आणविक रोबोटिक्स: ये सूक्ष्म रोबोट लगभग कुछ भी कर सकते हैं

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  क्वांटमरन दूरदर्शिता
• नवम्बर 30/2023

अंतर्दृष्टि सारांश

आणविक रोबोटिक्स, रोबोटिक्स, आणविक जीव विज्ञान और नैनोटेक्नोलॉजी के गठजोड़ पर एक अंतःविषय उद्यम, जिसका नेतृत्व हार्वर्ड के वाइस इंस्टीट्यूट कर रहे हैं, आणविक स्तर पर जटिल कार्य करने में सक्षम रोबोटों में डीएनए स्ट्रैंड्स की प्रोग्रामिंग को बढ़ावा दे रहा है। सीआरआईएसपीआर जीन-संपादन का लाभ उठाते हुए, ये रोबोट दवा विकास और निदान में क्रांतिकारी बदलाव ला सकते हैं, जिसमें अल्टीव्यू और न्यूप्रोब जैसी संस्थाएं व्यावसायिक क्षेत्र में अग्रणी भूमिका निभाएंगी। जबकि शोधकर्ता जटिल कार्यों के लिए डीएनए रोबोटों के झुंड की खोज कर रहे हैं, जैसे कि कीट उपनिवेश, वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग अभी भी क्षितिज पर हैं, जो दवा वितरण में अद्वितीय सटीकता, नैनो प्रौद्योगिकी अनुसंधान के लिए एक वरदान और विभिन्न उद्योगों में आणविक सामग्री के निर्माण की क्षमता का वादा करते हैं। .

आणविक रोबोटिक्स संदर्भ

हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के वाइस इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल इंस्पायर्ड इंजीनियरिंग के शोधकर्ताओं को डीएनए के अन्य संभावित उपयोग के मामलों में दिलचस्पी थी, जो विभिन्न आकार, आकार और कार्य में इकट्ठे हो सकते हैं। उन्होंने रोबोटिक्स की कोशिश की। यह खोज इसलिए संभव हो पाई क्योंकि डीएनए और रोबोट एक चीज साझा करते हैं - एक विशिष्ट उद्देश्य के लिए प्रोग्राम करने की क्षमता। रोबोट के मामले में, उन्हें बाइनरी कंप्यूटर कोड के माध्यम से और डीएनए के मामले में न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों के माध्यम से हेरफेर किया जा सकता है। 2016 में, संस्थान ने मॉलिक्यूलर रोबोटिक्स इनिशिएटिव बनाया, जो रोबोटिक्स, आणविक जीवविज्ञान और नैनोटेक्नोलॉजी विशेषज्ञों को एक साथ लाया। वैज्ञानिक अणुओं की सापेक्ष स्वतंत्रता और लचीलेपन से उत्साहित थे, जो स्वयं-इकट्ठा हो सकते हैं और वास्तविक समय में पर्यावरण पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं। इस सुविधा का मतलब है कि इन प्रोग्राम योग्य अणुओं का उपयोग नैनोस्केल डिवाइस बनाने के लिए किया जा सकता है जिनके विभिन्न उद्योगों में उपयोग के मामले हो सकते हैं।

आनुवंशिक अनुसंधान में नवीनतम सफलताओं द्वारा आणविक रोबोटिक्स को सक्षम किया गया है, विशेष रूप से जीन-संपादन उपकरण सीआरआईएसपीआर (क्लस्टर नियमित रूप से इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पैलिन्ड्रोमिक रिपीट)। यह उपकरण आवश्यकतानुसार डीएनए स्ट्रैंड को पढ़, संपादित और काट सकता है। इस तकनीक के साथ, डीएनए अणुओं को और भी अधिक सटीक आकार और विशेषताओं में हेरफेर किया जा सकता है, जिसमें जैविक सर्किट भी शामिल हैं जो कोशिका में किसी भी संभावित बीमारी का पता लगा सकते हैं और स्वचालित रूप से इसे मार सकते हैं या इसे कैंसर बनने से रोक सकते हैं। इस संभावना का मतलब है कि आणविक रोबोट दवा विकास, निदान और चिकित्सा विज्ञान में क्रांति ला सकते हैं। वाइस इंस्टीट्यूट इस परियोजना के साथ अविश्वसनीय प्रगति कर रहा है, पहले से ही दो वाणिज्यिक कंपनियों की स्थापना कर रहा है: उच्च परिशुद्धता ऊतक इमेजिंग के लिए अल्टीव्यू और न्यूक्लिक एसिड डायग्नोस्टिक्स के लिए न्यूप्रोब।

