利用蝙蝠聲波指揮納米機器人清除腦腫瘤細胞
？

夕陽紅 2024-06-03 02:21:40

利用蝙蝠聲波指揮納米機器人清除腦腫瘤細胞
？

2016年09月11日訊研究人類大腦最深處的秘密絕非易事

，然而

，如果派一種極小的微型納米機器人去大腦探索，說不定會大有幫助

。這是一個異想天開卻又及其誘人的想法，然而

，問題是如何指揮這些微型機器人的運動

。

來自雅典國立理工大學(xué)（National Technical University of Athens）的一個研究團隊已經(jīng)提出利用蝙蝠聲波定位和獵捕的方式指揮納米機器人的運動和定位，并于上月在在美國弗羅里達奧蘭多市的IEEE醫(yī)學(xué)和生物學(xué)學(xué)會會議（IEEE Engineering in Medicine and Biology Society meeting）報告了計算機仿真模擬結(jié)果

，稱僅需四個微型機器人就能夠在幾分鐘內(nèi)定位一個小腫瘤

。

全世界的工程師都正致力于研發(fā)各種各樣的納米機器人，尤其是在人體內(nèi)可控釋放藥物的機器人

。然而，來自雅典國立理工大學(xué)的Panagiotis Katrakazas研究團隊卻對利用納米機器人探測大腦深處難以發(fā)現(xiàn)的腦損傷更感興趣

。

Katrakazas介紹說

，“整個思路就是將納米機器人注入人體

，利用納米機器人在腦內(nèi)的運動來探尋損傷的確切位置，并再后期利用藥物或手術(shù)治療損傷

。”Katrakazas團隊目前正在研究可沿著神經(jīng)元細胞爬行的納米機器人

，納米機器人會通過“捏”一下神經(jīng)元來判定其是否健康：健康神經(jīng)元會用電信號做出響應(yīng)

，而受損神經(jīng)元則不會。

然而

，最大的挑戰(zhàn)在于如何讓納米機器人協(xié)同運作。Katrakazas想到了一種描述蝙蝠集群行為的算法

，該算法由其他研究人員根據(jù)蝙蝠發(fā)出聲波信號來導(dǎo)航和獵捕食物而建立

。Katrakazas團隊目前已將該算法應(yīng)用于一種類似EEG（腦電圖掃描儀）的設(shè)備

，以模擬蝙蝠的方式給頭戴該設(shè)備的受試人發(fā)送聲波信號

。

該團隊希望利用這種聲波信號為腦內(nèi)的微納米機器人導(dǎo)航，并稱已經(jīng)利用仿真模擬測試了這種方法

。然而，想要在人體試驗這類“蝙蝠”納米機器人卻還有很長的路要走

。

來自英國謝菲爾德大學(xué)（University of Sheffield）的羅德里克·格羅斯（Roderich Gross）認為

，首要的問題是目前尚不清楚哪種技術(shù)能使此類微型機器人感知并發(fā)射聲波信號

。

Katrakazas表示依然期待幾年后會有一套這樣的系統(tǒng)能用于人體實驗

，并稱“已經(jīng)有一些醫(yī)生表示對此感興趣”。

如：人類根據(jù)蝙蝠發(fā)明了雷達
。大自然的動物給了我們XXXXXXXXXX的啟示

1。由令人討厭的蒼蠅

，仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里

，用來檢測艙內(nèi)氣體的成分

。
2。從螢火蟲到人工冷光

；
3。電魚與伏特電池

；
4

。水母的順風耳，仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能

，設(shè)計了水母耳風暴預(yù)測儀，能提前15小時對風暴作出預(yù)報

，對航海和漁業(yè)的安全都有重要意義

。
5

。人們根據(jù)蛙眼的視覺原理

，已研制成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣

，準確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統(tǒng)后

，雷達抗干擾能力大大提高

。這種雷達系統(tǒng)能快速而準確地識別出特定形狀的飛機

、艦船和導(dǎo)彈等

。特別是能夠區(qū)別真假導(dǎo)彈，防止以假亂真

。
電子蛙眼還廣泛應(yīng)用在機場及交通要道上。在機場

，它能監(jiān)視飛機的起飛與降落

，若發(fā)現(xiàn)飛機將要發(fā)生碰撞，能及時發(fā)出警報。在交通要道

，它能指揮車輛的行駛，防止車輛碰撞事故的發(fā)生

。
6

。根據(jù)蝙蝠超聲定位器的原理

，人們還仿制了盲人用的“探路儀”

