Kedy bude vynájdený Nanorobots, v ktorom roku. Nanorobot: Čo na nás čaká budúcnosť s ich úžasným potenciálom? Budú Nanorobots, ktoré sú v ľudskom tele sú napadnuté imunitným systémom

Tam sú naivní ľudia, ktorí tvrdia, že za miliardy rokov evolúcie, príroda nikdy nevymýšľala koleso. Ak sa znížili na nano-úroveň a cestu v živej bunke, videli by nielen koleso, ale aj elektrické motory, dopravníky, montážne linky a dokonca aj chôdze roboty.

Alexey Rhešovsky

Podľa výpočtov biológov, asi štyridsať známy veda molekulárnych strojov pôsobí v živej bunke. Nosia tovar na molekulárnych "koľajniciach", pôsobia ako "prepínače" a "prepínače" chemických procesov. Stroje z molekúl produkujú energiu na udržanie života, znižujú naše svaly a vytvárajú iné molekulárne stroje. A inšpirujú vedcov na výstavbu človeku naNorobots, ktoré budú v budúcnosti schopní žiť a pracovať v intracelulárnom svete.

Predstavte si, z toho, od toho, čo a ako hallovej učenci postavia roboti-liliputy, sme hodnotili niekoľko Nanomashov vytvorených prírodou.

Vodné baktérie

Slávny ruský biochemista, akademik Ruskej akadémie vied Vladimir Skulachev nazval pohyb baktérií jedným z najvýraznejších javov prírody: "Jeho štúdia spôsobila rozdrvenie do nášho arogantného snobsumu ako skutočnosť, že biologický vývoj, ktorý má na Jeho likvidácia miliardy rokov, nemohlo vymyslieť koleso. "

Odborný názor

Alexander Markov, biológ, popularizer of Science, profesor MSU: "V priebehu evolúcie sa systémy objavujú veľmi ľahko, pri pohľade na prvý pohľad" nekonštruktne zložité ". Pozostávajú z mnohých častí, ktoré ste prospešli len spolu, odstráňte jeden - a celý systém prestane pracovať, a každá jednotlivá časť samotnej sa zdá byť zbytočná. To núti niektorých vedcov spochybniť teóriu evolúcie ako celku. Ale stojí za to začať pochopiť a ukázalo sa, že tieto systémy nie sú naozaj "nenápadne zložité." Vymazanie niektorých detailov nezničí molekulárny stroj, ale znižuje len jeho účinnosť. Takže auto mohlo existovať v minulosti bez tohto detailu a položka sa pripojila neskôr, čo zvýšilo efektívnosť práce. Aj keď odstránenie časti robí molekulárny stroj nefunkčný, môže to byť výsledok dlhej vzájomnej "utrite" detailov. Je tiež potrebné si uvedomiť, že telo, ktoré nemá žiadne molekulárne auto, bude užitočné aj veľmi jednoduché, neefektívne, sotva pracuje jeho možnosť. "

Pre pohyb v kvapalnom médiu, niektoré baktérie používajú rotujúcu chuť, ktorá je poskytovaná mikroskopickým motorom zozbieraným z niekoľkých proteínových molekúl. Spinning až do 1000 otáčok za minútu môže postroj tlačiť baktérie dopredu s nezvyčajne vysokou rýchlosťou - 100-150 μm / s. Za sekundu, jednobunkové pohyby v diaľke vyššej na jeho dĺžku viac ako 50-krát. Ak je preložený do našich obvyklých hodnôt, športovec-plavec v 180 cm by musel otočiť 50 metrov bazén na pol sekundy!

Metabolizmus baktérií je navrhnutý tak, že pozitívne ióny vodíka (protónov) sa hromadia medzi vnútornými a vonkajšími membránami jeho buniek. Elektrochemický potenciál sa vytvorí, fascinujúce protóny z medzimambránového priestoru do bunky. Tento protónový prúd prechádza cez "motor", čo ho vedie v pohybe.

Schéma "elektromotora" baktérií oveľa viac podobá inžinierskemu čerpaniu ako obraz živého organizmu. Hlavný detail "Motor" - Mot proteín s iónovými kanálmi, vďaka čomu tok protónov robí rotor otáčať ako turbína.

"Motorová" proteínová štruktúra sa nazýva komplex MOT, ktorý sa zase pozostáva z Mot proteínov (stator) a MOT B (Rotor). Iónové kanály v nich sú umiestnené takým spôsobom, že protónový pohyb spôsobí, že rotor sa otáča ako turbína. Manipulácia štruktúry proteínu, niektoré baktérie môžu zmeniť smer a rýchlosť pohybu a niekedy aj zahŕňajú "reverzné".

Prítomnosť rotujúcich častí v živom organizme najprv sa zdalo tak neuveriteľná, že požadoval vážne experimentálne potvrdenia. Bolo niekoľko takýchto potvrdení. Tak, v laboratóriu akademikého Skulacheva, baktéria charakteristickej formy (vo forme polmesiaca, kde predná časť baktérie konkávne, zadná - konvexná) bola pripojená k skleňu a sledovalo ho do mikroskopu. Bolo to jasne viditeľné ako baktérie sa točí, neustále ukazuje pozorovateľ len prednú časť, jeho "vynikajúce hrudník" a nikdy otáčať "späť".

ATP-Syntasis

Proton ATP-Syntosisis je najmenší život biologickej šírky motora len 10 nm. S jeho pomoc, živé organizmy produkujú adenozín triffosfát (ATP) - látku, ktorá slúži ako hlavný zdroj energie v bunke.

ATP pozostáva z adenozínu (spojenie dobre známej DNA dusíkovej bázy adenínu a cukrovej ribózy a tri konzistentne pripojených fosfátových skupín k nemu. Chemické väzby medzi fosfátovými skupinami sú veľmi silné a obsahujú veľa energie. Táto konzervovaná energia môže Buďte užitočné pre výživu širokej škály biochemických reakcií. Najprv je však potrebné určiť energiu určitým spôsobom, aby balenie adenozín a fosfátových skupín v molekule ATP. To sa uskutočňuje pomocou ATP-syntázy.

Rovnako ako v prípade bakteriálnej bičíky, pohyb rotora ATP-syntázy sa potvrdil experimentálne: pripevnenie k rotujúcej oblasti označenej stovke napätým vláknitým proteínom, podobne ako dlhý závit a vedci videli s vlastnými očami, ktoré sa otáča. A to je napriek tomu, že pomer ich veľkosti je, ako keby človek mieril dvoma kilometrom skok.

Mastné kyseliny a glukóza vstupujúce do tela sú početné cykly, v priebehu, ktorého špeciálne enzýmy respiračných reťazcov pumpí pozitívne vodíkové ióny (protóny) do medzimambránového priestoru. Tam protóny sa zhromažďujú ako armáda pred bitkou. Potenciál je vytvorený: Elektrické (pozitívne návyky mimo mitochondriálnej membrány, negatívne vnútri organel) a chemické látky (existuje rozdiel koncentrácií vodíkových iónov: vo vnútri mitochondrie sú menej, vonku).

Je známe, že elektrický potenciál na mitochondriálnej membráne, ktorý slúži ako dobrá dielektrika, dosahuje 200 mV s hrúbkou membrány len 10 nm.

Nazhromaždil som sa v priemere, protóny, ako elektrický prúd, ponáhľal sa v mitochondrii. Prechádzajú na špeciálne kanály v ATP-syntáze, ktorá je zabudovaná do vnútornej strany membrány. Tok protónov sa otočí rotor, ako keby rieka vodnej mlyna. Rotor sa otáča rýchlosťou 300 otáčok za sekundu, čo je porovnateľné s maximálnym obratom vozidla "Formula 1". ATP-syntáza vo forme je možné porovnať s hubami, "pestovanie" na vnútornej strane membrány mitochondrie, zatiaľ čo rotor opísaný vyššie skrýva v "fungujúcich". "Noha húb" sa otáča s rotorom a na jeho konci (vo vnútri "klobúkov") je upevnená určitá podobnosť excentrického. Pevný "klobúk" sa podmienene rozdelí do troch plátkov, z ktorých každý je deformovaný, stlačený, keď excentrický prechádza. Adenosinedifosfátové molekuly sú pripojené k "plátkom" (ADP, s dvoma fosfátovými skupinami) a zvyšky kyseliny fosforečnej. V čase kompresie sa ADF a fosfát vzájomne stlačil, aby sa vytvorili chemickú väzbu. Pre jeden obrat "excentrických" deformuje tri "laloky" a tvoria tri molekuly ATP. Písaním to za počet sekúnd v dennom a približnom množstve ATP-Synths v tele, dostaneme úžasné číslo: asi 50 kg ATP produkuje denne v ľudskom tele.

Všetky jemné jemnosti tohto procesu sú nezvyčajne zložité a rôznorodé. Pre ich decipher, ktorý požadoval takmer sto rokov, dve Nobelovej ceny boli udelené - v roku 1978 Peter Mitchell a v roku 1997, John Waller a pole Boyer.

Kinesín

Kinesín je lineárny molekulárny motor pohybujúci sa okolo klietky pozdĺž nadchodov - polymérne nite. Ako keby port nakladač, ťahá všetky druhy nákladu (mitochondria, lyzozómy), pomocou molekuly ATP ako paliva.

Externe, Kinesín vyzerá ako tkaná tkaná tkaniny tenkých lán hračky "MAN": pozostáva z dvoch identických polypeptidových reťazcov, ktorých horné konce sú tkané a spojené dohromady a dno sú umiestnené na bokoch a majú na koncoch "topánky" - globulárnych hláv 7,5 x 4, 5 nm. Pri pohybe sa tieto hlavy v dolných koncoch striedajú striedavo oddelene od polyméru "dráha", kinesín sa otočí o 180 stupňov okolo svojej osi a zastaví jednu z nižšieho "zastavenia" dopredu. Zároveň, ak jeden z jeho konca, pri jazde strávi energiu (molekula ATP), potom iní v tomto čase uvoľní komponent na tvorbu energie, ADP. V dôsledku toho sa ukáže na nepretržitý cyklus kŕmenia a energie pre užitočnú prácu.