विघटनकारी प्रभाव

आणविक रोबोटिक्स का एक प्रमुख लाभ यह है कि ये छोटे उपकरण अधिक जटिल लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए एक-दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं। चींटियों और मधुमक्खियों जैसे कीड़ों की कॉलोनियों से संकेत लेते हुए, शोधकर्ता रोबोटों के झुंड विकसित करने पर काम कर रहे हैं जो जटिल आकार बना सकते हैं और अवरक्त प्रकाश के माध्यम से एक दूसरे के साथ संचार करके कार्यों को पूरा कर सकते हैं। इस प्रकार की नैनोटेक्नोलॉजी हाइब्रिड, जहां डीएनए की सीमाओं को रोबोट की कंप्यूटिंग शक्ति के साथ बढ़ाया जा सकता है, में कई अनुप्रयोग हो सकते हैं, जिसमें अधिक कुशल डेटा भंडारण भी शामिल है जिसके परिणामस्वरूप कम कार्बन उत्सर्जन हो सकता है।

जुलाई 2022 में, जॉर्जिया स्थित एमोरी विश्वविद्यालय के छात्रों ने डीएनए-आधारित मोटर्स के साथ आणविक रोबोट बनाए जो जानबूझकर एक विशिष्ट दिशा में आगे बढ़ सकते हैं। मोटरें अपने वातावरण में रासायनिक परिवर्तनों को महसूस करने में सक्षम थीं और जानती थीं कि कब चलना बंद करना है या दिशा को पुन: व्यवस्थित करना है। शोधकर्ताओं ने कहा कि यह खोज चिकित्सा परीक्षण और निदान की दिशा में एक बड़ा कदम है क्योंकि झुंड आणविक रोबोट अब मोटर-टू-मोटर संचार कर सकते हैं। इस विकास का मतलब यह भी है कि ये झुंड मधुमेह या उच्च रक्तचाप जैसी पुरानी बीमारियों को नियंत्रित करने में मदद कर सकते हैं। हालाँकि, हालांकि इस क्षेत्र में अनुसंधान से कुछ प्रगति हुई है, अधिकांश वैज्ञानिक इस बात से सहमत हैं कि इन छोटे रोबोटों के बड़े पैमाने पर, वास्तविक दुनिया में अनुप्रयोग अभी भी वर्षों दूर हैं।

आणविक रोबोटिक्स के निहितार्थ

आणविक रोबोटिक्स के व्यापक निहितार्थों में शामिल हो सकते हैं: 

• मानव कोशिकाओं पर अधिक सटीक शोध, जिसमें विशिष्ट कोशिकाओं तक दवाएं पहुंचाने में सक्षम होना भी शामिल है।
• नैनोटेक्नोलॉजी अनुसंधान में निवेश में वृद्धि, विशेष रूप से स्वास्थ्य सेवा प्रदाताओं और बड़ी फार्मा द्वारा।
• औद्योगिक क्षेत्र आणविक रोबोटों के झुंड का उपयोग करके जटिल मशीनरी भागों और आपूर्ति का निर्माण करने में सक्षम है।
• आणविक-आधारित सामग्रियों की खोज में वृद्धि हुई है जिन्हें कपड़ों से लेकर निर्माण भागों तक किसी भी चीज़ पर लागू किया जा सकता है।
• नैनोरोबोट जिन्हें उनके घटकों और अम्लता को बदलने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, यह इस पर निर्भर करता है कि उन्हें जीवों में या बाहर काम करने की आवश्यकता होगी या नहीं, जिससे वे अत्यधिक लागत प्रभावी और लचीले श्रमिक बन जाते हैं।

टिप्पणी करने के लिए प्रश्न

• उद्योग में आणविक रोबोट के अन्य संभावित लाभ क्या हैं?
• जीव विज्ञान और स्वास्थ्य देखभाल में आणविक रोबोट के अन्य संभावित लाभ क्या हैं?