纳【繁体：納】米机器人有什么用

纳米机器人未来能否成为人体的第四道防线？纳米机器人不是常规意义上的机械机器人，它属于生物学范畴。与其说是机器人，不如说是具有特定功能的人工组装的分子结构，或者是人工组装的细胞结构。纳米机器人的概念：纳米机器人的概念属于分子仿生学的范畴， 模拟细胞生 命过程中各个环节， 参照分子生物学原理， 设计制造纳 米尺度上各种各样可在纳米空间进行操作的“功能分 子器件”， 其主要由主体、效应分子和驱动力组成

纳米机器人未来能否成为人体的第四道防线？

纳米机器人的概念：

人体的三道防线：皮肤，体液，免疫系统。

1. 人体的第一道防线：就是我们的皮肤，以及人体内的器官黏膜。例如呼吸道黏膜上的纤毛，具有清扫病菌和异物的作用。
2. 人体的第二道防线：就是我们体液中的物质，例如溶菌酶，吞噬细胞

   

   在人体皮肤划伤之后，偶有发生的化脓就是吞噬细胞在战斗后留下的(练：de)战场。

3. 人体的第三道防线：就是我们的免疫器官。例如胸腺、脾脏和淋巴结等

   如果有有牙龈发炎，或者是感冒发烧持续时间比较长的人，常常会注意到而后有一块比较硬的突起，那就是淋巴结有炎症。你可《kě》以理解为淋巴在同细菌战斗后留下的损伤，不过在症状缓解后，淋巴结[繁：結]都会慢慢恢复。

那么第四道防线是不是【shì】纳米机器人？

之所以被成为人体的免疫系统防线，这是有特点的。

不论是皮肤{繁：膚}，黏膜，还是免疫系（繁：係）统，都是人体的一【yī】部分，一旦有异物，细菌，病毒进入人体，人体就会立刻进行主动防御，并且清楚异物。

2、宽泛性防御，非特定[练：dìng]性防御。

人体的免疫系统防御，虽然都有针对性，例如吞噬细胞在处理细菌的时候是《shì》非常强悍的小能手。粉尘颗粒一般都会被黏膜上面纤毛清除（非常严重状态下，例如水泥厂的工《拼音：gōng》人在粉尘防护不到位的时候，会造成黏膜损伤，对肺部造成伤害，严重的形成尘肺等情况）。

但是《pinyin：shì》人体的免疫系统是一个宽泛性{拼音：xìng}的防御(拼音：yù)，基本上都是针对一类物质进行防御，例如病毒，细菌，支原体，粉尘等等。

我们常说的抗体，其实是在病毒的刺激下，人体的免疫系统中B细胞，T细胞，及Th细胞相互作用生产的针对特异性抗原生产的抗体。说白了就是几类(繁：類)细胞合谋(拼音：móu)创造了杀死病毒的物质。

抗体的产[繁：產]生过程：

B淋巴细胞通过B细胞受体（BCR）识别抗原，而T辅助细胞（Th）被抗原呈递细胞#28APC#29激活，APC对抗kàng 原进行摄取、加《读：jiā》工、递呈。活化的Th细胞通过分泌多种细胞因子与B细胞上的细胞因子受体结合并相互作用向B细胞提供协同刺激信号。一旦(dàn)受到刺激，B细胞开始分裂，最终转化为浆细胞。浆细胞分泌抗原特异性抗体{练：tǐ}，可在血清中检测到。（引自：医学检验诊断：你知道抗体是怎么产生的么？）

纳米机器人能否成为人体的第四道防线，需要具有哪些能力？当前的纳米机器人都是什么样子的？

如果想成为人体的第四道防线，纳米纳米机器人必须能够中短期，或者长期存在于人体体液中【zhōng】。例如短duǎn 期存在半年，可以通过体(繁体：體)外注射再次补充，例如长时间存在可以通过一次性注射伴随人体终生。

事实上人体不能排斥纳米机器{读：qì}人，让这门纳米机器人的研究门槛高出【练：chū】很多个等级。一方面我们不能直接拿没有经过动物测试的纳米机器人，直接在人《拼音：rén》体尝试。另外一方面，获批临床试验的难度非常的大。

不论是新药，还是新技术在临床试验中都《读：dōu》要经过国家审批的，这可不是一件容易的事情。这一门槛，造就了纳米机器人的[读：de]发展历程会比较漫长，不是我们想象的10年，或者20年就能够实现全民普及甚至突破性进展。即使技术上有突破，也需要长久的论证过程。

极速赛车/北京赛车2、纳【繁体：納】米机器人要实现多功能性

简答的说，纳米机器人必须能够在一个载体上面可以定（读：dìng）制化的开发针对[繁体：對]特定病症的改造。例如他可以定点打击恶性肿瘤，同时也可以经过改造，对病毒或者细菌具有一定的作用。在才是一个合格的人体防线。

目前纳{繁体：納}米机器人做不到{dào}人体的第四道（读：dào）防线，在未来也不会作为向人体第四道防线的角度发展。

纳米机器人的发展方向是：治疗型为主。这主要取决于人体本身是进化的，对于注入一个新的人造物质，是否能够在生物学上，长久性的改【gǎi】变人类【繁：類】的演进，这确实是需要仔细论证的。

目前的纳米机器人都是什么技术在主导？

1、化合物纳极速赛车/北京赛车米机（繁：機）器人：纳米虫。

最早的纳米虫是采用氧化铁分子，组成chéng 环形结构，可以携带多肽，通过多肽同肿瘤表皮受体的亲和性。让氧化铁分子在肿瘤表面附着。然【rán】后就可以用CT看到微小的肿瘤

