وقتی دنیای امروز را با ۴۰-۵۰ سال قبل مقایسه می کنیم، معمولا به این نتیجه می رسیم که خیلی چیزها تغییرات اساسی داشته است حتی شاید توی دلمان بگوییم: «یادش به‌خیر! قدیم‌ها همه چیز بهتر بود!» بله! شاید در نگاه اول، با مقایسه بین زندگی امروزی و زندگی چند دهه قبل، این‌طور به نظر برسد که همه چیز به شکل ساده و بدوی، جذاب تر و شیرین تر بوده اما کافی است چند دقیقه به پیشرفت علوم مختلف در همین سال‌های اخیر و تاثیر مفید و مثبت اش بر زندگی بشر فکر کنیم تا حرف‌مان را پس بگیریم. دنیا با سرعت عجیبی تغییر کرده و علم، هر روز چهره جدید و بُعد جالب‌تری از خودش به ما نشان داده است.
ابعادی که ممکن است چون درست نمی شناسیم‌شان، برایمان مقبول نباشند و حتی در نگاه اول ما را پس بزند، اما وقتی با آگاهی نگاهِ دوباره‌ای بیندازیــم، مفید و ضروری به نظر برسد. دنیای فعلی پر شده از دانش‌های جدید و کاربردی که زندگی‌مان را ساده و بی دردسر کرده‌انــد. «نانوروباتیک»، یکی از همین دانش های بین رشته ای جدید است که در چند سال اخیر به طور جدی، وارد زندگی بشر شده. فناوری نانوروباتیک آن قدر سریع در حال پیشرفت است که دانشمندان تخمین می زنند تا اواسط قرن حاضر، زندگی انسان را به کلی متحول کند.
این تغییرات شامل از بین رفتن بسیاری از بیماری‌ها، کاهش عوامل و عوارض بسیاری از امراض و حتی جراحی‌هاست. یکی از مهمترین برنامه‌های گسترش علوم نانوروباتیک در جهان، طولانی کردن عمر بشر و مبارزه با پیری و عـواقب آن است. اگر درباره این فناوریِ جذاب کنجــکاو شده‌اید، پرونده امروز زندگی‌سلام را که شامل چیستی و کاربردهای فعلیِ نانو روبات‌هاست، از دست ندهید.
درباره نانوروبات‌ها به زبان ساده
روبات‌هایی با اندازه یک میلیاردیومِ متر
روبات کوچکی را تصور کنید که شبیه یک حشره ریز است. چند بازوی کوچک دارد و یک دوربین که برای مشاهده تصاویر و انتقال آن به کار می‌رود، روی یکی از بازوهایش نصب است؛ این ایده‌ای ابتدایی است از آن چه نانوروبات نامیده می شود. نانو روباتیک از دل علوم پایه متولد شد و با بینش مهندسی سر و سامان پیدا کرد. روبات هایی که با اندازه نانو متری یعنی یک میلیاردیوم متر (۰.۰۰۰۰۰۰۰۰۱ متر) ساخته می شوند و توسط برنامه نویس ها برای کار مشخصی برنامه ریزی می شوند و می توانند خدمات حیرت انگیزی به بشر بدهند. نانوروبات ها برای حرکت و فعالیت در محیط های مختلف، نیاز به انرژی اولیه ای دارند که معمولا از طریق پرتوهای الکترومغناطیس تامین می شود. از دهه ۸۰ میلادی تاکنون، کوچک سازی (مینیاتورسازی) از مهم ترین فعالیت ها در زمینه علوم کامپیوتری بوده است.
مینیاتورسازی باعث شده تا روبات هایی با اندازه‌های بسیار کوچک، روز به روز پیشرفته تر و طبیعتا کاربردی‌تر بشوند و به واقعی کردن رویاهای انسان ها کمک کنند. برای طراحی یک نانوروبات پزشکی، دانشمندان از مدل های طبیعی مثل ساختار رشته های DNA بهره می گیرند. نانوروبات ها برای فعالیت، مانند انسـان بـه اطـلاعـات اطـرافشـان نیاز دارند. دانش و خلاقیت، عصای دست پژوهشگرانی است که نانوروبات های مختلف را طراحی می کنند. ابتدا روباتی را که مد نظر دارند، در محیط مجازی شبیه سازی و عیوب و نیازهایش را بررسی می کنند و در نهایت، نمونه های اولیه را متناسب با محیطی که قرار است در آن کار کنند، می سازند. مثلا نانوروبات های زیستی به گونه ای طراحی می شوند که با شرایط زیستی بدن انسان سازگار باشند و بتوانند وظیفه ای را که برایشان طراحی شده است، دقیق و بدون خطر اجرا کنند.
