微型機(jī)器人是機(jī)器人研究的重要領(lǐng)域，對于醫(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。別看這個機(jī)器人這么小，可謂“麻雀雖小，五臟俱全”。原文作者為 Timothy Revell，文章發(fā)表于《New Scientist》雜志網(wǎng)站。
相信我，近期你是肯定不會見到比這更小的機(jī)器人了。這款機(jī)器人僅包含一條 DNA 單鏈，以 6 納米每步的步幅來移動，這一步幅大約是人類步幅的十億分之一。這款 DNA 機(jī)器人可以拾取并運送微型貨物，它的研發(fā)團(tuán)隊是加利福尼亞理工學(xué)院助理教授 Lulu Qian 實驗室，他們希望在未來能夠利用它的這一功能將藥物運送到個體患病細(xì)胞，或者是幫助組裝一些制造難度很高的化合物。美國《科學(xué)》雜志對此評價道：“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 Lulu Qian 表示，就像各類機(jī)器人會被派往距我們太過遙遠(yuǎn)、人類無法到達(dá)的地方或者行星一樣，這種分子機(jī)器人也可以“被派送到對于人類來說太微小而無法進(jìn)入的地方，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，主要用于運載貨物。為了對它進(jìn)行測試，Qian 帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊設(shè)計出了一個長寬均為 58 納米的平坦場地，場地中間有上百個 DNA“墊腳石”，用于機(jī)器人在其間跳行。機(jī)器人在移動時，首先一只腳站穩(wěn)，然后抬起另一只腳，隨意地從一個墊腳石挪動到另一個墊腳石，途中遇到所需運載的貨物時，他就會拿起貨物，繼續(xù)前行，直到找到可卸載貨物地點。
機(jī)器人途中收集的物體以及可卸載貨物地點地是由機(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)測的。
在測試過程中，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，并將這些染料運載到了兩個指定位置。
提升速度
聽上去這一機(jī)器人移動的速度好像感覺很快，但其實它在每一個墊腳石之間移動都需要漫長的五分鐘，這意味著要覆蓋整個測試場地，需要整整一天的時間。Qian 和她的團(tuán)隊成員都表示，可以通過添加一種酶來增加助推力，從而提高速度，或者也可以給機(jī)器人安裝一個化學(xué)馬達(dá)?；蛘咭部梢蕴砑痈嗟臋C(jī)器人，“人多力量大”用在納米尺度的環(huán)境中也同樣合適。
英國華威大學(xué)（University of Warwick）的教授 Robert Cross 表示：“這是微型機(jī)器人技術(shù)的一個例證，并且它還可以編程，結(jié)果可以預(yù)測，這對于超精密醫(yī)學(xué)來說是十分重要的。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)建納米級別的其他事物，例如化學(xué)成分等。