化合物技术的难点在zài 于[拼音：yú]，要找到人体不排斥的物质比较少。并且可编辑性比较差，说白了就是不能随心所欲的开发这种机器人的应用场景。

从机械角度来说，这种机器人就属于专用性的机器人，造价低，但是实用性差。

2、功能化【huà】DNA技术——DNA折纸技术

功能化DNA是当前（练：qián）最主流的纳米机器人技术流派之一。

专《繁体：專》业化的术语我们就不解释了，有机会的去拜读一下：（科学通报，2019年，第64卷，25期：2625 ~ 2632页： 用于[繁：於]肿瘤血管栓塞治疗的智能型DNA纳米机器人）。

我们来说说通俗化的理解方式：什么是DNA折纸技术（繁体：術）

我们都知{pinyin：zhī}道DNA是{shì}链状结构，两条链，像一个拉链的两边（读：biān）。通过碱基相互配对组合在一起。

这是简化模型，真是的DNA结构要比这（繁体：這）复杂的多。

那么理论[繁体：論]上，这就有的非常好的东西：可编辑性，可以通过碱基配对的方式，改变DNA的空间结构{pinyin：gòu}。大胆一点设想：在特定的结构状态下，是否可以以链条的方式，构建出正方型，三角形，长方形的结构？

事实上确实是可以的！从1980年{练：nián}， Seeman[13]首次提出工程化DNA自组装纳米结构的概念到2017年的DNA折纸技术的发展。经历了非常丰富(fù)多彩的过程。

（图片引自：用于[繁体：於]肿瘤血管栓（练：shuān）塞治疗的智能型DNA纳米机器人，不做商用，侵权即刻删除）

有不少《读：shǎo》朋友会说，我看不懂英文，你不需要看懂英文。你只要看结构就行了。这就是我们上面讨论的，用DNA链条折出来的各种结构，有立方（fāng）体，有类似球体，还有笑脸等等。

这个技术有啥用？这个技术的(pinyin：de)用处在于：空间立体的优势是什么？

是可以装东西啊！可以在这个结【繁体：結】构中装入功能蛋《读：dàn》白，或者其他的东西，甚至装一些特定的受体。这不就是一个非常理想的运输物体吗？

那他智能在什么【me】地方？

智能化的体现（繁体：現），在于这个空间结构上面，如果你在设计这个结构的时候，提早的考虑在什么状态下这个结构可以打开。那就是非常自动化的一个药物投放器。事实上就{拼音：jiù}是这么做的。特定状态下碱基会打开，释放(fàng)内部的功能蛋白。

是不是感【练：gǎn】觉很牛！问(wèn)题在于他的发展还需要漫长的动物实验，和人体的临床实验。慢慢等吧，一个临[拼音：lín]床实验基本上都是1-2年。

3、重zhòng 组细胞。

重组细胞计数是2019年底发布的新技[拼音：jì]术，这个是使用人工智能 生物技术(shù)的一次【练：cì】尝试。

这个东西看起来很高大上，澳门金沙解释（读：shì）起来并不算费劲。但是要有一点生物学尝试。

极速赛车/北京赛车这玩意是由佛蒙【繁：矇】特大学（简称UVM）的计算机科学家和机器人专家Joshua Bongard创造的。

左边是计算机模型下面重组细【繁：細】胞的结构：世界杯红色的是蛙心肌细胞膜组织，蓝色的是蛙表皮细胞膜组织。

知识点：心肌细胞膜线粒体较多（pinyin：duō），你可以理解【jiě】为主动收缩【繁体：縮】能力强，会动。表皮细胞膜主动收缩能力较弱。

这就相当于，你将一群蚂蚁聚拢(繁体：攏)在一起，只有一部分蚂蚁在动，那么这个整体是对外展现的就是这几个能动的蚂(繁：螞)蚁共同的步伐。

因此，这也就给你解释了，为啥他会用到计算机的原因。假设每一个红色的小方格都是一个(繁体：個)心肌细胞表皮的部《pinyin：bù》分结构，这(拼音：zhè)一个结构的动作就是收缩这么一个简单的动作。

那么【pinyin：me】多个放到一起，如何通过数量，空间排列实现他们力量相【xiāng】互作用后，仍有一个整zhěng 体的对外作用力。这就只能通过计算机来拟合了。

用通俗的话说，你感觉这一群人在乱跑，但是他们大方fāng 向是向（繁体：嚮）南跑，如何（练：hé）做到让他们向南跑，就需要有几个牵引的力量。

因此，下面这个图就非常清晰的说明了人造细胞机器人是如何运动的{pinyin：de}！

看到第二个细胞没有？蓝色部分fēn 基本不动，只有红色部分再收缩运动。

因此，这个细胞机器人就有的一个载体的功能，可以定向运【练：yùn】动，同时他本身的结构又比{读：bǐ}较大。是细胞结构，在细胞上面做相应的设计，包括携带蛋白，甚至携带特定的抗体都是一样实现。这就{拼音：jiù}比DNA的可操作性更大了。

同时这类【繁体：類】细胞，机体不会排斥，并且可以降解。这就是优势！

这个图里纳米机器人，永（拼音：yǒng）远都是(pinyin：shì)科幻，不会成《练：chéng》为现实，现实的纳米机器人一定不长这个样子。

从我一个做机器人的角《jiǎo》度来说，机械自动化的机器【练：qì】人永远不可能做到这么[繁：麼]小，因为物理不允许。

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