Ako ukázali štúdie, Kinesin je schopný celkom veselo preklopiť nad klietkou s "lanom" nôh: robiť krok len 8 nm dlhý, za sekundu, sa pohybuje na gigant na bunkové štandardy vo vzdialenosti 800 nm, to znamená , trvá 100 krokov za sekundu. Snažte si predstaviť takéto rýchlosti v ľudskom svete!

Kinesin, vstúpil na "cesty" z mikrotrubiek, toleruje rôzne výrobky v bunke.

Umelé Nanomaris

Osoba, ktorá tlačila vedecký svet na vytvorenie Nanorobots založených na biologických molekulárnych zariadeniach bol vynikajúcim fyzikom, Nobel Laureát Richard Feynman. Jeho prednáška z roku 1959 so symbolickým názvom "je stále veľa miesta" je tu ešte veľa bioengranizátorov celého sveta, zvážte východiskový bod v tomto náročnom podnikaní.

Prelom, ktorý sa umožnil presťahovať sa z teórie na prax, sa stalo na začiatku 90. rokov. Potom anglickí vedci z University of Sheffield, Fraser Stoddart a Neal Spencer a ich taliansky kolega Pierre Anselli urobili prvú molekulárnu kyvadlovú dopravu - syntetické zariadenie, v ktorom sa vyskytuje priestorový pohyb molekúl. Rotaxan sa používa na vytvorenie - umelá látka, v ktorej je kruhová molekula (krúžok) valcovaný do lineárnej molekuly (os). Z tohto dôvodu názov látky: lat. ROTA - Kolessko a os os. Os v Rotksan má formu činiek tak, že s pomocou volumetrických skupín na koncov nie je dovolené prasknúť krúžok z tyče.

Nanomasan, "štvorkolesová" molekula, vytvorená v roku 2005 skupinou pod vedením profesora Jamesa Tura (University of Rice). Nemá svoj vlastný motor, ale keď je povrch zahrievaný na približne 200 ° C, plnené kolesá sa začínajú otáčať a stroje.

ROTAXAN-Based na báze rasieva sa pohybuje kruhová molekula pozdĺž lineárneho, na ktorých drží, s pomocou protónov (oslabenie alebo zvyšovanie vodíkových väzieb, drží krúžok molekuly v strede) a brownovom pohybe tlačí krúžok. Vyzerá to, že gumová loptička opustená v potoku, viazaná na lano: oslabil lano (vodíkové väzby) a rýchly prúd (Brownian hnutie) zdvihne loptu a pasívne to dopredu. Zostal lano - lopta sa vráti späť.

Inžinierske stavby Nanashasstabs podliehajú chemickým reakciám vo väčšej miere ako zákony newtonovskej mechaniky. Rozšírenie ich aplikácií sa rozprestiera od lekárskych robotov do pamäte počítača.

V roku 2010, skupina American Bionchangers, Milan Stanovich a jeho kolegov, vytvorila molekulárny Nanorobot, schopný pohybovať sa na DNA. Počas experimentu boli vedci schopní sledovať, ako ich Nanorobot mohol nezávisle urobiť 50 krokov a pohybovať sa na 100 nm. Robot, externe pripomínajúci pavúk, môže autonómne vykonávať niekoľko tímov: "Go", "otočiť", "zastávka". Podľa autorov je veľmi v dopyte v medicíne ako dodávateľ lieku v klietke.

V roku 2013 boli britské a škótske bioenzery pod vedením Davida Lyia schopní vytvoriť prvý molekulárny Nanoconveyor na svete: nanomacín, schopný zbierať peptidy, krátke proteíny. V prírode, táto úloha vykonáva ribozómy - organely v našich bunkách. Bioeneurs sa ako základ pre svoje auto, molekula rotaxan a jeho "tyč" boli schopné zostaviť špecifikovaný proteínový proteín z jednotlivých aminokyselín. TRUE, v prirodzenom montáži proteínov v ribozóme, umelé molekulárne auto stráca: ona trvala 12 hodín, kým sa pripevní každý aminokyselinový zvyšok, zatiaľ čo ribozómy sa vyrovnávajú s touto úlohou rýchlejšie ako sekundu.

Napriek tomu vedia, že výskumníci optimizmom považujú svoj rozvoj. "Dostanete auto, ktoré sa presne pohybuje, vyvoláva molekulárne stavebné bloky a dáva ich dohromady. Ak to príroda robí, prečo nemôžeme? " - zaznamenal profesor leu.

Nanorobot - Roboty vytvorené z nanomateriálov, rozmery, ktoré možno porovnať s rozmermi molekuly. Dátové zariadenia musia mať funkciu, spracovanie a prenos informácií, realizáciu programu. Ich veľkosti neprekročia niekoľko nanometrov. Pripomínajúc modernú teóriu, Nanorobots by mali byť schopné vykonávať dvojstrannú komunikáciu: reagovať na akustické signály a byť schopný dobíjať alebo preprogramovať zvonku, v dôsledku elektrických a zvukových oscilácie. Dôležitým prvkom je aj funkcie replikácie - self-montáž nových nanithických a naprogramovaných sebazničenie, keď pracovné prostredie, už nepotrebuje prítomnosť Nanorobots v ňom. V druhom prípade by roboty mali rozpadnúť na neškodné a rýchlejšie komponenty.

Existuje už dostatok nanotechnologických zariadení napriek tomu, že sú experimentálne inštalácie, v praxi ich vyhliadky sú zrejmé. Nanoelecturgus bol vyvinutý, ktorý má vinutie z jednej dĺžky molekuly schopnej vysielať prúd bez straty. Keď je napätie predložené, rotor (pozostávajúci z niekoľkých molekúl) sa začal otáčať. K dispozícii je tiež lineárne dopravné zariadenie schopné pohybovať molekuly do vopred určenej vzdialenosti. Molekulárne biosenzory, antény, manipulátory sa tiež vyvíjajú.

Je logické klásť otázky - keď príde Nanorobot do nášho sveta, stanú sa samozrejmosťou pre nás, ako sú počítače a internet.

Podľa prognóz vedcov, storočie Nanorobots nie je ďaleko

Vedci sú presvedčení, že všetky perspektívy môžu byť implementované, nationars budú môcť znovu vytvoriť všetky položky z atómov, budú môcť omladiť osobu, stanú sa umelými výrobcami potravín, naplňte priestor na blízko krajiny a urobí planétu a ich mesiaca vhodné pre ľudí.

Existujú však a obavy z nanománskeho. Takže Kniha "Tvorba strojov" rozpráva o zlyhaní programu robotov, čo je dôvod, prečo premenia celú krajinu do neporiadku.

Tieto názory nie sú výsadou vedy, sú podporované mnohými vedcami, ktoré sa v tlači niekedy nazývajú nanoapokalyptics. Profesor Evgeny Abrahamyán vo svojom článku "Hrozby nových technológií" opisuje situáciu, v ktorej sa roboty určené na demontáž na atómy odpadov začne demontovať kvôli zlyhaniu a všetkému ostatnému. Zároveň tieto stroje budú kompatibilné. Okrem toho, ako vedci poznamenáva, tieto mikrometre môžu byť základom pre nové, ešte viac monstrózne ako moderné, vojnové prostriedky.

Jedným alebo iným spôsobom, krok k vytvoreniu Nanoroobotov už bol vyrobený a opäť sme sa stretli s otázkou nastavenia formulácie: Zmeňte naše inovácie náš život, alebo ich zmeníme sami. Či už môžeme vytvoriť na základe nanananiki sveta bez hladu, potrieb a s potenciálnym vývojom, alebo cesta zo žltej Nanocrtich povedie k chaosu nových vojen bude závisieť od seba, ale jedna vec je jasná: svetové zmeny a Rýchlo sa s ním rýchlo meníme.

Článok pre hospodársku súťaž "BIO / MOL / TEXT": Článok hovorí o prístupoch k pochopeniu bunkového zariadenia - od myšlienok teoretickej biológie a pojmov "proteínový stroj" na moderné prístupy a objavy: Nanorobots, mikrotubuly a sekvenovanie genómu. Spoločná, presne dohodnutá práca miliónov Nanorobotov vytvára jedinečný fenomén, ktorý nazývame život.

Generálnym sponzorom súťaže je spoločnosť: najväčší dodávateľ zariadení, činidiel a spotrebného materiálu pre biologický výskum a výrobu.

Spoločnosť Invitro bola sponzorovaná cenou vizuálneho sympatie a partnerom nominácie "Biomedicine dnes".

"Kniha" Sponzor súťaže - "Alpina Non-Fikshn"

Cytológia - Cell Science

Obrázok 4. Cover Book Erwin Bauer

Samozrejme, v zmysle a hviezdi - tiež "proces", ako je klietka: hviezda sa zmení na vodík v héliu a na konci, keď všetky paliva horí v ňom, "zomrie." Áno, a najobvyklejšej stoličky, ak sa pozriete pozorne, aby ste si pozorne pozerali, je to navždy, čo som to urobil: farba sa z nej dostane, strom sa postupne schne alebo otáča, prídavné zariadenia sú vymazané ... ale živá bunka (a Živý organizmus ako celok) sa zásadne líši od týchto mŕtvych objektov.

Premýšľali ste o tom, prečo kameň ľahostavejšie upraví činnosť vonkajšej sily a žije - odoláva? Prečo je stick plachtenie po prúde a ryby, ktoré idú do trenia, je desiatky kilometrov proti nemu? Prečo nakoniec môžeme určiť naše správanie sami, prekonať prekážky, že nás vonkajší svet dáva?

Prvým vážnym krokom na pochopenie týchto vecí bol vyrobený sovietskym biofyzikom Erwin Bauer, ktorý predložil zásadu trvalo udržateľného non-rovnováhy: \\ t

"... Živé systémy nie sú nikdy v rovnováhe a vykonávajú vďaka svojej voľnej energii neustále pracujú proti rovnováhe vyžadované zákonmi fyziky a chémie v rámci existujúcich vonkajších podmienok"(Obr. 4).