نانوروبات‌ها به چه کار می‌آیند؟
پزشکی که درون بدنتان سفر می‌کند
چه شد که نانوروبات ها وارد دنیای پزشکی شدند؟ شاید یک روزی، خیلی فانتزی و غیر قابل باور بود که بیماری های سخت انسان به جای شیمی‌درمانی، تزریق‌های آزاردهنده و جراحی‌های دشوار به وسیله نانوروبات ها درمان بشوند اما این روزها، این رویا به شکلِ محدود عملی شده است. از آن جــا که خیلی از بیماری ها با دارو و مراقبت های معمولی، درمان نمی شوند و نیاز به جراحی های سخت و پیچیده دارند اما بیمار به دلیل ضعف بدنی و نداشتن تحمل زخم های عمیق و درد ناشی از آن، آمادگی جراحی را ندارد، نانوروبات های پزشکی به داد پزشک و بیمار رسیده‌انــد.
در این جراحی، طبیعتا بدون برش و شکاف و خونریزی، نانوروبات ها وارد بدن شده و عضو بیمار را شناسایی و به صورت گروهی آن را درمان می کنند. پزشک جراح به عنوان کنترل کننده و ناظر درمان، همه چیز را بررسی می کند و مراقب است وضعیت از حالت پیش بینی شده خارج نشود. بعضی نانو روبات ها قابلیت تصویر برداری از درون بافت ها و اندام های بدن را هم دارند و همین نکته کمک می کند پزشکان فرصت خیلی خوبی برای تشخیص و انتخاب روش درمان مناسب داشته باشند. در کنارِ این، بعضی از جراحی های خاص مثل جراحی چشم، نیازمند تجهیزات و ابزار ظریف تر و کوچک تر هستند؛ این جــا هم میکرو جراحی با کمک نانوروبات‌ها ظهور پیدا کرد و در چند سال اخیر کوچک سازی، باعث پیشرفت های زیادی در جراحی اعضای ظریف بدن شده است.
دارویی که در خون‌تان به گردش در می‌آید
تشخیص بیماری و جراحی، تنها کاری نیست که از نانوروبات های پزشک بر می آید. در حالت معمولی وقتی بدن بیمار، دارو را به وسیله تزریق یا بلعیدن دریافت می کند، دارو وارد رگ های خونی می شود و به تمام قسمت های بدن انتقال می یابد. از معایب این نوع دارورسانی، به وجود آمدن عوارض جانبی و همچنین حداقلِ تاثیر گذاری بر بخش های مختلف بدن بیمار است. نانوروبات اما با استفاده از حسگرهای خود، بخش‌های بیمار بدن انسان را شناسایی می کند و دارو را به همان نقطه می‌رساند. مزیت این نوع دارورسانی این است که دارو فقط به بخش آسیب دیده بدن فرد می رسد و عوارض جانبی هم از بین می رود.
بنابراین درمان بیماری هایی که نیاز به شیمی درمانی دارند، کاری طاقت فرسا نیست و به راحتی انجام می شود و آثار مخرب آن نیز از بین می رود. همچنین دیگر لازم نیست میزان مصرف دارو خیلی زیاد باشد چون با نانو روبات ها دارو به‌اندازه و بسیار سریع به خون منتقل می شود. در نانوروبات های جدید ساخته شده، رشته‌های بلند DNA را با یک ویروس غیرمضر برای انسان با رشته‌های کوتاه DNA مصنوعی به هم متصل می‌کنند و به این وسیله، پیستونی در داخل سیلندر حرکت می کند. این نانوسیستم برای حمل مقدار کمی دارو در داخل کپسول و باز کردن آن برای رهایی دارو در محلِ مدنظر ساخته شده‌است. این نانو روبات می‌تواند در مایع شنا کند و حرکت آن توسط میکروسکوپ قابل رصد است و توسط میدان الکتریکی نیرو می‌گیرد. البته این طرح، در حال اجرای تحقیقات اولیه است و قبل از رسیدن به مرحله عملی، باید بررسی‌های بیشتری روی آن انجام شود.
