纳米机器人，又被誉为纳米级的“变形金刚”，对纳米机器人的设想、构造和研发，是无数眼球关注的热点。“科技革命”“医疗神助”“黑科技”，为什么纳米机器人会赢得这么多褒奖？

可吞下的“外科医生”
 

纳米机器人又称微型机器人，因为它很小，是一种在纳米或分子级别下可以被控制的机器，属于分子仿生学范畴，由于其本身微型的特点，可以在完成特定工作时发挥优势。
 

诺贝尔奖得主、理论物理学家理查德·费曼率先提出了利用微型机器人治病的想法，用他的话说，就是可吞下的“外科医生”。他在一次题为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出：将来人类有可能建造一种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件，在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。

颠覆肿瘤治疗方法
 

目前在临床上，肿瘤治疗主要有化疗、放疗、手术等方法，随着科技的进步，免疫疗法、细胞疗法、纳米机器人等新方法应运而生。
 

中国科学院院士赵宇亮表示，纳米机器人治疗是在实验室中，将比细胞还小且具有一定功能的纳米颗粒组装起来的纳米机器注射到人体内，让它寻找肿瘤并进行现场治疗，精准打击杀死肿瘤细胞，是一种全新的肿瘤治疗方法。
 

除此之外，对付肿瘤细胞，还可以采用“断其粮草”的大招。凝血酶可以作用于肿瘤细胞血管内，通过在血管内形成血栓来切断肿瘤细胞的血液供应，致使肿瘤细胞死亡。DNA纳米折纸机器人将一条DNA单链进行折叠，并辅助以数百条短纤维链来固定，折叠成特定的管状结构，然后在其中装载凝血酶，并严格地与外界隔开，以保证运输过程中凝血酶不会被分解。当找到肿瘤细胞的藏身之处时，DNA纳米机器人通过肿瘤细胞表面的特定受体进行定位，打开分子开关，在适宜的血管内释放凝血酶，堵塞血管从而“饿死”肿瘤，为肿瘤治疗提供帮助。

“变形金刚”怎么“变身”
 

纳米机器人能不能像变形金刚一样自由变换形态呢？瑞士联邦理工学院、保罗谢尔研究所研究员崔继斋、博士黄天云所在团队通过对单个区域的纳米磁体进行设计，将形状变化指令通过编程的方式输入纳米机器人。对纳米磁体施加特殊的磁场序列后，实现纳米机器人的形状变化。
 

瑞士联邦理工学院教授Laura Heyderman介绍，他们团队是在纳米机器人里制备了单磁畴的纳米磁体，使得变形信息可以被重复编码到纳米机器人中，“机器人的结构由纳米尺度的弹簧和刚体面板组成。我们向机器人施加了一系列不同大小和方向的磁场，对机器人进行变形信息的编码”。

与光和热不同，磁场可以安全地穿透生物组织，这是磁控机器人的一大优势。这一特性使得磁场控制非常适合生物医学应用。黄天云博士表示，团队研发的纳米磁控微型软体机器人未来有望治疗白内障、脑血栓等疾病。“不用开颅，通过进入血管系统，在局部的靶点即可起到疏通血管的治疗效果”。

问题和挑战
 

医疗资源的匮乏和人口老龄化等问题，也使得癌症治疗纳米机器人的发展受到社会各方面的重视，深度研发肿瘤治疗纳米机器人成为科学技术发展的主流，但也面临着诸多困难。
 

最突出的问题就是用于制造纳米机器人的纳米颗粒的安全性问题。受纳米材料的微小尺度限制，在当前实验条件下，我们无法像对宏观物质那样，对纳米材料的各方面性能进行测试。由于对所使用的纳米材料缺乏全面的检测，在纳米机器人制造过程中所使用的一些纳米材料可能会存在着潜在的毒性，危害人们的身体健康。
 

赵宇亮院士表示，如何使纳米机器人到达人体内部后有效开展工作也是一大挑战，因为任何物质进入人体部后，大量蛋白都会把它缠绕、包裹起来，纳米机器人要避开这些物质阻挡，突破“千军万马”走到肿瘤这一目的地，实在是困难重重。

此外，纳米机器人在人体完成使命后是进行生物降解还是通过某种手段排出体外，都是现在需要攻克的难题。

我国著名学者周海中教授在1990年发表的《论机器人》一文中预言：到21世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的工作和生活方式。也许有一天，除了医疗领域，神奇的纳米机器人能让工业领域的电子芯片变得更微小，能在军事领域充当侦察员，能在环保领域降解污染源，这就意味着纳米机器人时代的来临，你期待这样的时代吗？

■E学课堂

纳米机器人可以构建所有的物体，未来惊人，可能会影响我们生活的方方面面。扫描二维码，来看看纳米机器人的“庐山真面目”吧！