Inými slovami, "živý systém" v nejakom zmysle porušuje zákony fyziky a chémie! Ale natiahne ich nie je inak, rovnako ako vlastná pomoc. Živý predmet s využitím chemikálií a fyzických interakcií, môže prekonať pozemskú príťažlivosť, bojovať s tokom pohybu vody a vzduchu, aby sa škodlivé látky užitočné (napríklad hrozný oxidačný kyslík, ktorý z hľadiska chémie nie je lepší chlór, dáva nám možnosť dýchať a vďaka získaniu energie; Vo všeobecnosti je história boja proti radikálnym oxidačným činidlám opísaná v článku " Rozprávka komiks o veľkej bitke medzi radikálmi a antioxidantmi» ).

Ale "rovnováha" nie je len stav, na ktorom sú napríklad váhy sotva sotva a zastaví sa hojdačka. V rovnovážnej polohe je plyn, keď prúdi z balóna do vzduchu miestnosti a je zmiešaný s atmosférou. V rovnovážnom mieste s okolitým vzduchom je sporák, keď úplne vydáva svoje teplo. Sekcia fyziky je veda termodynamiky - tvrdí, že keď sa systém pozostávajúci z mnohých molekúl snaží o rovnováhu, poruchy (chaos) sa zvyšuje v tomto systéme. Mera Chaos s názvom " entropia" V uzavretých systémoch môže entropia len rásť. Živé bunky sú však otvorené, nie uzavreté systémy. Preto môžu odolávať rastom entropia. Práca proti rovnováhe, žijúce bytosti prispievajú do svetového poriadku a každý druhý boj s chaosom s výhľadom na všetky strany. Lišky vykopávajú norkovú a zachránujte v ňom z zimných ženských vrstiev, bobri stavať priehrady a zvyšujú hladinu vody, ktorá sa v sebe chová, aby sa prelomila rovinu ako tenkú vrstvu.

Takýto zázrak každý druhý vytvára akýkoľvek živý organizmus. Ale každá živá bunka sa správa rovnakým spôsobom. Na príklade svojho správania, ktorý je jednoduchší ako správanie veľkých organizmov (hoci mobilné správanie nie je také jednoduché, ako sa zdá), môžete sa pokúsiť pochopiť, aký život je a ako to bojuje s "rovnováhou".

Cytológia Má úspechy

Nanorobot - fikcia a realita

Na konci minulého tisícročia, American Scientist Eric Besnesher, inšpirovaný objavmi v oblasti nanotechnológie, sa stal slávnym pre jeho v podstate podľa sci-fi knihy, v ktorých sníval, že "nanoassemblors" bude čoskoro postavený, schopný zbierať čokoľvek správne z atómov. Najmä napísal o "Nanorobot", ktorý bude schopný robiť prácu prospešné pre ľudské zdravie - čisté krvné cievy, zničiť rakovinové bunky, bojovať s baktériami.

Niečo podobné v jeho fantastickom príbehu "Microeruki" predpovedal v roku 1931 detský spisovateľ Boris Zhitkov. Hrdina postavy vytvoril zariadenie, ktoré umožňuje operácie s jednotlivými bunkami. V rukách muža sa vynaložili úsilie na mikrokerov, ktorí by mohli robiť operácie, ktoré neboli snívať a leskovský ľavý! To je to, čo umožňuje napísané: " Bol som pozvaný, aby som urobil najjemnejšie operácie, kde žiadny chirurg by nevedel, ako otočiť. Mohol by som pracovať rýchlo a bez sklzu pracovať pod najsilnejším mikroskopom. Vymazal som najmenšie výhonky zhubného nádoru z živých organizmov, som sa prehrabil v chybom oku, ako v obrovskej továrni, a ja som nemal trestu z práce. Ale nezastavil ma na ceste. Chcel som urobiť skutočné mikropruit, ktoré by som mohol mať dostatok častíc látky, z ktorých bola vytvorená záležitosť, tie nepredstaviteľne malé častice, ktoré sú viditeľné len v ultramaroskope. Chcel som sa dostať do oblasti, kde ľudská myseľ stráca akúkoľvek predstavu o veľkosti - Zdá sa, že nie sú žiadne veľkosti, pred všetkými nepredstaviteľne jemne».

Ale príbeh hrdina čakal na zlyhanie: v procese lovu pre jednotlivé bunky, jedna z tvorov - "Snake-Infusoria" - zlomil jeho zariadenie! Áno, a ja som nemohol rozbiť ruky - pretože jeho úsilie, rovnako ako Archimedes Lever, boli prenesené do MicroGORLD, zníženie v miliónoch, a sily MikROGORLD sa tiež zvýšili a stlačili na rukách ...

Je známe, že slovo "technika" pochádza z gréčtiny " technika"-" ART "a nanotechnológia to potvrdzujú: sú uzavreté s umením. Teraz majú špecialisti možnosť vyrezať molekulovú štruktúru v atóme v atóme ako sochárstvo. Otvárajú sa fantastické možnosti voľnej kreativity. Dizajnéri sa stávajú umelcami-demiurges, vytvárajú veci od nuly! Ale zrazu tieto veci vyjdú z kontroly a začnú množiť ako škodlivé vírusy? Eric Drexler v knihe "Stroje na tvorbu" je dosť strach z čitateľa s príbehmi o nadchádzajúce víťazstvo "šedého hlienu". Napísal, že nie je možné podceňovať nebezpečenstvo nanotechnológie. Teraz hovoríme nová obeť - umela inteligencia. A čo ak sa táto inteligencia stane monštrá na "nanofabrics"? Umelec Evgeny Podkolzin pre Almanach "Chcem vedieť všetko" Táto situácia bije v humornej žily (obr. 5).

Obrázok 5. Nanorobot vzory monštrum.

obrázok Eugene Podkolzina

Vytvorenie nových štruktúr na "nanofabrics" je teraz pod kontrolou osoby. Kontrola je nevyhnutná na zníženie rizík nerastanovenej spontánnej reprodukcie nanostruktures, ktoré môžu vstúpiť do fantastického thrillera vstúpiť do bitky pozemský život A zbaviť sa všetko, čo žije na zemi, otočte planétu v tichom hliene. Všimnite si, že predposledná nobel cena v chémii bola udelená za prácu v oblasti nanotechnológie - takže táto oblasť je veľmi horúca ...

Lokomotív vo vrecku

Obrázok 6. Lion Bluemenfeld

V akomkoľvek živej klietke - dokonca aj v takej malej, ako slávna baktéria Escherichia coli. (Má približne 5 um dĺžku a 1-1,5 um v priemere), existujú milióny proteínov Nanorobots. Spĺňajú všetok prípad pre život bunkového stavu. Tam sú Nanorooboty rôznych typov - poslov, dopravcov, dizajnéri, opravárenské, čističe.

Pochopenie toho, ako funguje Nanorobot, neprišiel okamžite. V šesťdesiatych rokov dvadsiateho storočia Biofysicians Dmitry Chernavský, Yuri Hurgin a Simon Schnol vyvinuli koncepciu "proteínového stroja", ktorý experimentálne potvrdil zakladateľ oddelenia biofyziky fyzickej fakulty Moskvy štátnej univerzity (obr. 6 ). Vo svojich prácach napísal o ne-rovnovážnych stavoch proteínov a relaxácie proteínového stroja v procese transformácie látky v bunke.

Teraz sa už stalo spoločným miestom: biofyzika priamo uviedla, že proteín je auto, a sú zistené molekulárne motory ( cm., Napríklad článok " Proteínové motory: v službe človeka a nanotechnológie"). Samozrejme, nie jednoduché auto, ale špeciálne, biologické. Čo je to "auto"? V každodennom živote nazývanej auto, umývacia jednotka, stroj v továrni, a v devätnáste storočie, parné auto bolo určené. Ale ak tvrdíme vedecký, potom stroj je systém postavený podľa plánu z rôznych, nevyriešených častí a určených na realizáciu určitých funkcií (takáto definícia dal akademik Ivan Artoobolevsky naraz).

Enzýmy a iné Nanoroboty sú presne odpovede na túto definíciu: sú postavené podľa plánu stanoveného v DNA a vykonávajú prísne definované funkcie. Časti proteínov - molekuly-monoméry - nie sú podobné, majú iný tvar a chemické zloženie. Pri pripájaní rôznych monomérov sa získa veľká organická molekula - polymér. Takéto polyméry proteíny sú molekulárne stroje, Nanorobot. V každom Nanorobot-enzýmovom prostredí je jeho "konštrukčná časť" (analóg lôžka stroja) a "Active Center" - pracovný nástroj. Takmer ako akúkoľvek továreň! To je len rozmery takýchto strojov nemajú žiadne analógy v neživnom charaktere.

A ak sú rozmery vozidla mimoriadne, potom je práca týchto zariadení na rozdiel od obvyklého konania. Koniec koncov, v Nanomorom, takmer všetko nie je ako v našom, ľudskom makromírii. Spomenuli sme na parné auto. Princípy parného stroja tvorili základ termodynamiky - vedy o prenose a konverzii energie. Stalo sa to, pretože parné auto je tak dokonalá - tesne, keď bola termodynamika zložená, neexistovali žiadne iné stroje. A jeho zariadenie je najmä jasne demonštrujú procesy transformácie energie.

Bez transformácie a transformácie energie, samozrejme, môžu existovať žiadne organizmy a jednotlivé bunky. Všetok ich život, ako sme už napísali, je trvalý proces výmeny energie s životným prostredím, taká výmena, v ktorej sa vyrába určitá práca. Iba parné auto vykonáva svoju prácu extrémne zhruba, ak ho porovnáte s akciami Nanorobots. Parný stroj sa zaoberá obrovskou hmotnosťou molekúl (parou alebo plynom). Keď ste sa vyhli, tieto molekuly sa snažia oslobodiť s slobodou (to znamená dosiahnuť rovnováhu s externým, studeným médiom), stlačením cesty blokujúc blokovanie piestovej bariéry a vykonávať prácu.

V Nanomarzii je opakom. Proteín Nanorobot nie je schopný pohybovať veľkými objemami hmoty - vidí každú molekulu oddelene a je schopná zlikvidovať energiu v ňom. Predstavte si, že takéto zariadenia sa používajú v strojovom stroji: s každou párovou molekulou "funguje" Nanorobot, zachytí ho a vytiahne na položené miesto, a potom pustiť.

Potom sa stanú extra ťažký piest, hydraulické pohony a celý stroj s výkonom tisíc konských síl sa môže stať drobnou, veľkosťou s flash diskom alebo čipom. TRUE, to bude vyžadovať toľko Nanorobots ako v tomto množstve molekúl pary alebo plynu, a dokonca aj zariadenia sú potrebné špeciálne, "vedecké" na túto profesiu. A stále existujú také veci v prírode. Ale vyhliadky sú riešené lákavom.

Avšak, bez ohľadu na to, ako magicky vyzerá parná lokomotíva, ktorá je umiestnená vo vrecku, práca reálnej živej bunky vyzerá stále fantasticky. Koniec koncov, parný stroj (ako akýkoľvek iný elektráreň) používa len túžbu akejkoľvek látky na rovnováhu s vonkajším prostredím a rovnovážny limit je takzvaná "tepelná smrť vesmíru" - taký stav, keď všetky objekty Zo sveta, z molekúl do galaxií, sa stanú rovnakoteplé alebo alebo skôr, rovnaké zima a všetky hnutie sa zastaví.

Úplne iný vektor má prácu Nanoroobotov. Na rozdiel od parného vozidla, jednoducho nepoužívajte entropiu a reagujte na to. Lion Bluemenfeld napísal, že "molekulárne auto" riadi stavy jednotlivých molekúl. Mať záležitosťou molekuly látky, Nanorobot neumožňuje, aby sa pohyboval chaotickým - nesú molekuly, kde je potrebná klietka pre svoju výživu a rast, regulovať chémiu a fyziku procesov.

V konečnom dôsledku je energia pary v kotle (alebo energii horiaceho paliva v motorovom motore) súčtom energií pohybu jednotlivých parametrov pary alebo inej "pracovnej tekutiny". Ale keď parné auto "zloží" tieto energie jednotlivých molekúl, potom s "generalizáciou" sú nevyhnutné straty. Niektoré molekuly sa dostávajú cez štrbiny v zariadení, z ktorých niektoré lietajú do uhla bez akéhokoľvek prínosu atď. Stáva sa to o tom istom tej veci, že so zlým účtom vo veľkej ekonomike: niektoré z tovarov a materiálov sa zhoršujú v sklade, bez toho, aby sa účasť na výrobe, druhá časť bola zaslaná na jeho zamýšľaný účel, tretí ústa miznú ... pri prevádzke miliónov a miliardy objektov "kapitán a hojdacie" nevyhnutné. Budú však nemožné, ak sa každý subjekt berie do úvahy samostatne, ak je všetko registrované, a každá vec má svoj vlastný sklad.

Samozrejme, v našom svete je neuskutočniteľný. Je to výhodnejšie, aby sme stratili časť výrobkov, než platiť prácu miliónov účtov a regulátorov. Ale v Nanomor, jeho myšlienky o tom, čo je ziskové a to je nerentabilné. Preto účinnosť proteínového stroja nie je 8 percent, ako lokomotív, ale takmer 10-krát viac!

Z klasického stroja sú proteínové molekulárne vozidlá charakterizované inou funkciou. V obvyklých elektrárni, stroj (mechanizmus, telo) a "pracovná tekutina" (vodná alebo benzínová) sú rôzne objekty. Nanorobot je spravidla mechanizmus aj pracovný orgán. Energetické toky netriajú okolo Nanorobots vo forme páru alebo požiaru - pohybujú sa v nich v priebehu chemických reakcií.

Microtubuly - Zdroj myslenia?

Najbežnejší typ Nanorobot - enzýmy známy z XIX storočia. Iba enzýmy sú približne päť tisíc odrôd. Ide o špeciálne proteíny - katalyzátory biochemických procesov, ktoré by bez ich účasti boli oveľa pomalšie.

Enzýmy - proteínové stroje s tuhým programom. Každý z nich je prispôsobený na vyriešenie úplne špecifickej úlohy. Ale všetky z nich sú nejako katalyzátory chemických reakcií, to znamená, že pomôže transformáciu jednej látky do iných. Skôr, enzýmy jednoducho zmenia jednu chemickú reakciu, ktorá by musela ísť "prirodzene" bez veľkého prospechu pre bunku a telo, na iné - užitočné. Ako už bolo spomenuté, prepravujú reakciu z cesty najmenej odolnosti (ktorá dáva malú energiu) na cestu je ťažké, ale je energeticky účinná.

Ďalší typ Nanorobot - opravovní. Hoci DNA - molekula je stabilná, môže byť poškodená. Dôvodom je ožarovanie, mutagénne látky, voľné radikály. "Deurinizácia" zohráva osobitnú úlohu - prehnutie dusíkatých základov molekuly DNA, to znamená, že je v skutočnosti jeho zničenie. V jednoduchom (nejednoznačnom) riešení, tento proces sa dostatočne rýchlo, a ak sa to isté stalo v bunke, DNA by nežila viac ako týždeň, a bunka by bola odsúdená na smrť. DNA každej ľudskej bunky však stráca asi päť tisíc purinových areálov denne. Špeciálne zariadenia fungujú v klietke - reparačné komplexy ("Reparácia" v latinčine "Zhodnocovanie"). Môžu byť porovnávané s opravovňovým tímom na železnici, ktoré prechádza po železnici, nájde poškodenie a opravuje ich. Reparazes sú schopné obnoviť aj radiačné poškodenie DNA. Komplexnosť práce Rparaz (as, a iných Nanorobots) spôsobuje obdiv - počítač s ťažkosťami môže simulovať ich činy. Na pochopenie práce týchto zariadení sú potrebné znalosti vyššej matematiky a kvantovej fyziky.

Proces bunkového delenia - či už mitóza alebo meyóza je jedným z najviac fantastických procesov vo vesmíre. Podáva sa obrovský tím Nanorobots. Okrem tých, ktoré súvisia s DNA zdvojnásobenie, sú v tomto príkaze zahrnuté centrium Nanorobots. Centriol sú zvláštne póly, okolo ktorých sa točí "vreteno" genetického materiálu. Pozostávajú z 27 valcových prvkov - "mikrotubul" - na báze, na základe ktorého molekuly proteínu tubulínu ležia.

Okrem práce reprodukcie bunky sa mikrotubuly podieľajú na vytvorení cytoskeletu: bez ich podpory by bunka sa zmenila na amorfný pokles. Microtubula tiež pracujú s potrubím - látky z jedného konca bunky v inom inom.

Zdá sa, že úloha centriolov v práci bunky je čisto mechanická. Sú to však organizuje, že americký biológ strelec Albrecht-Bühler (mimochodom, fyzikou o vzdelávaní) nazývaný "mozgový mozog". Ďalším biológom zo Spojených štátov, Stuart Hameroff, navrhol, že to bolo s mikrotubulmi, ktoré sú základom štruktúry centrioleum, je najúžasnejší fenomén v celom vesmíre spojený - vedomie.

Takáto myšlienka vznikla z Hameroffu kvôli tomu, že bol anestéziológom v hlavnej profesii. Jedného dňa zistil, že niektoré látky, ktoré sa používajú v anestézii (anestézii), zmenia štruktúru nanotubes uzavretých v procesoch nervových buniek (axónov a dendritov).

Myšlienka na Hameroff vyvinula niečo také: Anestézia je spôsob, ako vypnúť vedomia. Odpojené vedomie zodpovedá modifikovanom mikrotubuli. Takže, mikrotubuly v ich prirodzenej, nezmenenej forme sú nosiče "zahrnutých" vedomia.

TRUE, Ukázalo sa, že neskôr nie všetky anestetiky ovplyvňujú mikrotubuly tak výrazne. Ale vedec však naďalej rozvíjal svoju teóriu a nakoniec vydala knihu, v ktorej tvrdil, že mikrotubuly sú zariadenia na výpočet a integráciu informácií v mozgu. Ak je Hameroffova hypotéza pravdivá, ukazuje sa, že medzi Nanoroobotmi nie sú len "chemikov" a "opravovní", ale aj nanokompočítače. Existuje ďalšia hypotéza na základe skutočnosti, že vodíková väzba je ideálnou bunkou pre kuba (Kvantové bity - jednotky kvantového výpočtu) - Protón môže byť v ňom buď v jednej alebo v inej energii "Pit", takže "kvantové skoky" medzi nimi. S týmito pozíciami sa naše vedomie určuje kombináciou operácií nanokompočítačov.

Hoci ostatní vedci nesúhlasia s takýmto mechanistickým prístupom nielen k ľudskému vedomiu, ale aj na prácu živej bunky. Vykreslenie alebo dôkaz o tejto hypotéze je vecou vedy o budúcnosti, možno nie je tak vzdialená.

Infusoriánska košeľa, Soul CAGE a počítačové algoritmy

Spoločnosť, presne dohodnutá práca miliónov Nanorobotov vytvára jedinečný fenomén, ktorý nazývame "život". Je možné umelo reprodukovať takýto systém? Umelec Evgeny Podkolzin v komiciize predstavoval akcie Nanorobots v bunke (obr. 7).

Obrázok 7. Práca Nanorobots v bunke.
Ak chcete vidieť výkres v plnom rozsahu, kliknite naň.

obrázok Eugene Podkolzina

Vytvorenie živého stvorenia v testovacej trubici - starý sen alchymistov. V literatúre sa obraz takejto sníva vytvoril Goethe v Fausta. V XIX storočí bol naivný pokus o pokus o vytvorenie "umelej bunky". V súčasnosti s vyhlásením o vytvorení umelej živé bunky (ktorá dokonca dal meno: Cynthia, Cynthia. Latinský) prišiel Craig Venter - hlava a firmy Ľudská Longevity, Inc. . Úspešne sa zúčastnil na programe "Man's Genome", dal a vyriešil úlohu vytvárať umelú DNA. V roku 2010 predstavil umelý genóm, ktorý ho vytvoril v jednobunkovom tele Mycoplasma Micoides. - A tento genóm, ako sa očakávalo, spracovalo potrebné proteíny.