نانوروبات‌های جاسوس، در خدمت جنگ یا صلح؟
همان قدر که نانو روبات ها می توانند در پزشکی مفید و اعجاب آور عمل کنند، قابلیت ترسناک شدن و پر خطر بودن هم دارند. شاید فکر کنید هر فناوری و پیشرفت علمی می تواند برای ما انسان ها نقش مخربی هم داشته باشد.نکته این جاست که نتیجه پیدایش هر فناوری و ابزار جدید دقیقا به تصمیماتی که بشر می گیرد، ربط پیدا می کند.این که انسان ها چطور از علوم جدید استفاده کنند، مسئله اصلی دنیای امروز است. نانو روبات ها طبق گفته بعضی از سردمداران سیاسی کشورها، می توانند ابزار مناسبی برای جنگ های جدید باشند. ابزاری برای وارد کردن سم و بیماری های مهلک به بدن افرادی که در جبهه مخالف یک کشور یا گروه خاص می جنگند. همچنین می تواند ابزاری برای ضبط اطلاعات و فیلم برداری مخفی از محیط های امنیتی پایگاه های دولت ها و کشورها باشد.
یکی از دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) پیش‌بینی کرده است که در دهه ۲۰۴۰ نانوروبات‌هایی ساخته می شوند که می توانند از طریق خون، وارد مغز شوند. با ورود نانوروبات به مغز، می توان اطلاعات موجود را کشف کرد و داده های جدیدی به آن داد. به‌عبارت دیگر، این نانو روبات‌ها قادر به هک کردن اطلاعات مغز انسان خواهند بود. احتمالا این ماجرا هم از دردسرهای استفاده نا به جا از علم است ولی در صورت تصویب و اجرای قوانین کنترل کننده، جای نگرانی در این باره نیست.
روبات‌های ریز، در مسیر درمان سرطان
به تازگی دانشمندان در دانشگاه ایالتی آریزونا، در همکاری با محققان مرکزعلوم نانو و فناوری کشور چین، موفق به توسعه نانو روبات هایی برای مبارزه با سرطان شده اند. با برنامه ریزی های صورت گرفته روی این روبات ها، آن ها می توانند خودشان تومورهای سرطانی را شناسایی و منبع تغذیه آن ها را قطع کنند. این فناوری می تواند انقلابی در درمان بیماری سرطان ایجاد کند .ترمیم بافت های آسیب دیده، رفع لخته‌های خون و بازکردن رگ های مسدود قلب و ساخت یک عضو مصنوعی به جای عضو آسیب دیده در بدن، از کارهای مهمی است که نانوروبات ها در داخل بدن قادر به انجامش هستند.
جعبه ابزار کارآمد برای تعمیر و بازسازی قطعات الکترونیکی
یکی دیگر از کاربردهای نانوروبات‌ها در زمینه تعمیر مدارها و ابزارهای الکترونیکی است. با پیشرفت صنعت الکترونیک، ابزارهای تعمیر و نگهداری آن ها هر روز پیچیده تر و پیشرفته تر از گذشته شده است. ساخت نانوموتورهایی که بتواند خراش های بسیار کوچک را برطرف کند، از اهداف مهم این حوزه است. محققان دانشگاه کالیفرنیا با الهام از سیستم دفاعی بدن، نانوموتوری ساختند که می تواند ایراد سیستم های الکترونیکی را پیدا کند و با استفاده از نانوذرات طلا و پلاتین درون یک فضای سیال، وظیفه خود ترمیمی را به خوبی انجام دهد. از این نانوموتور می توان در بخش های مختلف مثل حسگرها، باتری‌ها و اجزای الکترونیکی که به سختی قابل تعمیر هستند، استفاده کرد.
عکس ها فانتزی است
منابع: هیتنا، پایگاه خبری فناوری های پیشرفته ایران | سایت کلیک | سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو| Sciencedaily
مریم ملی
- 19
- 6
