Nano-robootika on masinate või robotid nanomeetri mikroskoopilise skaala lähedal (10–9 meetrit). Nanorobootika viitab nanotehnoloogia - inseneridistsipliin nanorobotite projekteerimisel ja ehitamisel. Need seadmed on vahemikus 0,1-10 mikromeetrit ja koosnevad nanoskaalast või molekulaarsetest komponentidest. Kuna kunstlikke, mitte-bioloogilisi Nano-roboteid pole veel loodud, jäävad need teesklevaks kontseptsiooniks. Nende hüpoteetiliste seadmete kirjeldamiseks on kasutatud ka nimetusi nanorobotid, nanoidid, naniidid või nanomid.
Nanorobotid
Nano-roboteid saab kasutada erinevates rakendusvaldkondades, näiteks meditsiinis ja kosmosetehnoloogias. Tänapäeval mängivad need nanorobotid biomeditsiini valdkonnas otsustavat rolli, eriti vähi, aju aneurüsmi, neerukivide eemaldamise, DNA struktuuri defektiga osade kõrvaldamise ja mõnede muude ravimeetodite puhul, mis vajavad ülimalt tuge päästa inimelusid.
Nanorobotid on nanoseadmed, mida kasutatakse inimkeha säilitamiseks ja patogeenide eest kaitsmiseks. Nanoroboteid kasutatakse mitmete komponentide, näiteks andurite, ajamite, juhtimise, toite, suhtlemine ja ühendades orgaaniliste anorgaaniliste süsteemide vahel ristspetsiaalsed skaalad.
Nanorobotite arendamiseks kasutatakse erinevaid lähenemisviise, näiteks:
Biokiip
Nanotehnoloogia, fotolitograafia ja uute biomaterjalide kombinatsiooni võib pidada võimalikuks meetodiks, mis on vajalik nanorobotide väljatöötamiseks meditsiiniliste rakenduste jaoks, näiteks diagnoosimiseks ja ravimite kohaletoimetamiseks. See realistlik lähenemine nanorobotite kujundamisel on metoodika, mida kasutatakse elektroonikatööstuses.
Nubotid
Nubot on lühend nukleiinhapperobotitest. Nubotid on Nanoskaalas inimtööna valminud robootikaseadmed. Tüüpilised nubotid hõlmavad arvukalt Deoxy Nucleic Acid jalutajaid, millest teatasid Ned Seemani rühmitus NYU-s, Niles Pierce'i rühmitus Caltechis, John Reifi rühmitus Duke'i ülikoolis, Chengde Mao rühmitus Purdue's ja Andrew Turberfieldi rühm Oxfordi ülikoolis.
Nanoassamblee positsioon
2000. aastal leidsid Robert Frietas ja Ralph Merkle nanotehase koostöö, mis on pidev pingutus, mis koosneb kümnest organisatsioonist 23 teadlasega neljast riigist. Selle koostöö eesmärk on arendada positsioneeritult juhitavat mehaanosünteesi ja diamondoid-nanotehast, mis on võimeline ehitama diamondoid-meditsiinilist nanoroboti.
Bakterite kasutamine
See lähenemine kasutab bioloogilisi mikroorganisme, näiteks Escherichia spiraalbaktereid. Nii et see mudel kasutab tõukejõu eesmärgil lipukest. Elektromagnetväljade abil kontrollitakse bioloogiliselt integreeritud seadme liikumist ja selle piiratud rakendusi.
Nanorobotite rakendused
1. Nanorobootika kirurgias
Kirurgilised nanorobotid viiakse inimkehasse vaskulaarsüsteemide ja muude õõnsuste kaudu. Kirurgilised nanorobotid toimivad inimkehas poolautonoomse kohapealse kirurgina ja neid programmeerib või juhib inimese kirurg. See programmeeritud kirurgiline nanorobot täidab mitmesuguseid funktsioone, nagu patogeenide otsimine ning seejärel kahjustuste diagnoosimine ja korrigeerimine pardaarvuti sünkroniseeritud nano-manipuleerimise abil, säilitades samal ajal järelevalve kirurgiga kodeeritud ultrahelisignaalide kaudu kontakti.
Nanorobootika kirurgias
Tänapäeval uuritakse rakulise nanooperatsiooni varasemaid vorme. Näiteks dendriitide lõikamiseks üksikutelt neuronitelt kasutatakse mikropipetti, mis vibreerib kiiresti sagedusel 100 Hz mikropipetti, mille otsa läbimõõt on suhteliselt väiksem kui 1 mikron. See protsess ei tohiks kahjustada raku võimekust.