Ale vyhlásenie, že sa mu podarilo vytvoriť živú klietku, je jasná preháňačka. Túto prácu môžete porovnať s vytvorením programu pre počítač - ale nie s vytvorením samotného počítača. DNA je len program, a ak milióny Nanobots získaných bunkou "dedičstvom" nefungovali v mykoplazme, program by bol len text, ktorý by určite čítať.

Napriek pokroku a zlyhania ventilu, štúdium živých buniek živej bunky a zásady ich práce skutočne otvára úplne nové príležitosti na nanotechnológiu. V 60. rokoch dvadsiateho storočia vznikla bionika - "Veda o používaní biologických prototypov na vyhľadávanie nových technických riešení." V XXI Centure, veda už hľadá nápady na vytvorenie nových nanotechnologických zariadení v živej bunke. Toto je nová veda XXI storočia - nanobionika.

Tvorba skutočných Nanorobots a používanie ich biologických prototypov pomôže riešiť problémy v najčistejších oblastiach - z medicíny do ekológie a čo bolo predtým nazývané kybernetiky a teraz informačné technológie. Existujú už disky informácií na základe lieku "biocher" s použitím schopnosti fotosenzitívneho proteínu bakteroriodopsin Zmeňte svoju konformáciu (priestorové usporiadanie atómov) pri absorbovaní kvantového svetla. Revolučná technika vynájdená, dokonca jedna (!) Molekula RNA, ktorá môže byť spojená s infekciou vo vzorke vzduchu alebo tekutiny.

Výskum nanobioniky vám umožní dýchať nový život A v najzaujímavejších vedeckých smeroch - cytoetoológiaVeda o správaní buniek, ktorá je založená na koordinovanej interakcii bunkových Nanorobotov. Potreba rozvoja výskumu v oblasti cytoetoológie bola napísaná biológom Vladimíra Alexandrovi (obr. 8), publikovaný v roku 1970 doteraz článok " Problém správania na bunkovej úrovni - cytoetoológia" V ňom sa odvážil v ére "dialektického materializmu", aby vyhlásil: " Bunkové organoidy a bunky sami majú len málo, ale duša».

Správanie Nanorobot a živých buniek skutočne uvažuje o základnom rozdiele od štandardu technické systémy. Zdá sa, že neuveriteľné, ale možno je to na tejto úrovni, že majetok živých systémov vzniká, čo na úrovni tela (najmä jasne - u ľudí) sa nazýva "sloboda vôle". Je to veľmi hlboký problém pri križovatke biofyziky, kvantovej mechaniky, filozofie a teológie. Ak porovnáme živú klietku s počítačom, stojí za to myslieť - a je tento počítač kvantový?

Prvý známy vedec, ktorý navrhol model kvantového počítača, bol Richard Feynman - veľmi fyzik, ktorý zvážil mikroskop v voľnej práci hlavnej práce v mikroskope, a myšlienkou kvantového výpočtu na rok na Feynman vyjadril Ruský fyzik Yuri Manin.

Full Quantum Computer ešte nebol vytvorený, hoci sú už písané prvé platné modely a programy pre takéto počítače. Hlavným rozdielom kvantového výpočtového stroja z obyčajného bude práca na princípoch, ktoré nie sú klasické a kvantová mechanika. Ako je známe, kvantová mechanika prijíma takéto štáty, ktoré by sa preniesli do nášho sveta by sa zdali nádherné (napríklad simultánny pobyt jednej častice na dvoch rôznych miestach). Podobné kvantové účinky budú tvoriť základ softvérových algoritmov pre nové počítače. A to vyrieši takéto úlohy, ktoré nemali snívať o dnešných "počítacích strojoch". Quantum "mozog" bude môcť prvýkrát zodpovedať zložitosti environmentálnych procesov - napríklad v tej istej živej bunke.

Súčasné autá môžu pracovať len s modelmi, to znamená, že s obrázkami zjednodušenej reality. Pre kvantový počítač bude prvýkrát v "zubach" bude biologická (a napríklad astronomická) realita.

Je zaujímavé, že je to zložitosť biologických procesov a LED Feynman (a jeho podobne zmýšľajúci) na myšlienku kvantového počítača. Je možné, že myšlienka vytvoriť takýto stroj vznikol od neho v dôsledku pozorovaní samotného paramu.

Zdá sa, že sa ukázalo na začarovaný kruh: Fyzikovia považujú živé bunky kvantovými počítačmi, aby zistili, ktoré je možné len s kvantovou výpočtou. Exit z tohto kruhu je možný po vytvorení skutočného výkonného počítača na základe kvantových procesov.

Dnes takéto zariadenia vyžadujú hlboké chladenie a môžu v najlepšom prípade spracovať niekoľko stoviek kocky. Okrem toho inžinieri ešte nevymysleli, ako chrániť kvantový mozog z elektromagnetických a iných vplyvov, na ktoré bude nová kalkulačka oveľa citlivejšia pre nás "osoba". Zdá sa, že živá bunka ukladá tajomstvo kvantového spracovania informácií s oveľa veľkým objemom výpočtovej techniky, pričom majú dobrú ochranu pred vonkajšími vplyvmi.

Otvorte a preskúmať tieto procesy - úloha pre nové generácie cytológov a biofyziky. Prajeme im úspech!

Rozšírená verzia článku sa pripravuje na tlač v Almana "Chcem vedieť všetko" (vydavateľ "Dom detskej knihy", SPB.). Autori Vďaka editoru Almanachu Sergey Ivanov Pre plodné diskusie, umelec Evgeny Podkolzhinpre láskavo poskytované obrázky a vydavateľ Alla nononic - pre povolenie používať materiál z almanachu v tomto článku.

Literatúra

1. Feynman R.F. "Ty, samozrejme, vtip, pán Feynman!" M.: "Pravidelná a chaotická dynamika", 2001. - 87 p.;
2. Bauer E.S. Teoretická biológia. M.-L.: Vydavateľ VEM, 1935. - 150 p.;
3. Rozprávkový komiks o veľkej bitke medzi radikálmi a antioxidantmi; Proteínové motory: v službe ľudí a nanotechnológie;
4. Všetky teórie do potrubia. (2012). "Lentta.ru";
5. Rezabek B.G. (1998). Vývoj I. moderný stav Reprezentácie na biologických zosilňovačoch. Konferencia pamäte P.G. Kuznetsov;
6. S svetlom genómu: Minimálna veľkosť bakteriálneho genómu je koľko? ; \\ T
7. Kogan A.b., Naumov N.P., Rezheabek V.G., Choran O.G. Biologická kybernetika. M.: "Vyššia škola", 1972. - 382 p.;
8. Alexandrov v.ya. Správanie buniek a intracelulárnych štruktúr. M.: "Znalosti", 1975. - 64 s ..

Späť v roku 1986, slávny americký inžinier Ericssress v jeho knihe "Creation Machine" viedol príklad robotov schopných budovať predmety na molekulárnej úrovni - atóm atóm. Mali by tiež preniknúť do ľudského tela a liečiť ho zvnútra, ovplyvňujú oblasti tela priamo ovplyvneného ochorením. To všetko znie utopické, ale dnes mnohí vedci sú presvedčení, že vznik takýchto strojov - Nanorobots je len otázkou času.

Čo je to nanorobot?

Neexistuje jasná odpoveď na túto otázku - neexistuje jediná a univerzálna interpretácia termínu "Nanorobot". Všeobecne platí, že keď hovoria o takýchto zariadeniach, zvyčajne znamenajú malé roboty vo veľkosti s molekulou schopnou manipulácie atómov a iných nanoobjektov. Inými slovami, sú schopní ovplyvniť samotný základ celého sveta, pretože už bolo dokázané, že všetko okolo, vrátane seba, pozostáva z atómov. Tým sa otvára dostatok príležitostí pre Nanorobots a ľudí, ktorí ich spravujú.

Nie všetci vedci sa domnievajú, že Nanorobots naozaj vytvárajú, a je ťažké viniť v skepticizme - všetko popísané vyššie naozaj znie príliš fantastické. Ale musíte pochopiť, že každý z nás je nažive vďaka nespočetným operáciám Nanobots v bilióne našich buniek. Ľudia im dávajú určité mená, napríklad "ribozómy", "Blood Taurus" atď., Ale v ich podstate sú naprogramované stroje s funkciou. Ak môžeme pochopiť, aký "program" používajú, a môžeme ho znovu vytvoriť - budúcnosť s Nanorobotom nebude čakať.

Teraz používa niekoľko spôsobov, ako vytvoriť Nanorobots. Podľa prvej, na tieto účely sa bude vyžadovať špeciálne nanofabric. Ide o komplex zariadení určených na kombináciu atómov a vytváraním rôznych spojení od nich. Druhá metóda znamená vytvorenie Nanorobotov na báze DNA.

Možný potenciál Nanorobot

Vedci sa domnievajú, že je to prakticky predstavené. S dostatočnou úrovňou vývoja technológií budú tieto mikroskopické zariadenia schopné premeniť náš svet v doslovnom zmysle. Okrem iného umožnia:

Zaobchádzajte so všetkými chorobami, a to aj tak nebezpečné ako rakovina. Lekári budú schopní predstaviť roboty do tela pacienta a s ich pomocou rýchlo sledovať postihnuté bunky a potom ich priamo zaobchádzať z vnútra! To zase výrazne rozširuje život ľudského života a možno aj na získanie nesmrteľnosti.

Zmeňte telo, zlepšenie jej vlastností a príležitostí. Nanobots v tomto prípade sa používajú ako implantáty. Umiestnite do organizmu, sledujú svoj stav, rýchlo opraviť príznaky chorôb, zlepšiť fyzické údaje nosiča atď.

Pripojte mozog na internet. Priamo! Inventor Reimond Kurzvell verí, že to bude možné už v roku 2030.

Čistíte vodu oceánu a vzduchu, nasávanie znečistenia na molekulárnej úrovni.

Toto je len malá časť možností Nanorobotov. S dušnou fantázou a vynaliezavosťou s ich pomocou, môžete urobiť neuveriteľne veľa.

Moderný Nanorobot

V tomto smere už vytvoril rad úžasného vývoja! Tu len niektoré z nich:

Nachs z ETH Zürich a Technika. Zariadenie je polypropylový drôt. Je schopný pohybovať sa v biologickej tekutine tela pri rýchlosti 15 mikrometrov za sekundu. Takýto "nanotalator" sa môže použiť na bodovanie liekov do postihnutého orgánu.

