Молекуларна роботика: Овие микроскопски роботи можат да направат речиси сè

• автор:
• име на авторот

  Quantumrun Foresight
• Ноември 30, 2023

Резиме на увид

Молекуларната роботика, интердисциплинарен потфат во врската на роботиката, молекуларната биологија и нанотехнологијата, предводена од Институтот Wyss на Харвард, го поттикнува програмирањето на нишките на ДНК во роботи способни да извршуваат сложени задачи на молекуларно ниво. Користејќи го CRISPR генското уредување, овие роботи би можеле да направат револуција во развојот и дијагностиката на лекови, со ентитети како Ultivue и NuProbe кои водат комерцијални напади. Додека истражувачите истражуваат роеви од ДНК роботи за сложени задачи, слични на колонии на инсекти, апликациите во реалниот свет се сè уште на хоризонтот, ветувајќи неспоредлива прецизност во испораката на лекови, благодет за истражување на нанотехнологијата и потенцијал за изградба на молекуларни материјали во различни индустрии .

Контекс на молекуларна роботика

Истражувачите од Wyss Институтот за биолошки инспирирано инженерство на Универзитетот Харвард беа заинтригирани за другите потенцијални случаи на употреба на ДНК, кои можат да се соберат во различни форми, големини и функции. Пробаа роботика. Ова откритие е овозможено затоа што ДНК и роботите делат една работа - способноста да се програмираат за одредена цел. Во случајот на роботите, тие може да се манипулираат преку бинарен компјутерски код, а во случајот на ДНК, со нуклеотидни секвенци. Во 2016 година, Институтот ја создаде иницијативата за молекуларна роботика, која ги собра експертите за роботика, молекуларна биологија и нанотехнологија. Научниците беа возбудени од релативната независност и флексибилност на молекулите, кои можат сами да се соберат и да реагираат во реално време на околината. Оваа карактеристика значи дека овие програмабилни молекули може да се користат за создавање на нано уреди кои можат да имаат случаи за употреба во различни индустрии.

Молекуларната роботика е овозможена со најновите откритија во генетското истражување, особено алатката за уредување на гени CRISPR (групирани редовно меѓупросторни кратки палиндромски повторувања). Оваа алатка може да чита, уредува и сече ДНК нишки по потреба. Со оваа технологија, молекулите на ДНК може да се манипулираат во уште попрецизни форми и карактеристики, вклучувајќи биолошки кола кои можат да откријат каква било потенцијална болест во клетката и автоматски да ја убијат или да спречат да стане канцерогена. Оваа можност значи дека молекуларните роботи можат да го револуционизираат развојот на лекови, дијагнозите и терапиите. Институтот Wyss прави неверојатен напредок со овој проект, веќе основајќи две комерцијални компании: Ultivue за високопрецизно снимање на ткиво и NuProbe за дијагностика на нуклеинска киселина.

Нарушувачко влијание

Една од главните придобивки на молекуларната роботика е тоа што овие мали уреди можат да комуницираат едни со други за да постигнат посложени цели. Земајќи знаци од колониите на инсекти како мравки и пчели, истражувачите работат на развој на роеви роботи кои можат да формираат сложени форми и да ги завршат задачите преку меѓусебна комуникација преку инфрацрвена светлина. Овој тип на нанотехнолошки хибрид, каде што границите на ДНК може да се зголемат со компјутерската моќ на роботите, може да има неколку апликации, вклучително и поефикасно складирање на податоци што може да резултира со помали емисии на јаглерод.

Во јули 2022 година, студентите од Универзитетот Емори со седиште во Џорџија создадоа молекуларни роботи со мотори базирани на ДНК кои можат намерно да се движат во одредена насока. Моторите можеа да ги почувствуваат хемиските промени во нивната околина и да знаат кога да престанат да се движат или да ја рекалибрираат насоката. Истражувачите рекоа дека ова откритие е голем чекор кон медицинско тестирање и дијагностика бидејќи рој молекуларни роботи сега можат да комуницираат мотор со мотор. Овој развој исто така значи дека овие роеви можат да помогнат во контролата на хроничните болести како дијабетес или хипертензија. Сепак, иако истражувањата на ова поле донесоа одредени достигнувања, повеќето научници се согласуваат дека големите, реални апликации на овие мали роботи се уште се со години.

Импликации на молекуларната роботика

Пошироките импликации на молекуларната роботика може да вклучуваат: 

• Попрецизно истражување за човечките клетки, вклучително и можност за испорака на лекови до одредени клетки.
• Зголемени инвестиции во нанотехнолошките истражувања, особено од давателите на здравствени услуги и големите фарми.
• Индустрискиот сектор може да изгради сложени машински делови и материјали користејќи рој молекуларни роботи.
• Зголемено откривање на материјали засновани на молекуларна база кои можат да се применат на се, од облека до градежни делови.
• Нанороботи кои можат да се програмираат да ги менуваат нивните компоненти и киселост, во зависност од тоа дали ќе се бара од нив да работат во организми или надвор, што ги прави многу исплатливи и флексибилни работници.

Прашања за коментирање

• Кои се другите потенцијални придобивки од молекуларните роботи во индустријата?
• Кои се другите потенцијални придобивки од молекуларните роботи во биологијата и здравството?