2. Diagnoosimine ja testimine
Meditsiinilisi nanoroboteid kasutatakse vereringes olevate mikroorganismide, kudede ja rakkude diagnoosimiseks, testimiseks ja jälgimiseks. Need nanorobotid suudavad rekordi üles märkida ja teatavad pidevalt mõningatest elulistest märkidest, nagu temperatuur, rõhk ja immuunsüsteemi parameetrid inimese keha erinevates osades.
3. Nanorobootika geeniteraapias
Nanorobotid on rakendatavad ka geneetiliste haiguste ravimisel, seostades rakus DNA ja valkude molekulaarstruktuure. Seejärel parandatakse (muudetakse) DNA ja valgujärjestuste modifikatsioone ja ebakorrapärasusi. Kromosomaalne asendusravi on rakkude parandamisega võrreldes väga tõhus. Inimese kehas on sisse ehitatud kokkupandud anum, et raku tuumas hõljudes saaks geneetikat hooldada.
Nanorobootika geeniteraapias
DNA superkeha, kui selle alumises robotkäsipaaris on laienenud, tõmbab nanomasin üles ahelaks, mis on analüüsimiseks lahti keeratud, samal ajal kui õlavarred eraldavad valgud ahelast. Suures nanoarvuti andmebaasis salvestatud teave paigutatakse tuumast välja ja võrreldakse nii DNA kui ka valkude molekulaarstruktuuridega, mis on ühendatud sideme kaudu raku paranduslaevaga. Struktuurides leitud kõrvalekalded korrigeeritakse ja Deoksü-nukleiinhappe ahelasse kinnitunud valgud reformivad taas oma algsel kujul.
4. Nanorobotid vähi avastamisel ja ravimisel
Vähi edukaks raviks kasutatakse meditsiinitehnoloogiate ja teraapiavahendite praeguseid etappe. Eduka ravi saavutamise oluline aspekt põhineb ravimite efektiivse kohaletoimetamise parandamisel keemiaravi kõrvaltoimete vähendamiseks.
Nanorobotid vähi avastamisel ja ravimisel
Sisseehitatud keemiliste biosensoritega nanoroboteid kasutatakse kasvajarakkude tuvastamiseks vähi arengu varases staadiumis patsiendi kehas. E-kadheriini signaalide intensiivsuse leidmiseks kasutatakse ka nanosensoreid.
5. Nanohambaravi on üks ülim rakendusi, kuna nanorobotid aitavad kaasa hambaraviga seotud erinevates protsessides. Need nanorobotid on abiks hammaste desensibiliseerimisel, suu anesteesias, ebaregulaarse hambakomplekti sirgendamisel ja hammaste vastupidavuse parandamisel, hammaste suuremal parandamisel ja hammaste väljanägemise parandamisel jne.
Nanodentoloogia
6. Nanoroboteid saab kasutada ka abiseadmetena erinevate keemiliste reaktsioonide töötlemiseks mõjutatud elundites. Need robotid on ka kasulikud jälgimine ja kontrollimine glükoositase diabeetikutel.
Robootilised projektid
Robotiprojektide loend sisaldab järgmist.
Robootikaprojektid inseneriõpilastele
1. Infrapuna juhtimine Robot Sõiduk
kaks. Raadiosagedus Juhitav robotkiir, laserkiire paigutusega
3. 8051 mikrokontrolleri baasil Robotisõidukile järgnev joon
4. Kontrollimine ja liikumine Valige ja asetage robot Relvake, kasutades Androidi juhtmevabalt
5. Hääljuhitav robotsõiduk pika vahemaa tagant Kõnetuvastus
6. Metallidetektori robotsõiduk
7. Pick N koht pehme haaratsiga haaratsiga
8. Tuletõrje robotsõiduki kasutamine 8051 mikrokontroller
9. Raadiosagedusega juhitav robot koos Night Vision juhtmeta kaamera sõjaväljal luuramiseks
10. Tuletõrjerobot, mis töötab kaugelt Androidi rakendustega
11. Personaalarvuti juhitav juhtmevaba mitmeotstarbeline robot.
12. Dual Tone Multi Frequency põhinev mobiiltelefoni juhitav robot
13. Digitaalne kompass ja Globaalne positsioneerimissüsteem Põhineb isenavigatsioonisüsteemil
14. Automaatsed metroorongid, mis sõidavad kahe jaama vahel
See kõik puudutab nanorobootika rakendusi meditsiinivaldkonnas, nagu kirurgia, diagnoosimine ja testimine, geeniteraapia, vähi avastamine ja ravi, nanohambaravi jne. Selles artiklis toodud projektide loend on inseneriõpilased robootikaprojektide jaoks . Lisaks saate selle teemaga seotud abi saamiseks meiega ühendust võtta, kommenteerides allpool toodud kommentaaride jaotist.
Foto autorid:
