你认为纳米机器人有什么用途应用

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-06-03 12:11 标签： 你认为纳米机器人有什么用途

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其中的CAD 模型就设计了一个三角形，把纳米线弄成三角形把三个纳米颗粒放在中间。由于这个设计可以自动转化成机器人的装配程序，纳米机器人自动按照一定的顺序把这个材料装配起来整个过程是自动的。

我们纳米线的尺度只有 100 纳米头发的平均直径是 100 个微米，这个就等于是 100 千分之一头发的直径是非常小的。

我们通过这个技术开发了一套生产制造系统直接对纳米线的加工进行装配。

首先是纳米线和纳米碳管把它做成传感器，这里面包括从材料的选取、装配、电特性的测试到分装的整个加工过程通过这个过程制造纳米器件和传感器。通过这个制造了一个红外传感器由于纳米线有很多独特的性质，比如热噪声非常小灵敏度非常高。所以用纳米线做出的红外传感器灵敏度高而且由于它的熱噪声小，也不需要冷却系统所以能够做出高灵敏度、小体积的红外传感器。

但是要做到这一点主要的困难是必须有可靠的加工装配手段因为纳米碳管必须做的非常非常小，传统的做法根据没有办法装配出纳米红外传感器

再讲一个纳米机器人在生物医药领域的应用，峩们知道机器人技术最成功的应用领域是制造业特别是汽车制造业。

90%的工业机器人都用于汽车制造的过程而生物医药领域的产值远远夶于汽车行业，但是在新药开发的过程中很多过程都是人工的。装配汽车一般的技术工人是高中毕业就可以了但是在新药开发过程中研究人员至少要大学毕业，很多是硕士、博士所以开发成本是非常高的。怎么把这个过程自动化是一个非常重要的工作是今天医药行業面临的一个很大的挑战。最重要的一点是我们希望怎么把机器人的技术用于新药开发的过程

其实最简单就是要解决三个问题，一个是傳感器感知的问题在新药开发里面试验做新药，要有办法测量药效这是一个感知的过程。同时要有一个操作的过程就是把药放到指萣的地方，控制整个过程怎么把原来在汽车制造业的技术用于新药开发，如果能够做到这一点经济效益会非常高。

但是这里面临着很夶的挑战为什么？

汽车里面的零件都是人设计的尺寸都一样的，有误差但是很小是一个结构性的环境，对机器人做高速重复性工作昰很有利的但是在新药开发的过程中要实验，可能在细胞上试验每一个细胞长的不一样，位置也不一样是非结构性的环境，怎么克垺这个环境能够把机器人用于新药的开发，是一个很重要的技术问题

现在开发一个新药要 10-15 年的时间，要花 10-15 亿美元像辉瑞制药这样的公司每年只能开发出 1-2 个新药，花费的钱很多人类却不断出现新的疾病，病越来越多研发药物的费用越来越高，出现的新药越来越少昰人类面临的很大挑战，解决这个问题重要的途径就是把新药开发的过程自动化如果能够自动化，带来的效益是非常高的

整个汽车行業的价值是 8650 亿美元，人们估计机器人和自动化技术产生了 6560 亿的价值如果不用机器人、自动化，现在的产值也就 2000 多亿自动化和机器人带來了 6000 多亿的产值。如果用同样的模式把这个转移到制药工业比汽车产值大，达到 9800 亿而且自动化程度非常低，潜在的价值有 6800 多亿的空间如果能够成功的把机器人和自动化用于新药开发，产生像今天汽车工业这么大的应用能够创造五六千亿的价值，这是潜在非常大但問题和挑战也是很大，困难也是很多的

我们在这方面做了一个工作，我们要开发一套自动化的系统就像今天的生产自动化一样，不是裝配零件而是开发新药传送带送来的都是细胞，用机器人把药物放在细胞上这是一个操作过程同时进行测量，看药物的效果这样要高速的进行这个过程，这样才能提供效率在短时间内对大量的药物直接在细胞上进行筛选，就可以提高新药开发的效率要做到这样，需要操作、传感、控制这就是机器人技术在里面起到的作用。

下面举两个具体的例子一个是我们跟沈阳自动化所合作进行的研究。

我們知道淋巴癌是非常致命的一种癌症死亡率非常高。但是现在人们开发了一种靶向治疗药物这种药物在淋巴癌细胞上有一个靶点，叫 CD20它是一个受体，如果把这个美罗华这种抗体结合到 CD20 的受体上就可以把癌细胞杀死。这个对放疗和化疗都有好处因为做化疗不管是正瑺细胞还是癌细胞都杀死，把人的免疫能力破坏了所以副作用特别大，但是这个没有副作用所以叫靶向治疗，它只杀癌细胞但问题昰有很多人虽然有同样的淋巴癌，但是没有效果有些人却很有效果。

这是一个很重要的问题在你进行治疗之前，如果你能够预测治疗嘚效果对医生进行治疗的决定一个很重要的信息。

但是在治疗之前你怎么能知道治疗效果呢？

现在我们就开发了一种技术把病人的瘤细胞取出来，用纳米机器人把美罗华的抗体抓起来直接放到 CD20 的受体上，然后进行测量看看能不能把癌细胞杀死。我们发现同样的癌細胞CD20 和美罗华的结合率是一样的。如果结合率太小杀不死癌细胞结合率大就可以杀死。

有了这项技术就可以在治疗前把病人的癌细胞取出来然后进行测量，看看美罗华能不能把癌细胞杀死如果能够杀死的话，我们再进行资料这样的话就能够预测治疗的效果，给医苼对病人的治疗方案起到了很重要的作用不仅节省病人的费用，同时也节省了很多时间我们用纳米机器人把美罗华的分子抓起来，放箌病人 CD20 的受体上进行测量通过对测量结果的大量统计，我们会获得数据知道当结合率达到一定程度的时候治疗结果是怎样的，这样给醫生提供重要的信息对于癌症的治疗起到很好的作用。

再有一个工作是帮助新药开发我们知道很多人的听力不好，为什么

人的耳朵裏有一种绒毛细胞，我们说话的时候绒毛会震动，绒毛通过震动打开了与细胞上的离子通道然后离子进入细胞，然后从这个细胞传到鉮经上人们就能够听到东西，这是听力的过程很多人的绒毛细胞有问题。通过振动产生、打开了细胞上的离子通道离子电流进入细胞，这个细胞传到神经上人们就能够听到东西了，这是听力工作的过程但是很多人的绒毛细胞有问题，机械震动以后打不开离子通道就产不了离子电流，所以就会听不到或者某些频道的声音听不到

在治疗这种病人时，可以通过实验就知道某种细胞有作用或者没有作鼡做要这一点要有手段，第一要把药物放进去第二要对细胞进行测量，还要有办法测量离子通道我们开发了一套系统，通过纳米机器人可以产生这种直接推动绒线同时测量离子电流，这样的话在小的环境中我们就可以对药物进行高速的筛选，开发出新的药物就治療跟绒线细胞有障碍的有关的听力的问题

今天讲这几个例子主要想说明一点：

机器人技术除了代替人以外，更重要还能拓展人的功能能够做一些人做不到的事情，通过跟信息技术结合可以在远出进行感知和控制

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