。這種探路儀內(nèi)裝一個超聲波發(fā)射器，盲人帶著它可以發(fā)現(xiàn)電桿

、臺階、橋上的人等

。如今

，有類似作用的“超聲眼鏡”也已制成。
7

。模擬藍藻的不完全光合器，將設(shè)計出仿生光解水的裝置

，從而可獲得大量的氫氣。
8

。根據(jù)對人體骨胳肌肉系統(tǒng)和生物電控制的研究，已仿制了人力增強器——步行機

。
9?div id="4qifd00" class="flower right">

，F(xiàn)代起重機的掛鉤起源于許多動物的爪子。
10

。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11

。船槳模仿的是魚的鰭

。
12

。鋸子學(xué)的是螳螂臂

，或鋸齒草。
13

。蒼耳屬植物獲取靈感發(fā)明了尼龍搭扣。
14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們制造氣味探測儀提供了思路

。
15

。壁虎腳趾對制造能反復(fù)使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景

。
16

。貝用它的蛋白質(zhì)生成的膠體非常牢固，這樣一種膠體可應(yīng)用在從外科手術(shù)的縫合到補船等一切事情上

。
17.烏賊和魚雷誘餌烏賊體內(nèi)的囊狀物能分泌黑色液體，遇到危險時它便釋放出這種黑色液體

，誘騙攻擊者上當

。潛艇設(shè)計者們仿效烏賊的這一功能讀者設(shè)計出了魚雷誘餌。魚雷誘醋似袖珍潛艇

，可按潛艇的原航向航行，航速不變

，也可模擬噪音

、螺旋節(jié)拍、聲信號和多普勒音調(diào)變化等

。正是它這種惟妙惟肖的表演，令敵潛艇或攻擊中的魚雷真假難辯

，最終使?jié)撏У靡蕴用摗?
18.蜘蛛和裝甲生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)蜘蛛絲的強度相當于同等體積的鋼絲的5倍

。受此啟發(fā)

，英國劍橋一所技術(shù)公司試制成猶如蜘蛛絲一樣的高強度纖維

。用這種纖維做成的復(fù)合材料可以用來做防彈衣、防彈車

、坦克裝甲車等結(jié)構(gòu)材料。
19.長頸鹿和“抗荷服” 長頸鹿是目前世界上最高的動物

，其大腦和心臟的距離約3米

，完全是靠高達160~260毫米汞柱的血壓把血液送到大腦的。按一般分析

，當長頸鹿低頭飲水時，大腦的位置低于心臟

，大量的血液會涌入大腦

，使血壓更加增高，那么長頸鹿會在飲水時得腦充血或血管破烈等疾病而死

。但是裹在長頸鹿身上的一層

、厚皮緊緊箍住了血管，限制了血壓

，飛機設(shè)計師和航空生物學(xué)家依照長頸鹿皮膚原理，設(shè)計出一種新穎的“抗荷服”

，從而解決了超高速殲擊機駕駛員在突然加速爬升時因腦部缺血而引起的痛苦

。這種“抗荷服”內(nèi)有一裝置，當飛機加速時可壓縮空氣

，也能對血管產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，這比長頸鹿的厚皮更高明了

。
20.鯨魚和潛艇的“鯨背效應(yīng)” 當代核潛艇能長時間潛航于冰海之下

，但若在冰下發(fā)射導(dǎo)彈

，則必須破冰上浮

，這就碰到了力學(xué)上的難題。潛舴專家從鯨魚每隔10分鐘必須破冰呼吸一次中得到啟迪

，在潛艇頂部突起的指揮臺圍殼和上層建筑方面

，作了加強材料力度和外形仿鯨背處理

，果然取得了破冰時的“鯨背效應(yīng)”

