روبوتية نانوية

	Part of a series of articles on; Nanotechnology;
	History; Implications; Applications; Regulation; Organizations; Popular culture; List of topics
	Nanomaterials
	Fullerene; Carbon Nanotubes; Nanoparticles;
	Nanomedicine
	Nanotoxicology; Nanosensor ;
	Molecular self-assembly
	Self-assembled monolayer; Supramolecular assembly ; DNA nanotechnology
	Nanoelectronics
	Molecular electronics; Nanolithography ;
	Scanning probe microscopy
	Atomic force microscope; Scanning tunneling microscope
	Molecular nanotechnology
	Molecular assembler; Nanorobotics; Mechanosynthesis
	Nanotechnology Portal; v; t; e;

جزء من سلسلة مقالات حول; تقنية الصغائر الجزيئية;
	المجمع الجزيئي; التخليق الميكانيكي; الماكينة الجزيئية; الأنظمة الصغرية المنتجة; الإنسالية الصغرية; ك. إريك دركسلر; محرّكات الابتكار; الهلام الرمادي
	شاهد أيضا; تقنية الصغائر; عرض • نقاش • تعديل

الروبوتية النانوية Nanorobotics، هي تقنية ناشئة لتخليق الآلات أو الروبوتات بحجم أو قريب من المقياس النانومتري (10^-9 متر).^[1]^[2]^[3] بشكل أكثر تحديداً، يشير مصطلح الروبوتية النانوية، تخصص هندسة التقنية النانوية المعني بتصميم وبناء الروبوتات النانوية، بأجهزة يتراوح حجمها من 0.1-10 ميكرومتر وتنشأ من مكونات على نطاق نانوي أو جزيئي.^[4]^[5] مصطلح النانوبوت nanobot، النانويد nanoid، النانيت nanite، الآلات النانوية nanomachine، أو النانومايت nanomite تستخدم أيضاً لوصف مثل هذا الأجهزة الموجودة حالياً قيد البحث والتطوير.^[6]^[7]

تخضع الآلات النانوية في معظمها لمرحلة البحث والتطوير، لكن تم اختبار بعض الآلات الجزيئية الأولية. ومن الأمثلة على ذلك مستشعر ذو مفتاح تبديل يبلغ حوالي 1.5 نانومتر، قادر على حساب جزيئات محددة في العينات الكيميائية. أول التطبيقات المفيدة للآلات النانوية، إذا بُنيت، قد يكون في التكنولوجيا الطبية، حيث قد يستخدم للتعرف على الخلايا السرطانية وتدميرها. ومن التطبيقات المحتملة الأخرى الكشف على الكيماويات السامة، وقياس تركيزاتها، في البيئة. مؤخراً، استعرضت جامعة رايس سيارة وحيدة الجزيء التي جرى تطويرها من خلال عملية كيميائية واستخدمت كرات بوكي لصنع العجلات. يتم تشغيلها من خلال التحكم في درجة الحرارة البيئية وبواسطة تموضع طرف مجهر المسح النفقي.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

النظرية الإنسالية الصغروية

بما أن الربوتات النانوية قد تكون صغروية الحجم، قد يكون من الضروري أن تعمل أعداد كبيرة منها معاً لتنفيذ المهام الصغروية والمكروية. هذه الأسراب النانوية، سواء تلك الغير قادرة على التناسخ (كما في مولد الضباب) وتلك القادرة على التناسخ الغير مقيد في البيئة الطبيعية (كما هو الحال في گو گراي والأشكال الأقل شيوعاً)، توجد العديد من قصص الخيال العلمي، مثل المسبار النانوي بورگ في ستار تريك. كلمة "نانو-بوت" nanobot (أو "نانيت" nanite، "نانوجين" nanogene، أو "نانو-أنت" nanoant) عادة ما تستخدم للإشارة إلى السياق الخيالي وهي مصطلح غير رسمي بل حتى إزدرائي للإشارة إلى المفهوم الهندسي للربوتات النانوية. كلمة روبوت نانوي هي مصطلح تقني صحيح في السياق الغير خيالي للدراسات الهندسية الجادة.^{[بحاجة لمصدر]}

