puțin de un milion.

14. Ce tipuri de sisteme de detectare a nanoroboturilor vor distinge diferite tipuri de celule?

Fiecare tip de suprafață celulară are un set unic de antigeni. Unele antigene de suprafață reflectă statutul celulei (sănătate / pacient etc.), tipul de corp și chiar individualitatea corpului (ceva asemănător cu numărul biochimic al "protecției sociale" inerente fiecărui organism).

Prin urmare, un răspuns scurt la această întrebare este: Este necesar să se utilizeze senzori chemotactici (similar cu senzorii în microscopia de energie chimică) având o configurație a suprafeței de legare a acelor antigeni pe care o are celula Schoped. Cunoașterea structurii acestor antigeni va fi obținută în prelucrarea rezultatelor proiectului genomului uman la începutul secolului XXI.

15. Cum vor fi transportați agenții chimici (de exemplu, medicamentele împotriva cancerului) și livrate unei anumite celule?

De îndată ce un grup de celule care au nevoie de livrare a medicamentului este definit, o nanoforming pur și simplu livrează agentul de participare la o celulă din depozitele la bord. O injecție de nanofool-uri de 1 cm 3 din 1 micron conține cel puțin 0,5 cm3 la agentul de participare. Aproape toate aceste billioane de nanorobot sunt suficiente "inteligente" pentru a elibera 100% din bagajele lor în interiorul celulei, astfel încât eficiența aplicației lor va fi de 100%. Senzorii de la bordul dispozitivelor vor oferi un control fiabil asupra supradozei de celule cu medicamente.

Cu toate acestea, această întrebare este un exemplu viu de "anacronism" în nanomedicină. Nanotehnologia dezvoltată va fi capabilă să ofere o altă cale în viitor, mai puțin distructivă pentru a atinge același scop. De exemplu, livrarea citotoxinei în celulele tisulare este opțională la îndepărtarea carcinomiei la nivel celular și genetic.

16. Este posibil să se vadă in vivo nanorobot utilizând o metodă de radioizotop sau trebuie luată în considerare direct în țesuturi?

Da, nanovosturile pot fi observate în interiorul corpului folosind RMN, mai ales dacă componentele lor de diamante vor fi realizate din atomi de 13C și nu convențional 12c. Carbon Isotop, 13c are un moment magnetic nonzero. Dar în era o abordare izotopică nanomedicină, din nou, un anacronism. Explică de ce.

Folosind asistentul clasic la nano-nano, nanoroboții medicali trebuie să fie injectați mai întâi în corpul pacientului (sau organul) pentru a începe munca. Medicii ar dori să respecte progresul tratamentului și să fie sigur că nanovosturile interacționează cu celulele dorite și se încadrează în zona bolii. Prin urmare, prima dorință instinctivă a medicii va fi dorința de a vedea nanoroboți în corp la locul de muncă. Vorbind diferit, medicii ar dori să scaneze părțile corpului și să vadă ca natiunile care sunt situate în apropierea utilizării lor (în organe, țesuturi etc.).

Cu toate acestea, tehnologiile de fabricare a nanoformării cu precizie moleculară pot permite dezvoltarea și încorporarea în interiorul mecanismelor de nanorobots pentru comunicare și navigație. Rețelele de comunicații vor fi dezvoltate și în interiorul corpului pacientului. Nanovosturile terapeutice sunt programate la antigene speciale de suprafață ale celulelor țesutului dorit. Acesta este un instrument suplimentar care ajută la funcționarea nanorobotului într-o anumită zonă cu acuratețea necesară (de aproximativ milimetru sau mai precisă).

Prin urmare, modelul corect de intervenție medicală în nanoopeh va arăta astfel: Nanorobot, introdus în corpul uman, va fi absolut exactios în afara zonei de intervenție medicală. Chiar și în interiorul zonei dorite a nanorobotului este inactiv până când senzorii lor sunt activați chemotactic de secvența individuală de proteine \u200b\u200bcaracteristice celulelor care urmează să fie tratate. Nanoroboturile vor fi, de asemenea, dezvoltate în așa fel încât să fie activate numai prin semnal acustic din exterior (de exemplu, de la un medic, care, de zona înfrântă, evidențiază zona de activare a rețelei de coordonate spațiale, combinată cu corpul pacientului) , și numai apoi faceți senzația de proteină celulară. Medicul controlează integral locația și starea nanoroboturilor pe tot parcursul tratamentului. Semnale pentru a opri nanoroboturile pot fi servite în orice moment.
De asemenea, este important ca în același timp, nanoroboții vor putea să facă schimb de date despre locația lor, natura cantitativă a bolii și procesul de tratament. Gama de transmisie a semnalului Nanorobot individual este limitată, dar și aceste dificultăți tehnice sunt depășite. În acest model de tratament, medicul primește date din nanoroboți activi. Ei informează medicul câte celule canceroase în mediul lor; Unde sunt mecanismele etc. Calculatoarele de la bord Nanomans vor împiedica eșecurile (cum ar fi cinci computere independente într-o navetă spațială), un dispozitiv de blocare a robotului în eșecuri și un sistem complet de oprire atunci când roboții derivau din organism.

Prin urmare, atunci când tratați în acest fel, este complet neimportantă pentru a reprezenta pe deplin nanovosturile direct, deoarece feedbackul din Nanorobot va facilita controlul și vizualizarea acestora.