。
21.蝴蝶和衛(wèi)星控溫系統(tǒng) 遨游太空的人造衛(wèi)星，當受到陽光強烈輻射時

，衛(wèi)星溫度會高達200攝氏度

；而在陰影區(qū)域

，衛(wèi)星溫度會下降至零下200攝氏度左右，這很容易烤壞或凍壞衛(wèi)星上的精密儀器儀表

，它一度曾使航天科學(xué)家傷透了腦筋。后來

，人們從蝴蝶身上受到啟迪

。原來，蝴蝶身體表面生長著一層細小的鱗片

，這些鱗片有調(diào)節(jié)體溫的作用。每當氣溫上升、陽光直射時

，鱗片自動張開

，以減少陽光的輻射角度

，從而減少對陽光熱能的吸收

；當外界氣溫下降時，鱗片自動閉合

，緊貼體表，讓陽光直射鱗片

，從而把體溫控制在正常范圍之內(nèi)

。科學(xué)家經(jīng)過研究

，為人造地球衛(wèi)星設(shè)計了一種猶如蝴蝶鱗片般的控溫系統(tǒng).

還有這些：
生物學(xué)家通過對蛛絲的研究制造出高級絲線，抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索

。船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿

。
響尾蛇導(dǎo)彈等就是科學(xué)家模仿蛇的“熱眼”功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理，研制開發(fā)出來的現(xiàn)代化武器

。
火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理

。
科研人員通過研究變色龍的變色本領(lǐng)

，為部隊研制出了不少軍事偽裝裝備。
科學(xué)家研究青蛙的眼睛

，發(fā)明了電子蛙眼。
白蟻不僅使用膠粘劑建筑它們的土堆

，還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑

。于是人們按照同樣的原理制造了工作的武器—一塊干膠炮彈

。
美國空軍通過毒蛇的“熱眼”功能

，研究開發(fā)出了微型熱傳感器。
我國紡織科技人員利用仿生學(xué)原理

，借鑒陸地動物的皮毛結(jié)構(gòu)

，設(shè)計出一種KEG保溫面料

，并具有防風和導(dǎo)濕的功能

。
根據(jù)響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理

，人類發(fā)明了跟蹤追擊的響尾蛇導(dǎo)彈

。人類還利用蛙跳的原理設(shè)計了蛤蟆夯

。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺制成了用于偵緝的“電子警犬”?div id="d48novz" class="flower left">

？茖W(xué)家根據(jù)野豬的鼻子測毒的奇特本領(lǐng)制成了世界上第一批防毒面具。
1

、球型宮殿：非洲文鳥用喙和腳巧妙編織而成的圓巢

，它從一個圓支架做起，形成一個圓球最后再將其懸掛在樹枝上

。
2、穩(wěn)定的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)：田蜂筑造的紙盒型巢十分精致

，它雖然是一種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)

，但有令人難以置信的穩(wěn)定性。
3

、完美的膠合：織網(wǎng)蟻的巢是用樹葉粘合而成。它們的幼蟲能夠吐出粘合劑

，是理想的"膠水瓶"