3D pohybujúci sa nanomariss z DNA. Takýto nezvyčajný dizajn bol vyvinutý vedcami z University of Ohio. Tieto roboty sú konštruované priamo z DNA buniek a môžu vykonávať určité manipulácie.

Ďalší typ Nanorobot, ktorý je určený na dodanie liekov do určených oblastí, vytvoril vedci Drexel University. Dizajn je reťaz 13 robotov schopných pohybovať sa pozdĺž biologickej tekutiny rýchlosťou 17,85 mikrometrov za sekundu.

Títo Nanobots, samozrejme, ešte nie sú schopné zaobchádzať so všetkými chorobami a spojiť ľudský mozog na internet. Av blízkej budúcnosti nebude schopný. Je však zrejmé, že všetko, čo prichádza, a vznik Nanobots v každodennom živote nie je tak neskutočný, ako sa môže zdať na prvý pohľad.

Hoci mnohé technológie možno použiť v budúcnosti na revitalizáciu kryokacínov, je možné začať oboznámenie s technológiami budúcej revitalizácie kryopacíieb, je potrebné si prečítať FAQ (často kladené otázky) o nanomedicíne. Koniec koncov, nanotechnológie sa zdajú byť najdokonalejším nástrojom pre bunkovú opravu a pochopenie ich vývoja dáva najkomplexnejší obraz o budúcej reštaurácii kryopecatov pre život. To bolo neskôr v roku 1986, otca moderných nanotechnológií, Eric Dresler, bol napísaný vo svojej vedeckej a populárnej knihe "Tvorba strojov". Okrem toho sa tento smer intenzívne rozvíja po celom svete.

FAQ na nanomedicíne:

1. Aké chemické prvky budú lekárske nanoroboty?

Typická zdravotnícka jednotka bude mikrónový robot (MKM, 1 μm \u003d 10 -6 m) zozbieranej z nanofázy. Tieto časti sa budú líšiť od 1 do 100 nm (1 nm \u003d 10 -9 m) a budú musieť kumulatívne kompilovať spracovateľný stroj s priemerom približne 0,5-3 μm v priemere. Zároveň tri mikróny - maximálna veľkosť Pre lekárske Nanorobots krvný prietok, pretože Toto je minimálna veľkosť kapilár.

Carbon bude hlavným prvkom, ktorý tvorí základ zdravotníckych Nanorobots, prípadne vo forme diamantových alebo diamantových nanokompozitov - kvôli enormnej pevnosti diamantu a jeho chemickej inertness. Mnohé ďalšie prvky, ako je vodík, síra, kyslík, dusík, fluór, kremík, atď., Bude sa použiť na špeciálne použitie v prevodovkách nanometrov a iných komponentov Nanorobots (Nanobots).

2. Môžu tekutiny v ľudskom tele prenikajú na Nanorobots?

Z lekárskeho hľadiska by to malo zmysel určiť Nanorobot ako zariadenie, ktoré má dve priestory - vnútorné a externé. A je pravda, že vonkajší priestor Nanorobot príde do styku s vonkajším prostredím - ľudským biochemickým strojom. Vnútorný priestor Nanorobot je však úplne umelo organizovaný (s najväčšou pravdepodobnosťou, bude vo vnútri Nanorobotov vákuum) a normálna práca Zariadenia v nej nespadajú do cudzích tekutín, s výnimkou tých, s ktorými pracuje Nanorobot. Samozrejme, že v procese práce môže Nanorobot prechádzať do tekutiny na chemickú analýzu alebo na iné účely. Je však dôležité, aby toto zariadenie bolo vodu a vzduchotesné. Kvapaliny v ľudskom tele nebude môcť preniknúť do Nanorobot, s výnimkou kvapalín, špeciálne injikovaných mechanizmom.

3. Aká bude fyzická blahobyt osoby, ktorá bola zavedená do zdravotníckych Nanorobotov?

Vo väčšine prípadov, pacient, ktorý prechádza nanomedikským ošetrením, vyzerá rovnako ako iná ako tá istá choroba. Typická nanomedikánska liečba (napríklad purifikácia z bakteriálnej alebo vírusovej infekcie) bude pozostávať z injekcie niekoľkých kubických centimetrov Nanorobotov veľkosti mikrónov rozpustených v kvapaline (prípadne vo vode alebo soľnom roztoku). Typická terapeutická dávka môže obsahovať 1 až 10 biliónov (1 bilión \u003d 10 12) jednotlivých Nanorobots. Prirodzene, v závislosti od ochorenia, môže byť obmedzený na niekoľko miliónov alebo niekoľko miliárd mechanizmov. Každý Nanorobot bude veľkosti od 0,5 um do 3 mikrometrov v priemere. Rozmery závisia od typu a účelu Nanorobot.

Telo dospelého má objem približne 100 000 cm3 a objem krvi je približne 5400 cm3, preto je pridanie dávky objemov Nanorobotov ~ 3 cm3 je prakticky nevýznamný. Nanorobot urobí len to, čo lekár hovorí, nič viac (teda eliminuje možnosť chýb). Tak sa zmení len fyzická stav pacienta - bude veľmi rýchlo opravená. Väčšina chorôb alebo horúčky typu studeného typu má príznaky spôsobené biochemickým. Môžu byť eliminované zavedením dávky zodpovedajúcich Nanorobots. Reštaurovanie normálneho stavu pokožky počas vyrážky na ňom alebo jeho poškodenia (ako sa to stane počas Corey), bude sa konať pomalšie, pretože v tomto prípade bude potrebné úplne obnoviť pokožku.

4. Ako bude typický Nanorobot vyzerať?

Teraz nie je možné povedať, ako vyzerá univerzálny Nanorobot. Nanorobot, určený na jazdu v prietoku ľudského krvi, môže mať veľkosť 500-3000 nm. Nanorobot, ktorý sa nachádza v tkanivách, môžu byť veľkosti od 50 do 100 mikrometrov. A Nanovosti, fungovanie v Bronchi, môže byť ešte viac. Každý typ lekárskeho Nanorobot bude navrhnutý pod potrebné podmienkyA preto sú možné rôzne veľkosti a formuláre. Nakoniec nie je stále konštruovaný žiadny Nanorobot. Mnohé, teoreticky správne na vývoji naNoroobotov, budú rafinované v budúcnosti po príslušnom výskume.

5. Môžete uviesť príklad jednoduchého lekárskeho Nanorobot?

Veľmi jednoduchý Nanorobot, ktorý som (Robert Fraightighas, cca.) Vyvinutý pred niekoľkými rokmi - umelý červený krvinky, nazývaný "respirocyt". Veľkosť respyrocytov je v priemere 1 mikrónov a len tokuje v krvnom obehu. Jedná sa o sférický Nanorobot z 18milliardových atómov. Tieto atómy sú hlavne uhlíkové, s mandou kryštálovú mriežku tvoriacu sférickú škrupinu mechanizmu.

Respyrocyt, v podstate, je hydropneumaccamulátor, ktorý môže byť injikovaný do množstva 9 miliárd molekúl kyslíka (02) a molekuly oxidu uhličitého (CO2). Neskôr sa tieto plyny vyrábajú z respyrocytov pod kontrolou palubného počítača. Plyny sa skladujú pod tlakom približne 1000 atmosfér. (Respyrocyty môžu byť vykonané nehorľavé v dôsledku škrupiny zafíru, nehorľavé a materiálu s vlastnosťami blízko diamantu).

Povrch každej respyrocytov je 37% pokrytý molekulárnymi triediacimi rotormi ("nanosystémy", s. 374), ktoré môžu byť vstrekované a produkované plyny do vnútornej nádrže. Keď nanorobot plachty v alveolárnych kapilároch, čiastočný tlak O 2 je vyšší ako CO 2, takže palubný počítač hovorí, že triediace rotory, ktoré sa majú vstrekovať do zásobníkov kyslíka, ktoré uvoľňujú CO 2. Keď zariadenie určuje jeho umiestnenie v tkanivách, slabom kyslíku, bude sa vyskytnúť reverzný postup: pretože čiastočný tlak CO 2 je relatívne vysoký a čiastočný tlak O2 je nízky, potom sa rotory pumpujú C02, uvoľňujú O2.

Respyrocyty napodobňujú prirodzené funkcie erytrocytov naplnených hemoglobínom. Ale respircsors môže byť prenesený do 236-krát kyslíka ako prirodzená červená bunka. Tento Nanorobot je oveľa efektívnejší ako prirodzený, vďaka výnimočnej pevnosti diamondoidu, ktorý umožňuje udržanie vysokého tlaku vo vnútri zariadenia. Pracovný tlak červenej krvinky je 0,51 atm, zatiaľ čo do tkanív je dodaných len 0,13 atm. Vstrekovanie 5 cm3 dávok 50% roztoku respyrocytov v krvnom obehu bude schopný nahradiť nosnú kapacitu 5400 cm 3 pacienta krvi (to znamená, že je to všetko)!

Respyrocyty budú mať snímače na prijímanie akustického signálu od lekára, ktorý bude používať ultrazvukový vysielač na kŕmenie príkazov robotom, aby zmenili svoje správanie, keď sú u pacienta. Napríklad lekár môže dať respyrocytovú tému zastaviť vypúšťanie kyslíka a zastavenia. Neskôr doktor môže dať príkaz o zaradení. Čo sa stane, ak pridáte 1 liter respyrocytov vo vašom krvnom obehu (to je najbezpečnejšia dávka)? Teraz môžete zadržať dych po dobu 4 hodín, zatiaľ čo pokojne pod vodou. Alebo, ak ste Sprinter, a beh na limitnú rýchlosť, môžete odložiť váš dych 15 minút pred ďalším dychom!

Opísané "jednoduché" zariadenie má veľmi užitočné príležitosti, aj keď sa používajú v malých dávkach. Ďalšie, zložitejšie zariadenia budú mať väčší súbor funkcií. Niektoré zariadenia musia byť mobilné a schopné plávajúce v krvi alebo prenos do tkanív. Samozrejme, že budú mať rôzne farby, formy v závislosti od vykonaných funkcií. Budú mať rôzne typy robotov manipulátorov, rôznych snímačov, atď. Každý lekársky Nanorobot bude navrhnutý na určitý typ práce a bude mať jedinečnú formu a správanie.