بعض مؤيدي الربوتية النانوية، كرد فعل على السيناريوهات المخيفة لگو گراي ساعدت في وقت سابق على انتشار، والتمسك بالرأي القائل بأن الربوتات النانوية القادرة على التناسخ خارج بيئة المصنع المقيدة لا تشكل جزءاً ضرورياً من تقنية النانو المنتجة المزعومة، وأن عملية النسخ الذاتي، إذا ما تم تطويرها، يمكن جعلها آمنة بطبيعتها. كما يؤكدون أن النسخ المتماثلة free-foraging هي في الواقع بعيدة عن خططهم الحالية لتطوير واستخدام التصنيع الجزيئي. ^[8] ^[9]

في مثل هذه الخطط، طُرحت التقنية النانوية الطبية المستقبلية لتوظيف الربوتات النانوية المحقونة في أجسام المرضى للعلاج على المستوى الخلوي. يفترض أن تكون الربوتات النانوية المخصصة للاستخدام الطبي غير قابلة للتناسخ، حيث أن التناسخ سيزيد من تعقيد الأجهزة، ويقلل من الموثوقية، ويتداخل مع المهمة الطبية. بدلاً من ذلك، يُفترض أن تُصنع الربوتات الطبية في مصانع نانوية افتراضية يتم التحكم فيها بعناية، حيث يتم دمج الآلات النانوية بشكل قوي في أجهزة-سطح المكتب المفترضة التي من شأنها أن تبني منتجات مجهرية.^{[بحاجة لمصدر]}

طرح روبرت فريتاس مناقشة مفصلة حول تقنية الروبوتية النانوية، بما في ذلك قضايا التصميم المحددة مثل الاستشعار عن بعد، والاتصالات عبر الطاقة، والملاحة، والمناورة، والحركة، والحساب الداخلي، في السياق الطبي للطب النانوي. على الرغم من أن الكثير من هذه المناقشات لا تزال على مستوى العموميات الغير قابلة للتنفيذ ولا تقترب من مستوى الهندسة التفصيلية، فإن تعاون المصنع النانوي^[10] التي أسسها روبرت فريتاس ورالف مركل عام 2000، هي جهد متواصل مركز يضم 23 باحثاً من 10 منظمات و4 بلدان يعملون على تطوير جدول أعمال بحثي عملي^[11] ويهدف على وجه التحديد إلى تطوير التخليق الآلي والمصنع النانوي ذو البنية الأماسية الذي سيكون قادراً على بناء روبوتات طبية ذات بنية ألماسية.

النوبوت

النوبوت Nubot هو اختصار "روبوتات الحمض الأميني" Nucleic Acid Robots. النوبوتات هي أجهزة روبوتات اصطناعية على النطاق النانوي. النوبوتات الممثلة تشمل جوالات الدنا التي أشارت إليها مجموعة نـِد سيمان في جامعة نيويورك، مجموعة نيلز پيرس في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، مجموعة جون ريف في جامعة دوك، مجموعة تشنگ‌ده في جامعة پوردو ومجموعة أندرو تربلفيل في جامعة أكسفورد

الإنساليات الصغرية العملية

الاستخدام المشترك للإلكترونيات النانوية والطباعة الضوئية، والمواد الحيوية الجديدة، هي طريقة مجدية لتمكين تقنية التصنيع المطلوبة نحو الروبوتات النانوية للتطبيقات الطبية الشائعة، مثل الأدوات الجراحية والتشخيص وإيتاء الأدوية.^[12]^[13]^[14] في الواقع، فإن هذا النهج المجدي نحو التصنيع باستخدام التقنية النانوية هو ممارسة تستخدم حالياً في صناعة الإلكترونيات.^[15] لذا، يجب أن تكون الروبوتات النانوية العملية متكاملة كأجهزة الإلكترونيات النانوية، والتي ستسمح بالتشغيل عن بعد والقدرات المتقدمة للأجهزة الطبية.^[16]^[17]

الروبوتية النانوية في الخيال

كانت الروبوتات النانوية موضوعاً متكرراً في الكثير من روايات الخيال العلمي، عروض وأفلام سكاي-فاي، مثل عرض القزم الأحمر حيث كان يستخدم لتصنيع ذراع جديدة ديڤ ليستر من أنسجة جسمه الزائدة. في سلسلة ألعاب الڤيديو الشهيرة متال گير سوليد، كان لدى العديد من الشخصيات والجنود بصفة عامة، "آلات نانوية" في مجرى دمهم. كانوا يستخدمونها كآلية للشفاء في سلسلة پلاي ستيشن سوني راتشت أند كلانك. في لعبة سيستم تشوك 2، استخدمت "النانيتس" كعملة فضلاً عن استخدامها كنوع من الذخيرة. كما ظهرت الروبوتات النانوية في فترة قناة سكاي فاي في مسرح العلوم الغامضة 3000، حيث كانت تُعرف "بالنانيتس". صُورت في العرض على هيئة روبوتات مجهرية قائمة بذاتها شبيهة بالبق ذات شخصيات متمايزة، من بينها حلاق ومراقب عمال نقابي.