。
4、樹上圓塔住宅：樓群居雀的居所看起來就像架在樹上的一個搖搖欲墜的柴草堆

，但其結(jié)構(gòu)十分牢固，能夠維持幾十年

，經(jīng)常是到樹不堪重負被壓斷為止

。
5、樹杈上的"灶"灶：鳥的巢是用粘土砌成的

，一般選在較為安穩(wěn)的樹杈上。一個巢大約需要2500粒粘土

，都是灶鳥用喙銜來的。
6

、平臺建筑群：熱帶無刺蜂用蜂蠟建筑蜂巢

，層層疊疊結(jié)合在一起

，通常有40層

，外表看起來就像是電影《星球大戰(zhàn)》中的航天飛船

，能夠安置10萬戶"居民"。
7

、帶空調(diào)的古堡：白蟻能夠通過一種匪夷所思的管道系統(tǒng)改善巢內(nèi)的溫度狀況，白天制冷

，夜里供暖

。
水母幾乎全部由水構(gòu)成，它身體中的水分實際上占到了百分之九十八

，組成它身體的分子之間，有著大量的液體

，經(jīng)過提煉就能從中獲得日常用的聚合膠
我國古代著名工匠魯班

，上山伐樹時，被絲矛草割破了手

。他覺得奇怪，一棵小草怎么會這樣厲害

？經(jīng)過仔細觀察

，他發(fā)現(xiàn)絲茅草葉子的邊緣長著許多鋒利的細齒

。于是魯班發(fā)明了木工用的鋸子

。
蒼蠅并沒有“鼻子”，它靠什么來充當嗅覺的呢? 原來

，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上

。仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀

。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里

，用來檢測艙內(nèi)氣體的成分。也可測量潛水艇和礦井里的有害氣體

。利用這種原理，還可用來改進計算機的輸入裝置和有關(guān)氣體色層分析儀的結(jié)構(gòu)原理中

。
早在40年代

，人們根據(jù)對螢火蟲的研究，創(chuàng)造了日光燈

，近年來，科學(xué)家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素

，后來又分離出了熒光酶

，接著

，又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。由熒光素

、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈

。由于這種光沒有電源

，不會產(chǎn)生磁場，因而可以在生物光源的照明下

，做清除磁性水雷等工作。
19世紀初

，意大利物理學(xué)家伏特

，以電魚發(fā)電器官為模型，設(shè)計出世界上最早的伏打電池

。因為這種電池是根據(jù)電魚的天然發(fā)電器設(shè)計的,所以把它叫做“人造電器官”。
建筑上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建筑

，模仿股骨結(jié)構(gòu)建造的立柱

，既消除應(yīng)力特別集中的區(qū)域，又可用最少的建材承受最大的載荷

。軍事上模仿海豚皮膚的溝槽結(jié)構(gòu)，把人工海豚皮包敷在船艦外殼上

，可減少航行揣流

，提高航速；
在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)后

，合成了一種類似有機化合物，在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克

，便可誘殺雄蟲

；

納米機器人有什么用

納米機器人可以與軍事領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相結(jié)合，發(fā)揮作用

。

1、軍事領(lǐng)域

軍用納米機器人

，俗稱為“螞蟻士兵”

，是一種比螞蟻還要小的靠太陽能電波驅(qū)動的具有驚人破壞力的機器人。它們可以通過多種途徑潛入敵方的軍事要害部門(司令部

、兵工廠、元首辦公室和秘密基地等)開展偵察活動

，甚至直接攻擊目標

。

比如，用特種炸藥引爆目標

，破壞敵方的電子設(shè)備與電腦網(wǎng)絡(luò)(如使其短路毀壞)，施放各種化學(xué)制劑(如使金屬變脆

、油料凝固

，或使敵方人員神經(jīng)麻痹失去戰(zhàn)斗力)，甚至埋設(shè)微型地雷和充當爆破手

。

這種納米機器人還可以充當潛伏特務(wù)，平時相安無事

，無聲無息

，一旦戰(zhàn)事爆發(fā)，通過微型遙控裝置可以誘發(fā)它們?nèi)浩鸲ブ?div id="4qifd00" class="flower right">

，迅速破壞敵方作?zhàn)系統(tǒng)。

、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

(1)高靈敏度

、精確的生物納米結(jié)構(gòu)與特性的探測技術(shù)，如疾病早期診斷的納米傳感器系統(tǒng)

。

(2)治療藥物的納米化以及新型藥劑學(xué)的發(fā)展

。

(3)結(jié)合微創(chuàng)醫(yī)療的精細治療手術(shù)，如血管內(nèi)的納米機器人手術(shù)等

。

擴展資料：

歷史沿革：

、納米技術(shù)的靈感，來自于已故物理學(xué)家理查德·費曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講

。

2、1981年

，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡

，為我們揭示一個可見的原子、分子世界

，對納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極促進作用

。

3、1991年

，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)