6. Môžu "zastarané nanoroboty" obsiahnuté v ľudskom tele, vytvárajú problémy, ak nakoniec odmietajú?

Po liečbe nanomedicínu budú storočia 21 storočí chcieť odstrániť terapeutické Nanoroboty z tela pacienta, keď sú ukončené mechanizmy. Preto nebezpečenstvo, že "zastarané Nanorobots" zostávajúce v tele pacienta bude fungovať nesprávne, veľmi malé.

Nanorobot bude tiež navrhnutý vysoké úrovne Statická neistá, aby sa zabránilo zdravotným postihnutím v prevádzke zariadenia a odstránenie lekárskeho rizika.

7. Ako bude Nanorobot odstránený z tela?

Niektoré Nanovosts sú schopné samočinne premiestnenie z tela prostredníctvom prírodných ľudských exkrétov. Iní budú navrhnuté tak, aby umožňovali ich odstránenie zdravotníckych pracovníkov pomocou produkčných procesov (bežne označovaných ako NANO alebo NANO-OPTION) alebo aktívne systémy fagocytytózy. Záleží na zariadení tohto Nanorobot. Pre respracu, predtým preskúmaný, postup pre eliminovanie z tela pacienta je jednoduché:

"Akonáhle je terapeutická aplikácia dokončená, bolo by žiaduce odvodiť umelé zariadenia z krvného obehu. V palubnej nádrži s predradníkom (voda) je užitočná pri oddeľovaní umelých buniek z krvi. Krv, ktorá potrebuje čistenie, vstupuje do špeciálne navrhnutej odstredivky, Tam, kde respyrocyty dávajú tímom ultrazvuk, aby vyčistili svoje predradníky. Vodné nádrže a teda nastaviť nulový vztlak. Žiadna pevná zložka krvi nemá nulový vztlak, takže zostávajúce zložky budú oddelené od resphurs s úhľadnou centrifugáciou. Potom, Plazmové obsahujúce respiry sa preskočí cez filter s zrnitou 1 microde, oddeľujúc sa plazmatické reakcie. Prefiltrovaná plazma sa zmieša s pevné teláZískané počas centrifugácie a krvi sa nevracajú pacientovi. Rýchlosť resurkitídy sa môže líšiť podľa príkazov zmenou hustoty rekultivácie vyplnením tankovej nádrže. Takže je možné dosiahnuť 66% hustotu krvnej plazmy z respirocytov, alebo lekára od lekára, na uvoľnenie 5 mikrónovej bubliny kyslíka, ktorá sa pripojila na jej silu povrchové napätie, vyskočí s konštantným zrýchlením hore. "(Robert A. Fraightas, "prieskumný dizajn v lekárskej nanotechnológii: mechanická umelá červená bunka.")

8. Budú naNORobots v ľudskom tele zapatrnej imunitným systémom?

Imunitný systém je prevažne reagovať na "cudzinec" povrchy. Veľkosť Nanorobot tiež hrá dôležitú úlohu v rovnakom čase, ako aj mobilitu zariadenia, drsnosti povrchu a jeho mobilitu. Všeobecne platí, že problém biokompatibility v zásade nie je ťažšie ako problém kompatibility biofiplantov. V niektorých prípadoch sa tento problém ukáže, že je jednoduchšie, než je zvyknutý zastupovať, pretože mnohé typy lekárskych Nanorobotov bude dočasne v ľudskom tele. Aj dnes, použitie imunopolizujúcich činidiel na obdobie liečby nanomedicíny pomôže imune nechráneným robotom v ľudskom tele a plniť svoju prácu tam bez problémov.

Samozrejme, ideálnym spôsobom z tohto problému je návrh robotov z materiálov podobných diamantom. Mnohé experimenty potvrdili, že hladké diamantové štruktúry spôsobujú menšiu aktivitu leukocytov a fibrinogén je menej adsorbovaný. Preto sa zdá byť rozumné dúfať, že taký diamantový povlak ("organizovaný", t.j. aplikovaný atómom v atóme, s hladkosťou nanometra) bude mať veľmi nízku biologickú aktivitu. Vzhľadom k veľmi vysokej povrchovej energii povrchu diamantu a jeho silnú hydrofóbnosť bude vonkajší obal robotov plne chemicky inertný.

Avšak aj organizované povrchy neposkytujú dostatočnú bioenaktivitu a iba aktívnu kontrolu povrchu robota môže poskytnúť kompletnú biokompatibilitu celého zariadenia.

9. Ako rýchlo bude Nanorobot replikovaný vo vnútri ľudského tela?

Toto je veľmi bežná chyba. Lekárske Nanorobots nepotrebujú replikáciu vôbec. V skutočnosti FDA alebo jeho budúci ekvivalent nikdy neumožní použitie Nanovosts schopných replikácie in vivo (to znamená v živom organizme). Dokonca si to predstavuje najviac nečakaných okolností, nikto by nechcel mať nič schopné replikácie vnútri vlastného tela. Replikácia baktérií nám už dáva veľa problémov.

Replikácia je hlavnou možnosťou implementácie molekulárnej produkcie (molekulárna nanotechnológia). Napriek potrebným aplikáciám samohybných systémov, ale jednoducho nemá zmysel riskovať, vyrábať "životaschopné" Nanorobots vnútri tela, zatiaľ čo "neini vizuálne" Nanorobots môžu byť vyrobené veľmi rýchlo a lacné mimo ľudského tela bez spôsobuje nebezpečenstvo. Replikátori budú vždy pod najprísnejšou kontrolou vlád celého sveta.

10. Môže lekárske Nanorobots mať umelú inteligenciu, ktorá vyzerá ako človek?

Toto je ďalšia rozšírená chyba. Mnohé lekárske nanoboty budú mať veľmi jednoduché palubné počítače. Napríklad respyrocyty budú mať nanokompočítač vykonávajúci len 1000 operácií za sekundu, čo je oveľa menej ako výpočtový výkon počítača Apple II.

Väčšina Nanorobots, ktoré opravujú bunky, nepotrebujú počítače s výkonom viac ako ~ 10 -109 operácií za sekundu na vykonávanie ich práce. Toto je 4-7 rádovo menej ako výpočtový výkon ľudského mozgu, ktorý tvorí ~ 10 13 operácií za sekundu. Väčšia rýchlosť výpočtu pre Nanorobots sa nevyžaduje.

11. Z akých zdrojov bude práca Nanorobot?

Jedným z prvých predpokladov Eric Drexler v "Stvorenie motora" bolo použitie miestnych glukózových a aminokyselinových rezerv v ľudskom tele (in vivo). Jednotka bude teda schopná získať energiu z metabolizmu približne 2 a glukózy s použitím mechanochemických reakcií. Ďalšou možnosťou je získať akustickú energiu zvonku, ktorá je najvýhodnejšia počas klinického použitia. Kapitola 6 "Nanomedicín: Základné schopnosti" opisuje tucet iných zdrojov energie potenciálne dostupné v ľudskom tele.

12. Ako môžem kontaktovať tieto stroje, keď dokončia svoju prácu?

Na to existuje mnoho spôsobov. Najjednoduchším spôsobom je distribuovať testovacie akustické signály vo vnútri tela, ktoré dostane in vivo nanorobots. Zariadenie podobné ultrazvukovému senzoru bude dekódovať akustické signály s frekvenciou približne 1-10 MHz. Doktorandský lekár teda môže ľahko poslať nové tímy s Nanorobotom nachádzajúcim sa v ľudskom tele. Každý Nanorobot má autonómny zdroj energie, počítač, sadu senzorov, a preto môže užívať akustické signály, dekódovať ich a odoslať zodpovedajúcu odpoveď.

Existuje ďalšia polovica procesu prenosu dát - od lekára Nanorobot. Tieto údaje môžu byť tiež prenášané akusticky. Avšak schopnosti palubnej elektrárne robota obmedzujú polomer prenosu akustických signálov na niekoľko stoviek mikrónov pre každý Nanorobot. Preto bude potrebné vytvoriť vnútornú sieť, ktorá zhromažďuje miestne údaje a potom ich postúpi do centrálneho "bonifikačného bodu", kde ich účasť bude môcť vziať s vysoko citlivými ultrazvukovými senzormi. Podobná sieť pozostávajúca z približne 100 miliárd mobilných uzlov (tepelne rozptýlenie 60 W teplo, zatiaľ čo normálna disperzia energie ľudského tela je 100 w) vo vnútri tela pacienta môže byť inštalovaná do jednej hodiny.

Okrem vyššie uvedeného spôsobu existuje množstvo ďalších, zložitejších metód zasielania správ.

13. Ak sú lekárske Nanorobots zavedené do tela intravenózne, ako môžem sledovať svoju polohu?

Akonáhle je navigačná sieť zapustená do tela pacienta, tvorí navigačný systém s mnohými stanicami nanorobot.

Umiestnenie in vivo Nanorobots bude prenášané prostredníctvom komunikačnej siete. Vzhľadom k tomu, zvyčajná terapeutická dávka Nanorobots je bililióny alebo bilióny zariadení, nezáleží na tom, aby získali údaje na mieste každého robota. Prenos údajov o individuálnom usporiadaní Nanorobotov len s dávkou menšou ako milión.

14. Aké typy detekčných systémov Nanorobotov rozlišujú rôzne typy buniek?

Každý typ bunkového povrchu má jedinečnú sadu antigénov. Niektoré povrchové antigény odrážajú stav bunky (zdravie / pacienta, atď.), Typ tela, a dokonca aj individualitu tela (niečo ako biochemický počet "sociálnej ochrany", ktorý je obsiahnutý v každom organizme).

Preto krátka odpoveď na túto otázku je: je potrebné použiť chemotaktické snímače (podobne ako snímače v chemickej mikroskopii), ktoré majú konfiguráciu väzbového povrchu tých antigénov, ktoré má Schoped Cell. Znalosť štruktúry týchto antigénov sa získavajú pri spracovaní výsledkov projektu ľudského genómu na začiatku 21. storočia.