في ستارگيت: أطلنتس يوجد سباق آلات تسمى "أسورانس" Asurans أو "النساخ" حيث كانت أجسامهم بالكامل عبارة عن نانيتس (روبوتات نانوية).

لعبت تصويب منظور الشخص الأول كرايسيس تتضمن مجموعة تتألف من روبوتات نانوية، كاملة التسليح، الصحة، القوة المحسنة، السرعة والتي تتمكن أيضاً إلى التمويه النشط. في لعبة سيبرپنك، ديوس إكس، عائلة دنتون كانوا هم البشر الوحيدين الذين يمكنهم تحمل "النانيتس" داخل أجسادهم. يسمح سمح هذا الشكل من أشكال التعزيز باستخدام القوى المتعددة، فضلاً عن خلق حالة من الاستياء بين هؤلاء وبين الجيل الأقدم الذين يضحون بأطرافهم كلها من أجل التحسينات الإلكترونية الأكثر ثباتاً. في فيلم إ-روبوت، استخدمت النانيتس للقضاء على الذكاء الاصطناعي في حالة حدوث خلل. في نهاية الفيلم ظهروا وهم يستخدمون على NS5 وعلى VIKI. أما النانتيس نفسها فلم تظهر بشكل صريح لكنها كانت تبدو على شكل أجسام فضية متحركة تحتوي على سائل.

كانت الروبوتات النانوية محور رواية مايكل كرايتون، الفريسة (2002).

تطبيقات محتملة

التشخيص المبكر وإيتاء الدواء الموجه لعلاج السرطان^[18]^[19]^[20]
أجهزة الطب الحيوي^[21]
الجراحة^[22]^[23]
الحركية الدوائية^[24]
متابعة السكري^[25]^[26]^[27]
الرعاية الصحية^[28]