，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強度卻是鋼的10倍

，成為納米技術(shù)研究的熱點，諾貝爾化學(xué)獎得主斯莫利教授認為

，納米碳管將是未來最佳纖維的首選材料

，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開關(guān)以及納米級電子線路等

。

4、2001年

，一些國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計劃

，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本設(shè)立納米材料研究中心

，把納米技術(shù)列入新5年科技基本計劃的研發(fā)重點。

、2010年5月

，美國哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家成功研制出一種由脫氧核糖核酸（DNA）分子構(gòu)成的納米蜘蛛機器人，這種機器人能夠跟隨DNA的運行軌跡自由地行走

、移動、轉(zhuǎn)向以及停止

，并且他們能夠自由地在二維物體的表面行走

。這種納米蜘蛛機器人只有4納米長，比人類頭發(fā)直徑的十萬分之一還小

。

參考資料來源：百度百科-納米機器人

參考資料來源：百度百科-納米技術(shù)

納米機器人長什么樣子
？

納米機器人

，一個最前沿的研究領(lǐng)域。它是一種借助最先進的芯片和納米技術(shù)

，在原子水平上精確地建造和操縱物體的機器人

。

現(xiàn)在，人類已經(jīng)可以通過3D打印

，一次制造出幾十萬個納米機器人

，在人類無法進行操作的分子層面上對原子和細胞結(jié)構(gòu)實現(xiàn)一系列操作。而對納米機器人的運用

，現(xiàn)在最重要的一個領(lǐng)域，是醫(yī)學(xué)

。

第一步，巡察：在你的血管里放進500萬個納米機器人

，這些納米機器人能夠24小時在人體內(nèi)巡邏

，一旦發(fā)現(xiàn)病灶就立即鎖定

，確認后釋放所攜帶的藥物

！

現(xiàn)在，以色列科學(xué)家正在研制一種微型納米機器人

，它可以在人體內(nèi)“巡邏”

，在鎖定病灶后自動釋放所攜帶的藥物

。

這種機器人目前取得了突破性的進展

，它可以從多種渠道來檢測疾病指標，例如mRNA

、微核糖核酸(miRNA)

、蛋白質(zhì)以及多種小分子

。

科學(xué)家的目標是：在未來創(chuàng)造大量這種納米機器人

，讓它們自動且不間斷地在身體內(nèi)巡邏，尋找各種疾病信號

。同時

，利用納米機器人從多種渠道直接探測疾病指標

，讓診斷更為精確

。

例如，當感冒病毒被檢測出

，納米機器人便可主動打破此病毒分子層上的原子結(jié)構(gòu)

，從而抑制病情深入發(fā)展。這樣一來

，潛在病人便不致產(chǎn)生打噴嚏、咳嗽等癥狀。

如果納米機器人在未來能夠修復(fù)并維護人類的免疫系統(tǒng)

，那么我們很可能再也不會得病

。因為它能夠24小時不間斷地在體內(nèi)進行監(jiān)測工作、先行評估疾病等級以及采取諸如輸送藥物等必要措施

。

第二步，治療：醫(yī)生可以利用細菌般大小的機器人來治療從心臟病到癌癥的各種疾?div id="jfovm50" class="index-wrap">。鹤⑷胙芮謇硌?div id="jfovm50" class="index-wrap">，修復(fù)以現(xiàn)有水平難以修復(fù)的最小細胞，乃至清除癌變

。

美國加利福尼亞大學(xué)研發(fā)的納米機器人，它可以像孫悟空一樣進入人體內(nèi)部

，成功清除了血樣里的一種“超級細菌”和毒素

。

在測試中，研究人員使用納米機器人來處理被 MRSA 及其毒素污染的血液樣本

。五分鐘后

，這些血液樣本比對照樣本的細菌和毒素少三倍

。

隨著這一技術(shù)的發(fā)展完善

，今后納米機器人將在你的血管里面來回巡視，對你的血管進行監(jiān)督調(diào)理

，從此就你擺脫了心臟病腦中風的威脅

。

再如

，美國國防部DARPA(美國國防部高級研究計劃局)正致力于一項In Vivo Nanoplatform(體內(nèi)納米載體平臺)項目