納米機器人領域新突破,日本研發可由 DNA 控制變形的微型機器人

日本研究團隊近日在取得了一項偉大的突破,他們研發了一種由 DNA 控制移動的微型機器人,能在特定的信號會發生形體變化,就像變形蟲一樣。該項研究成果已發表在國際期刊『Science Robotics』上,研究論文標題為『微米級分子機器人通過變形回應信號分子』(Micrometer-sized molecular robot changes its shape in response to signal molecules)。

雖然納米機器人這項尖端技術還在實驗研發階段,但不少科學家們利用生物可降解材料構建的納米機器人,能通過磁場或是其他能量(包括光能、熱能或電能)驅動,在人體體內的微觀世界遊走,可清除人體內有害物質、修復損壞基因、激活細胞能量以及維護人體健康。

但該機器人與其他納米機器人不同,它完全是由生物和化學成分組成,整個系統有 27 種成分,其主體結構是磷脂雙分子層製成的囊泡,當有紫外線照射時,光敏 DNA 會裂成單鏈,附著在染色體微管上,微管的結構十分穩定,而核苷酸三磷酸腺苷(ATP)會提供能量使染色體微管滑動,「衝擊」磷脂雙分子層,使機器人的外膜突出,從而改變整個囊腔的形狀。

簡單的來說,也就是在內部的分子組件協同工作下,該機器人能通過類似拉伸動作改變囊泡的形狀,使其在流體環境中像細胞一樣運動,而當機器人被光照射時,運動也會停止。此外,研究團隊也還展示了相反的過程,即通過光照使其產生形體變化。

而這種獨特的運動方式,可以使機器人在微生物領域中大顯身手,在肉眼看不見的微觀世界裡,完成人們自己不可能完成的任務,比如,配備微型電腦和感測器來探索微生物分子環境,或是作為藥物的納米載體等。

更重要的是,該機器人還不到 1 微米,而這大小足以潛入細胞甚至是細胞核內,其研發者也表示,希望未來機器人可以進入細胞內發現和診斷細胞內部的問題。

另外,研發人員還將機器人的組件集成到一個功能系統中,為構建更具複雜性和功能性的可控運動分子機器人提供一個平台。

但就像電腦病毒的傳播一樣,所有以上這些努力都無法阻止那些不懷好意的人有意釋放某種納米機器人作為害人武器,也許未來我們還需要一個納米技術的免疫系統與他們戰鬥。(本文作者:左思思 @深圳灣)

以下為視頻介紹:

用DNA編程的變形蟲機器人 - 騰訊視頻 https://v.qq.com/x/page/g0381oz509s.html

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