انظر أيضاً

المصادر

^ Vaughn JR (2006). "Over the Horizon: Potential Impact of Emerging Trends in Information and Communication Technology on Disability Policy and Practice". National Council on Disability, Washington DC: 1–55.
^ Ghosh, A.; Fischer, P. (2009). "Controlled Propulsion of Artificial Magnetic Nanostructured Propellers". Nano Letters. 9 (6): 2243–2245. Bibcode:2009NanoL...9.2243G. doi:10.1021/nl900186w. PMID 19413293.
^ Sierra, D. P.; Weir, N. A.; Jones, J. F. (2005). "A review of research in the field of nanorobotics". U.S. Department of Energy – Office of Scientific and Technical Information Oak Ridge, TN. SAND2005-6808: 1–50. doi:10.2172/875622.
^ Tarakanov, A. O.; Goncharova, L. B.; Tarakanov Y. A. (2009). "Carbon nanotubes towards medicinal biochips". Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2 (1): 1–10. doi:10.1002/wnan.69. PMID 20049826.
^ Ignatyev, M. B. (2010). "Necessary and sufficient conditions of nanorobot synthesis". Doklady Mathematics. 82 (1): 671–675. doi:10.1134/S1064562410040435.
^ Cerofolini, G.; Amato, P.; Asserini, M.; Mauri, G. (2010). "A Surveillance System for Early-Stage Diagnosis of Endogenous Diseases by Swarms of Nanobots". Advanced Science Letters. 3 (4): 345–352. doi:10.1166/asl.2010.1138.
^ Yarin, A. L. (2010). "Nanofibers, nanofluidics, nanoparticles and nanobots for drug and protein delivery systems". Scientia Pharmaceutica Central European Symposium on Pharmaceutical Technology. 78 (3): 542. doi:10.3797/scipharm.cespt.8.L02.
^ Zyvex: "Self replication and nanotechnology" "artificial self replicating systems will only function in carefully controlled artificial environments ... While self replicating systems are the key to low cost, there is no need (and little desire) to have such systems function in the outside world. Instead, in an artificial and controlled environment they can manufacture simpler and more rugged systems that can then be transferred to their final destination. ... The resulting medical device will be simpler, smaller, more efficient and more precisely designed for the task at hand than a device designed to perform the same function and self replicate. ... A single device able to do [both] would be harder to design and less efficient."
^ "Foresight Guidelines for Responsible Nanotechnology Development" "Autonomous self-replicating assemblers are not necessary to achieve significant manufacturing capabilities." "The simplest, most efficient, and safest approach to productive nanosystems is to make specialized nanoscale tools and put them together in factories big enough to make what is needed. ... The machines in this would work like the conveyor belts and assembly robots in a factory, doing similar jobs. If you pulled one of these machines out of the system, it would pose no risk, and be as inert as a light bulb pulled from its socket."
^ Nanofactory
^ Positional Diamondoid Molecular Manufacturing
^ Fisher, B. (2008). "Biological Research in the Evolution of Cancer Surgery: A Personal Perspective". Cancer Research. 68 (24): 10007–10020. doi:10.1158/0008-5472.CAN-08-0186.
^ Cavalcanti, A., Shirinzadeh, B., Zhang, M. & Kretly, L.C. (2008). "Nanorobot Hardware Architecture for Medical Defense". Sensors. 8 (5): 2932–2958. doi:10.3390/s8052932.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: unflagged free DOI (link)
^ Hill, C., Amodeo, A., Joseph, J.V. & Patel, H.R.H. (2008). "Nano- and microrobotics: how far is the reality?". Expert Review of Anticancer Therapy. 8 (12): 1891–1897. doi:10.1586/14737140.8.12.1891.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Cale, T.S., Lu, J.-Q. & Gutmann, R.J. (2008). "Three-dimensional integration in microelectronics: Motivation, processing, and thermomechanical modeling". Chemical Engineering Communications. 195 (8): 847–888. doi:10.1080/00986440801930302.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Couvreur, P. & Vauthier, C. (2006). "Nanotechnology: Intelligent Design to Treat Complex Disease". Pharmaceutical Research. 23 (7): 1417–1450. doi:10.1007/s11095-006-0284-8.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Elder, J.B., Hoh, D.J., Oh, B.C., Heller, A.C., Liu, C.Y. & Apuzzo, M.L. (2008). "The future of cerebral surgery: a kaleidoscope of opportunities". Neurosurgery. 62 (6): 1555–1579. doi:10.1227/01.neu.0000333820.33143.0d.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Nanotechnology in Cancer
^ Cancer-fighting technology
^ Drug delivery
^ Medical Design Technology
^ Neurosurgery
^ Tiny robot useful for surgery
^ Drug Targeting
^ Nanorobots in Treatment of Diabetes
^ Nanorobotics for Diabetes
^ Wellness Engineering, Nanorobots, Diabetes
^ Vaughn JR. (2006). "Over the Horizon: Potential Impact of Emerging Trends in Information and Communication Technology on Disability Policy and Practice". National Council on Disability, Washington DC.: 1–55. {{cite journal}}: External link in |journal= (help)

ببليوگرافيا

K. Eric Drexler, Engines of Creation, ISBN 0-385-19973-2.

وصلات خارجية

الكلمات الدالة:

[1] Vaughn JR (2006). "Over the Horizon: Potential Impact of Emerging Trends in Information and Communication Technology on Disability Policy and Practice". National Council on Disability, Washington DC: 1–55.

[2] Ghosh, A.; Fischer, P. (2009). "Controlled Propulsion of Artificial Magnetic Nanostructured Propellers". Nano Letters. 9 (6): 2243–2245. Bibcode:2009NanoL...9.2243G. doi:10.1021/nl900186w. PMID 19413293.

[3] Sierra, D. P.; Weir, N. A.; Jones, J. F. (2005). "A review of research in the field of nanorobotics". U.S. Department of Energy – Office of Scientific and Technical Information Oak Ridge, TN. SAND2005-6808: 1–50. doi:10.2172/875622.

[4] Tarakanov, A. O.; Goncharova, L. B.; Tarakanov Y. A. (2009). "Carbon nanotubes towards medicinal biochips". Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2 (1): 1–10. doi:10.1002/wnan.69. PMID 20049826.