17. Este posibil să se utilizeze biopsia țesutului și microscopia electronică ulterioară pentru a afișa procesul de roboți de lucru în tratamentul bolii?

Da, metodele de biopsie pot fi utilizate pentru a detecta nanoroboții în țesuturile pacientului utilizând microscopia electronică. Cu toate acestea, în condiții normale, nanoroboții medicali vor lucra fără eșecuri, astfel încât biopsia va deveni inutilă. Dispozitivele nano dezvoltate folosind protocoale care exclud lucrările incorecte și având o serie de dispozitive mecanice care îmbunătățesc fiabilitatea lucrărilor dispozitivului vor funcționa practic corect.

În biopsia convențională, interesul primar este tesatura de testare (nu nanovostrey, și anume starea țesutului în sine). Dar natiunile pot fi folosite pentru testarea rapidă a țesutului, studiul biochimiei, biomecanicii și caracteristicilor histometrice ("Gisto" - pânză) cu o mare precizie și detalii. În general, în epoca nanomedicinei profesionale, va fi important să se producă o serie de teste in situ (în loc, pe un preparat separat, fără corp) înainte de începerea tratamentului. Aceasta va facilita procedura nanomedică ulterioară și va face mai confortabilă pentru pacient.

18. Ce se poate face incorect în timpul tratamentului nanarobidelor umane?

Incompetența sau neglijența participanților este un pericol primordial pentru pacient. Cu toate acestea, atât acum, cât și în epoca nanotehnologiei, astfel de cazuri ar trebui să fie nespecifice.

O eroare poate apărea în cazuri neașteptate. Biocompatibilitatea unei persoane cu Nanorobot este bine studiată și nu va prezenta problema. Mai multe computere laterale interschimbabile ale robotului vor rezolva problema reprogramării, adaptării, eșecurilor, chiar și după ce începe lucrarea în interiorul țesutului. În sarcinile cu un grad ridicat de risc, vor fi puse în aplicare protocoalele complicate ale roboților, excluzând munca incorectă a setului de nanomecanisme.

Prin urmare, pot apărea cele mai grave probleme atunci când lucrează împreună un mecanisme de trilioane într-un spațiu limitat și pentru o perioadă foarte scurtă de timp. Una dintre eșecurile neprevăzute poate fi interacțiunea dintre roboți în coliziunea lor. Astfel de defecțiuni sunt dificil de determinat în prezent și, aparent, acestea vor fi testate atunci când testează deja roboți gata făcuți.

Exemplul simplu de o astfel de defecțiune va fi lucrarea reciprocă a două tipuri de nanoroboți într-un singur țesut. Dacă tipul A Nanorobot este programat pentru a restabili consecințele funcționării nanorobotului B, atunci țesătura care conține ambele vor expune mai întâi influența nanorobotului în și, apoi, Nanorobot A va elimina toate rezultatele Intervenția Nanorobot, care, la rândul său, va duce la reutilizarea nanorobotului în și așa lângă infinit. Adică nanoroboții vor "corecta" lucrarea reciprocă.

Dar chiar și într-o astfel de situație, controlul asupra roboților este păstrat. Medicul de participare, vizionând procesul de tratament sau opriți un tip de nanorobot sau reprogramați ambele (atâta timp cât acestea sunt încă în interiorul corpului), astfel încât munca lor să nu provoace deformarea țesutului. Medicul trebuie să păstreze tot timpul "mâna pe puls" pentru a evita astfel de situații. Interferența medicului de participare este principalul element de reglementare din defecțiuni și probleme neașteptate, astfel încât calificările personalului participant joacă un rol esențial.

19. Care ar fi cel mai mare beneficiu pentru umanitate, în utilizarea nanomedicinelor?

Nanomedicina va exclude aproape toate bolile larg răspândite ale secolului al XX-lea, durere; Va crește viața unei persoane și va extinde capacitățile noastre mentale.

Dispozitivul de stocare a datelor nanometrice capabil de stocarea informațiilor echivalente cu informațiile din biblioteca Congresului durează doar ~ 8.000 microni 3, care este volumul celulelor hepatice și mai mic decât volumul ocupat de neuron - celula nervoasă. Dacă implantați astfel de dispozitive în creierul uman împreună cu dispozitivele de acces, cantitatea de informații capabilă de memorat în memoria umană va crește incomensurabil.

Un nanocomputer simplu, care efectuează 10 Teraflops pe secundă (10 teraflops - 10 13 operații cu punct și virgulă plutitoare) descrise de Drexler, ocupă de asemenea cantitatea de celulă umană medie. Acest computer este echivalent (cu multe simplificări) al capacității numărabile a creierului uman. El disprețuiește B. mediu inconjurator Aproximativ 0,001 Watt Heat. Creierul uman cu același număr de operații pe secundă, dispează 25 de wați căldură. Dacă implantați în creierul uman câteva astfel de dispozitive, puteți accelera de mai multe ori procesele de gândire umană.

Dar, probabil, principalul beneficiu pentru omenire va fi era epoca lumii, care a avut loc datorită dezvoltării nanotehnologiei. Sperăm că oamenii inteligenți, educați, sănătoși, nevinovați care au case bune, nu va dori să lupte unul cu celălalt. Oamenii care pot trăi mult mai mult și mai mult decât acum, nu vor dori să-și expună amenințarea lor existentă.