15. Ako sa chemické látky (napríklad liečivá proti rakovine) prepravujú a dodávajú sa do špecifickej bunky?

Akonáhle je definovaná skupina buniek, ktoré potrebujú dodávanie liečiva, nanoformovanie jednoducho prináša ďalšie činidlo na bunku z palubných skladov. Injekcia 1 cm3 z 1 mikrometrov nanofoolu obsahuje aspoň 0,5 cm3 pri navštevujúcom činidle. Takmer všetky tieto bililióny Nanorobot sú "SMART", aby dodali 100% svojej batožiny vo vnútri bunky, takže účinnosť ich aplikácie bude 100%. Snímače na palubných zariadeniach poskytnú spoľahlivú kontrolu nad predávkovaním buniek liekom.

Táto otázka je však živým príkladom "anachronizmus" v nanomedicíne. Vyvinutá nanotechnológia bude schopná poskytnúť ďalšiu cestu v budúcnosti, menej deštruktívne na dosiahnutie toho istého cieľa. Napríklad dodávanie cytotoxínu do tkanivových buniek je voliteľné pri odstraňovaní karcinómie na bunkovej a genetickej úrovni.

16. Je možné vidieť in vivo Nanorobot pomocou metódy rádioizotopov, alebo sa musí zvážiť priamo v tkanivách?

Áno, Nanovosts možno pozorovať vo vnútri tela pomocou MRI, najmä ak ich diamantové komponenty budú vyrobené z 13C atómov, a nie konvenčné 12c. Uhlíkový izotop, 13c má nonzero magnetický moment. Ale v ére nanomedicínskeho izotopového prístupu bude opäť anachronizmus. Vysvetli prečo.

Pomocou klasickej sestry na Nano-Nano sa medicínske Nanorobots musia najprv vstrekovať do tela pacienta (alebo orgán) na začatie práce. Lekári by chceli sledovať pokrok liečenia, a uistite sa, že nanovnosts naozaj interagujú s požadovanými bunkami a spadajú do oblasti ochorenia. Preto prvá inštinktívna túžba lekárov bude túžba vidieť Nanorobots v tele pri práci. Hovorí inak, lekári by chceli skenovať časti tela, a vidieť na celoštátne, ktoré sa nachádzajú v blízkosti ich používania (v orgánoch, tkanivách atď.).

Avšak technológie výroby nanoformovanie s molekulovou presnosťou môže umožniť vyvinúť a vložiť do mechanizmov Nanoroboty na komunikáciu a navigáciu. Komunikačné siete budú tiež vyvinuté vo vnútri tela pacienta. Terapeutické Nanovosts sú naprogramované na špeciálne povrchové antigény buniek požadovaného tkaniva. Toto je dodatočný nástroj, ktorý pomáha pracovať nanorobot v špecifikovanej oblasti s potrebnou presnosťou (asi milimetr alebo presnejší).

Preto bude správny model lekárskej intervencie v Nanoopeh vyzerať takto: Nanorobot, zavedený do ľudského tela, bude absolútne náročná mimo oblasti lekárskej intervencie. Aj vo vnútri požadovanej oblasti Nanorobot je neaktívna, kým ich snímače nebudú chemotakticky aktivované individuálnou sekvenciou proteínov charakteristických buniek, ktoré sa majú liečiť. Nanorobots budú tiež vyvinuté takým spôsobom, aby boli aktivované len akustickým signálom zvonku (napríklad od lekára, ktorý v porazenej oblasti zdôrazňuje aktivačnú oblasť na priestorovej súradnicovej mriežke, v kombinácii s telom pacienta) a až potom, aby sa citlivé bunkové proteíny. Lekár úplne kontroluje umiestnenie a stav Nanorobotov počas liečby. Signály na zastavenie Nanorooboty môžu byť podávané kedykoľvek.
Je tiež dôležité, aby sa Nanorobots mohli vymieňať údaje o svojej polohe, kvantitatívnej povahe ochorenia a procesu liečby. Rozsah prenosu signálu jednotlivého Nanorobot je obmedzený, ale aj tieto technické ťažkosti sú prekonané. V tomto modeli liečby lekár dostane údaje z aktívnych Nanorobots. Informujú o tom, koľko rakovinových buniek v ich prostredí; Kde sú mechanizmy atď. Onboardové počítače Nanomans zabraňujú zlyhaniam (ako päť nezávislých vedľajších počítačov vo vesmírnej dopravení), zariadenia na blokovanie robota v zlyhaniach a úplnom zastavení systému, keď roboty odvodené z tela.

Preto pri liečbe týmto spôsobom je úplne nedôležité, aby plne reprezentovať Nanovosts priamo, pretože spätná väzba z Nanorobot uľahčí ich kontrolu a vizualizáciu.

17. Je možné použiť tkanivovú biopsiu a následnú elektrónovú mikroskopiu na zobrazenie procesu pracovných robotov pri liečbe ochorenia?

Áno, biopsie metódy môžu byť použité na detekciu Nanorobots v tkanivách pacienta s použitím elektrónovej mikroskopie. V normálnych podmienkach však lekárske Nanoroboty budú pracovať bez zlyhaní, takže biopsia sa stane zbytočným. Nano zariadenia vyvinuté pomocou protokolov, ktoré vylučujú nesprávnu prácu a majú rad mechanických zariadení, ktoré zlepšujú spoľahlivosť práce zariadenia, budú prakticky fungovať správne.

V konvenčnej biopsii je primárnym záujmom testovacia tkanina (nie nanovosthere, a to stav samotného tkaniva). Na celoštátne však môžu byť použité na rýchle testovanie tkanív, štúdium jej biochémie, biomechaniky a histometrických charakteristík ("Gisto" - tkanina) s veľkou presnosťou a detailmi. Všeobecne platí, že v ére profesionálneho nanomedicínu bude dôležité vytvoriť niekoľko testov in situ (na mieste, na samostatnom prípravku, bez tela) pred začatím liečby. To uľahčí následný nanomedický postup a u pacientovi je pohodlnejší.

18. Čo možno vykonať nesprávne počas liečby ľudských nanarobidov?

Nekompetentnosť alebo nedbanlivosť účastníkov zamestnancov je pre pacienta prvoradým nebezpečenstvom. Avšak teraz aj v ére nanotechnológie by takéto prípady mali byť nešpecifické.

V neočakávaných prípadoch sa môže vyskytnúť chyba. Biokompatibilita osoby s Nanorobotom je dobre študovaná a nepredstavuje problém. Niekoľko vymeniteľných bočných počítačov robota vyrieši problém preprogramovania, adaptácie, zlyhania, dokonca aj potom, čo začne svoju prácu vo vnútri tkaniva. V úlohách s vysokým stupňom rizika budú uvedené komplikované protokoly robotov, okrem nesprávnej práce množiny nanomechanizmov.

Preto sa pri spolupráci s najzávažnejšími mechanizmami biliónov v obmedzenom priestore a na veľmi krátku dobu. Jedným z nepredvídaných porúch môže byť interakcia medzi robotmi v ich kolízii. Takéto poruchy sú ťažké určiť v súčasnosti, a zrejme budú testované pri testovaní už pripravených robotov.

Jednoduchý príklad takejto poruchy bude vzájomná práca dvoch typov Nanoroobotov v jednom tkanive. Ak je typ A Nanorobot naprogramovaný tak, aby obnovil následky operácie Nanorobot B, potom tkanina obsahujúca obidve z nich bude najprv vystaviť vplyv Nanorobotov, a potom Nanorobot A odstráni všetky výsledky Nanorobot Intervencia v, čo zase povedie k opätovnému operácii Nanorobot a tak vedľa nekonečna. To znamená, že Nanorobots budú "správne" prácu.

Ale aj v takejto situácii sa zachová kontrola nad robotmi. Účasť lekára, sledovanie procesu liečby, alebo vypnúť jeden typ Nanorobot, alebo preprogramy (tak dlho, ako sú stále v tele), takže ich práca nespôsobuje deformáciu tkaniva. Lekár musí udržať "ruku na pulz" po celú dobu, aby sa zabránilo takýmto situáciám. Interferencia zúčastneného lekára je hlavným regulačným prvkom neočakávaných porúch a problémov, takže kvalifikácia zúčastneného personálu zohráva prvoradú úlohu.

19. Aký by bol najväčší prospech pre ľudstvo, pri používaní nanomedicínov?

Nanomedicín vylučuje takmer všetky rozšírené ochorenia dvadsiateho storočia, bolesti; Zvýši život osoby a rozšíri naše mentálne schopnosti.

Nanometrické rozmerové ukladanie dát, ktoré je schopné ukladať informácie ekvivalentné informácie o knižnici kongresu len ~ 8 000 mikrónov 3, čo je objem pečeňových buniek a menej ako objem obsadený neurónou - nervovou bunkou. Ak implantovanie takýchto zariadení v ľudskom mozgu spolu s prístupovými zariadeniami, množstvo informácií schopných uskladnených v ľudskej pamäti sa nezmeniteľne zvýši.

Jednoduchý nanokompočítač, ktorý vykonáva 10 Teraflops za sekundu (10 Teraflops - 10 13 operácií s plávajúcim bodkočiarmi), ktoré opísal DREXLER, tiež zaberá množstvo priemernej ľudskej bunky. Tento počítač je ekvivalentný (s mnohými zjednodušeniami) spočítateľnej schopnosti ľudského mozgu. Rozptýl B. prostredie Asi 0,001 watt tepla. Ľudský mozog s rovnakým počtom operácií za sekundu, rozptýlenie 25 wattov tepla. Ak by ste implantovali v ľudskom mozgu niekoľko takýchto zariadení, môžete viackrát urýchliť procesy ľudského myslenia.

Ale možno hlavným prínosom pre ľudstvo bude outa sveta, ktorá sa vyskytla vďaka rozvoju nanotechnológií. Dúfame, že inteligentní, vzdelaní, zdraví, nevinní ľudia, ktorí majú dobré domy, nebude chcieť bojovať medzi sebou. Ľudia, ktorí môžu žiť život oveľa viac a dlhšie ako teraz, nechcú vystaviť svoju existenciu hrozbu.