Большие возможности маленьких роботов

Мы знаем, что всё в мире относительно. Есть вещи большие, а есть маленькие, есть очень большие и очень маленькие. Наше исследование посвящено вещам настолько крохотным, что их не увидеть не только невооруженным глазом, но даже и в микроскоп.

Нанотехнологии – это технологии конструирования и строительства в котором деталями служат отдельные атомы и молекулы. Чтобы иметь представление о размерах посмотрим на линейку. 1 миллиметр – это довольно маленькая величина. Мало что вокруг нас имеет такие размеры. А теперь разделим его на миллион частей. Примерно такой размер будут иметь разрабатываемые сейчас нанороботы.

Они крохотные, невидимые, но тем не менее очень полезные. Конструкции такого уровня будут использоваться во всех сферах нашей жизни: медицине, строительстве, компьютерной технике, для военных целей и обороны и во многих других. Микроскопические роботы могут решать массу важных для человечества задач, совершить переворот в медицине, уничтожать вредные отдходы и даже готовить необходимую людям инфраструктуру для жизни на других планетах.

В данный момент наиболее активно разрабатываются медицинские нанороботы. Это крохотные устройства, которые будут находиться внутри нас и следить за состоянием нашей крови, обезвреживать вирусы, чинить поломавшиеся клетки и доставлять к ним лекарства.

Такие роботы должны будут иметь мотор, уметь передвигаться, слышать команды и подчиняться им, сами подавать сигналы. Они должны будут уметь строить таких же роботов и даже самоуничтожаться, когда они уже не нужны.

Эти продукты инженерии непохожи на роботов в привычном понимании, однако способны самостоятельно выполнять сложные задачи по имеющимся алгоритмам. Такие машины называют нанороботами.

Нанороботы (в англоязычной литературе также используются термины «наноботы», «наноиды», «наниты») - роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой. Они должны обладать функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Размеры нанороботов не превышают нескольких нанометров. Согласно современным теориям, нанороботы должны уметь осуществлять двустороннюю коммуникацию: реагировать на акустические сигналы и быть в состоянии подзаряжаться или перепрограммироваться извне посредством звуковых или электрических колебаний. Также важной представляются функции репликации – самосборки новых нанитов и программированного самоуничтожения, когда среда работы, например, человеческое тело, более не нуждается в присутствии в нем нанороботов. В последнем случае роботы должны распадаться на безвредные и быстовыводимые компоненты.

Днем рождения нанотехнологий считается 29 декабря 1959 г. Профессор Калифорнийского технологического института Ричард Фейнман (Нобелевский лауреат 1965 г.) в своей лекции «Как много места там, внизу» ("There’s plenty of room at the bottom"), прочитанной перед Американским физическим обществом, отметил возможность использования атомов в качестве строительных частиц. С тех пор начинается создание атомно-силовых и сканирующих туннельных микроскопов, способных не только давать трехмерный рисунок расположения атомов, но и перемещать их. Другой отправной точкой в теории нанороботов можно считать книгу «Машины Созидания» американского ученого Эрика Дрекслера, в которой он описывает минироботов, которые работают по заданным программам и собирают из молекул что угодно, в том числе и самих себя. Нанороботы появились несколько позднее.

Сфера применения нанороботов очень широка. По сути, они могут быть необходимы при создании, отладке и поддержании функционирования любой сложной системы. Наномашины могут применяться в электронике для создания миниустройств или электрических цепей - данная технология называется молекулярной наносборкой. В перспективе любая сборка на заводе из компонентов может быть заменена простой сборкой из атомов.

Однако на первое место сейчас вышел вопрос применения нанороботов в медицине. Тело человека как бы наталкивает на мысль о нанороботах, поскольку само содержит множество естественных наномеханизмов: множество нейтрофилов, лимфоцитов и белых клеток крови постоянно функционируют в организме, восстанавливая поврежденные ткани, уничтожая вторгшиеся микроорганизмы и удаляя посторонние частицы из различных органов. Путем обычной инъекции нанороботы могут быть впрыснуты в кровь или лимфу. Для наружного применения раствор с этими роботами может быть нанесен на участок ткани. Одним из разработанных направлений является транспортировка лекарства к пораженным клетками. При обычном введении лекарства лишь одна молекула из ста тысяч достигает цели, в то время как наноустройство в белковой оболочке увеличивает эффективность на два порядка, в перспективе не будет опознаваться фагоцитами как «чужой» и после выполнения функции распадается на безвредные компоненты. Такие нанороботы могут быть эффективными, например, при медикаментозном лечении раковых опухолей.

Логично задать вопрос – когда же нанороботы придут в наш мир, станут такой же обыденностью, как персональные компьютеры и интернет. По прогнозам ученых, век нанороботов уже не за горами.

Существующие прототипы двигателя, процессора, захвата будут собраны в единое устройство, и эпоха нанороботов наступит до 2015 года. Все названные перспективы могут осуществиться, наномашины будут в состоянии воссоздавать любые предметы из атомов, смогут омолаживать человека, станут искусственными производителями пищи, заполнят околоземное пространство и сделают пригодными для человека планеты и их луны.

Существуют, однако, и опасения по поводу наномеханики. Так, упомянутая выше книга «Машины Созидания» повествует о сбое в программе роботов, в силу чего они превращают всю землю в месиво из самих себя. Читатель также может вспомнить «Непобедимый» Станислава Лемма, в котором крошечные роботы, наследие цивилизации Лиры, будучи примитивными механизмами, объединяются миллионами, образуя мыслящие конструкции, готовые уничтожить человека человека с бездушием механизма чтобы затем снова погрузиться в тысячелетний стазис.