有“手”有“腳”的DNA納米機(jī)器人，KUKA機(jī)器人示教器維修，能在血液中搬運(yùn)分子級(jí)藥物
微型機(jī)器人是機(jī)器人研究的重要領(lǐng)域，對(duì)于醫(yī)療技術(shù)尤其重要。最近，科學(xué)家研發(fā)出了一款只有DNA單鏈大小的納米機(jī)器人。別看這個(gè)機(jī)器人這么小，庫(kù)卡機(jī)器人，可謂麻雀雖小，五臟俱全。原文作者為T(mén)imothyRevell，文章發(fā)表于《NewScientist》雜志網(wǎng)站。
相信我，近期你是肯定不會(huì)見(jiàn)到比這更小的機(jī)器人了。這款機(jī)器人僅包含一條DNA單鏈，以6納米每步的步幅來(lái)移動(dòng)，這一步幅大約是人類步幅的十億分之一。這款DNA機(jī)器人可以拾取并運(yùn)送微型貨物，它的研發(fā)團(tuán)隊(duì)是加利福尼亞理工學(xué)院助理教授LuluQian實(shí)驗(yàn)室，他們希望在未來(lái)能夠利用它的這一功能將藥物運(yùn)送到個(gè)體患病細(xì)胞，或者是幫助組裝一些制造難度很高的化合物。美國(guó)《科學(xué)》雜志對(duì)此評(píng)價(jià)道：這是DNA機(jī)器人邁出的一小步，卻是人類邁出的一大步。
位于帕薩迪納的加利福尼亞理工學(xué)院助理教授LuluQian表示，就像各類機(jī)器人會(huì)被派往距我們太過(guò)遙遠(yuǎn)、人類無(wú)法到達(dá)的地方或者行星一樣，這種分子機(jī)器人也可以被派送到對(duì)于人類來(lái)說(shuō)太微小而無(wú)法進(jìn)入的地方，庫(kù)卡機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器維修，例如血液之中。Qian繼續(xù)解釋道，雖然已經(jīng)有很多微小的機(jī)器人存在，并且有些甚至也被用于血液之中，但它們都是必須要大于一條DNA鏈才能發(fā)揮作用，這是邁向研發(fā)出具有通用意義的DNA機(jī)器人的第一步。
這款機(jī)器人由一條腿、兩只腳和兩只手臂組成，主要用于運(yùn)載貨物。為了對(duì)它進(jìn)行測(cè)試，Qian帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一個(gè)長(zhǎng)寬均為58納米的平坦場(chǎng)地，場(chǎng)地中間有上百個(gè)DNA墊腳石，用于機(jī)器人在其間跳行。機(jī)器人在移動(dòng)時(shí)，首先一只腳站穩(wěn)，然后抬起另一只腳，隨意地從一個(gè)墊腳石挪動(dòng)到另一個(gè)墊腳石，途中遇到所需運(yùn)載的貨物時(shí)，他就會(huì)拿起貨物，繼續(xù)前行，直到找到可卸載貨物地點(diǎn)。
機(jī)器人途中收集的物體以及可卸載貨物地點(diǎn)地是由機(jī)器人的化學(xué)成分提前進(jìn)行預(yù)編程，將途中收集的物體與特定物質(zhì)相結(jié)合。這樣，盡管機(jī)器人途中的路徑是隨機(jī)的，但最終目的地是可預(yù)測(cè)的。
在測(cè)試過(guò)程中，機(jī)器人成功地拾取了六種熒光染料，三種是黃色燃料，另外三種是粉紅色，并將這些染料運(yùn)載到了兩個(gè)指定位置。
提升速度
聽(tīng)上去這一機(jī)器人移動(dòng)的速度好像感覺(jué)很快，但其實(shí)它在每一個(gè)墊腳石之間移動(dòng)都需要漫長(zhǎng)的五分鐘，這意味著要覆蓋整個(gè)測(cè)試場(chǎng)地，需要整整一天的時(shí)間。Qian和她的團(tuán)隊(duì)成員都表示，可以通過(guò)添加一種酶來(lái)增加助推力，從而提高速度，或者也可以給機(jī)器人安裝一個(gè)化學(xué)馬達(dá)。或者也可以添加更多的機(jī)器人，人多力量大用在納米尺度的環(huán)境中也同樣合適。
英國(guó)華威大學(xué)（UniversityofWarwick）的教授RobertCross表示：這是微型機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)例證，并且它還可以編程，結(jié)果可以預(yù)測(cè)，這對(duì)于超精密醫(yī)學(xué)來(lái)說(shuō)是十分重要的。只要它們能夠進(jìn)入血液領(lǐng)域，就可以使用特定的信號(hào)或標(biāo)記讓這些分子機(jī)器人將藥物僅僅傳遞給那些呈現(xiàn)出疾病跡象的細(xì)胞，從而進(jìn)行更有效的治療。
Cross認(rèn)為，這一機(jī)器人技術(shù)也可用于創(chuàng)建納米級(jí)別的其他事物，例如化學(xué)成分等。