[5] Ignatyev, M. B. (2010). "Necessary and sufficient conditions of nanorobot synthesis". Doklady Mathematics. 82 (1): 671–675. doi:10.1134/S1064562410040435.

[6] Cerofolini, G.; Amato, P.; Asserini, M.; Mauri, G. (2010). "A Surveillance System for Early-Stage Diagnosis of Endogenous Diseases by Swarms of Nanobots". Advanced Science Letters. 3 (4): 345–352. doi:10.1166/asl.2010.1138.

[7] Yarin, A. L. (2010). "Nanofibers, nanofluidics, nanoparticles and nanobots for drug and protein delivery systems". Scientia Pharmaceutica Central European Symposium on Pharmaceutical Technology. 78 (3): 542. doi:10.3797/scipharm.cespt.8.L02.

[8] Zyvex: "Self replication and nanotechnology" "artificial self replicating systems will only function in carefully controlled artificial environments ... While self replicating systems are the key to low cost, there is no need (and little desire) to have such systems function in the outside world. Instead, in an artificial and controlled environment they can manufacture simpler and more rugged systems that can then be transferred to their final destination. ... The resulting medical device will be simpler, smaller, more efficient and more precisely designed for the task at hand than a device designed to perform the same function and self replicate. ... A single device able to do [both] would be harder to design and less efficient."

[9] "Foresight Guidelines for Responsible Nanotechnology Development" "Autonomous self-replicating assemblers are not necessary to achieve significant manufacturing capabilities." "The simplest, most efficient, and safest approach to productive nanosystems is to make specialized nanoscale tools and put them together in factories big enough to make what is needed. ... The machines in this would work like the conveyor belts and assembly robots in a factory, doing similar jobs. If you pulled one of these machines out of the system, it would pose no risk, and be as inert as a light bulb pulled from its socket."

[10] Nanofactory

[11] Positional Diamondoid Molecular Manufacturing

[12] Fisher, B. (2008). "Biological Research in the Evolution of Cancer Surgery: A Personal Perspective". Cancer Research. 68 (24): 10007–10020. doi:10.1158/0008-5472.CAN-08-0186.

[13] Cavalcanti, A., Shirinzadeh, B., Zhang, M. & Kretly, L.C. (2008). "Nanorobot Hardware Architecture for Medical Defense". Sensors. 8 (5): 2932–2958. doi:10.3390/s8052932.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: unflagged free DOI (link)

[14] Hill, C., Amodeo, A., Joseph, J.V. & Patel, H.R.H. (2008). "Nano- and microrobotics: how far is the reality?". Expert Review of Anticancer Therapy. 8 (12): 1891–1897. doi:10.1586/14737140.8.12.1891.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[15] Cale, T.S., Lu, J.-Q. & Gutmann, R.J. (2008). "Three-dimensional integration in microelectronics: Motivation, processing, and thermomechanical modeling". Chemical Engineering Communications. 195 (8): 847–888. doi:10.1080/00986440801930302.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[16] Couvreur, P. & Vauthier, C. (2006). "Nanotechnology: Intelligent Design to Treat Complex Disease". Pharmaceutical Research. 23 (7): 1417–1450. doi:10.1007/s11095-006-0284-8.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[17] Elder, J.B., Hoh, D.J., Oh, B.C., Heller, A.C., Liu, C.Y. & Apuzzo, M.L. (2008). "The future of cerebral surgery: a kaleidoscope of opportunities". Neurosurgery. 62 (6): 1555–1579. doi:10.1227/01.neu.0000333820.33143.0d.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[NCI-18] Nanotechnology in Cancer

[PhysOrg-19] Cancer-fighting technology

[NCBI-20] Drug delivery

[MDT-21] Medical Design Technology

[22] Neurosurgery

[JerusalemPost-23] Tiny robot useful for surgery

[24] Drug Targeting

[25] Nanorobots in Treatment of Diabetes

[NanoVIP-26] Nanorobotics for Diabetes

[SPIEBiomedical-27] Wellness Engineering, Nanorobots, Diabetes

[28] Vaughn JR. (2006). "Over the Horizon: Potential Impact of Emerging Trends in Information and Communication Technology on Disability Policy and Practice". National Council on Disability, Washington DC.: 1–55. {{cite journal}}: External link in |journal= (help)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]