利用蝙蝠声波指挥纳米机器人清除脑肿瘤细胞？

利用蝙蝠声波指挥纳米机器人清除脑肿瘤细胞？

2016年09月11日讯 研究人类大脑最深处的秘密绝非易事，然而，如果派一种极小的微型纳米机器人去大脑探索，说不定会大有帮助。这是一个异想天开却又及其诱人的想法，然而，问题是如何指挥这些微型机器人的运动。

来自雅典国立理工大学（National Technical University of Athens）的一个研究团队已经提出利用蝙蝠声波定位和猎捕的方式指挥纳米机器人的运动和定位，并于上月在在美国弗罗里达奥兰多市的IEEE医学和生物学学会会议（IEEE Engineering in Medicine and Biology Society meeting）报告了计算机仿真模拟结果，称仅需四个微型机器人就能够在几分钟内定位一个小肿瘤。

全世界的工程师都正致力于研发各种各样的纳米机器人，尤其是在人体内可控释放药物的机器人。然而，来自雅典国立理工大学的Panagiotis Katrakazas研究团队却对利用纳米机器人探测大脑深处难以发现的脑损伤更感兴趣。

Katrakazas介绍说，“整个思路就是将纳米机器人注入人体，利用纳米机器人在脑内的运动来探寻损伤的确切位置，并再后期利用药物或手术治疗损伤。”Katrakazas团队目前正在研究可沿着神经元细胞爬行的纳米机器人，纳米机器人会通过“捏”一下神经元来判定其是否健康：健康神经元会用电信号做出响应，而受损神经元则不会。

然而，最大的挑战在于如何让纳米机器人协同运作。Katrakazas想到了一种描述蝙蝠集群行为的算法，该算法由其他研究人员根据蝙蝠发出声波信号来导航和猎捕食物而建立。Katrakazas团队目前已将该算法应用于一种类似EEG（脑电图扫描仪）的设备，以模拟蝙蝠的方式给头戴该设备的受试人发送声波信号。

该团队希望利用这种声波信号为脑内的微纳米机器人导航，并称已经利用仿真模拟测试了这种方法。然而，想要在人体试验这类“蝙蝠”纳米机器人却还有很长的路要走。

来自英国谢菲尔德大学（University of Sheffield）的罗德里克·格罗斯（Roderich Gross）认为，首要的问题是目前尚不清楚哪种技术能使此类微型机器人感知并发射声波信号。

Katrakazas表示依然期待几年后会有一套这样的系统能用于人体实验，并称“已经有一些医生表示对此感兴趣”。

如：人类根据蝙蝠发明了雷达。大自然的动物给了我们XXXXXXXXXX的启示

1。由令人讨厌的苍蝇，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光；
3。电鱼与伏特电池；
4。水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
17.乌贼和鱼雷诱饵 乌贼体内的囊状物能分泌黑色液体，遇到危险时它便释放出这种黑色液体，诱骗攻击者上当。潜艇设计者们仿效乌贼的这一功能读者设计出了鱼雷诱饵。鱼雷诱醋似袖珍潜艇，可按潜艇的原航向航行，航速不变，也可模拟噪音、螺旋节拍、声信号和多普勒音调变化等。正是它这种惟妙惟肖的表演，令敌潜艇或攻击中的鱼雷真假难辩，最终使潜艇得以逃脱。
18.蜘蛛和装甲 生物学家发现蜘蛛丝的强度相当于同等体积的钢丝的5倍。受此启发，英国剑桥一所技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等结构材料。
19.长颈鹿和“抗荷服” 长颈鹿是目前世界上最高的动物，其大脑和心脏的距离约3米，完全是靠高达160~260毫米汞柱的血压把血液送到大脑的。按一般分析，当长颈鹿低头饮水时，大脑的位置低于心脏，大量的血液会涌入大脑，使血压更加增高，那么长颈鹿会在饮水时得脑充血或血管破烈等疾病而死。但是裹在长颈鹿身上的一层、厚皮紧紧箍住了血管，限制了血压，飞机设计师和航空生物学家依照长颈鹿皮肤原理，设计出一种新颖的“抗荷服”，从而解决了超高速歼击机驾驶员在突然加速爬升时因脑部缺血而引起的痛苦。这种“抗荷服”内有一装置，当飞机加速时可压缩空气，也能对血管产生相应的压力，这比长颈鹿的厚皮更高明了。
20.鲸鱼和潜艇的“鲸背效应” 当代核潜艇能长时间潜航于冰海之下，但若在冰下发射导弹，则必须破冰上浮，这就碰到了力学上的难题。潜舴专家从鲸鱼每隔10分钟必须破冰呼吸一次中得到启迪，在潜艇顶部突起的指挥台围壳和上层建筑方面，作了加强材料力度和外形仿鲸背处理，果然取得了破冰时的“鲸背效应”。
21.蝴蝶和卫星控温系统 遨游太空的人造卫星，当受到阳光强烈辐射时，卫星温度会高达200摄氏度；而在阴影区域，卫星温度会下降至零下200摄氏度左右，这很容易烤坏或冻坏卫星上的精密仪器仪表，它一度曾使航天科学家伤透了脑筋。后来，人们从蝴蝶身上受到启迪。原来，蝴蝶身体表面生长着一层细小的鳞片，这些鳞片有调节体温的作用。每当气温上升、阳光直射时，鳞片自动张开，以减少阳光的辐射角度，从而减少对阳光热能的吸收；当外界气温下降时，鳞片自动闭合，紧贴体表，让阳光直射鳞片，从而把体温控制在正常范围之内。科学家经过研究，为人造地球卫星设计了一种犹如蝴蝶鳞片般的控温系统.

还有这些：
生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线，抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理，研制开发出来的现代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
科研人员通过研究变色龙的变色本领，为部队研制出了不少军事伪装装备。
科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。
白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
美国空军通过毒蛇的“热眼”功能，研究开发出了微型热传感器。
我国纺织科技人员利用仿生学原理，借鉴陆地动物的皮毛结构，设计出一种KEG保温面料，并具有防风和导湿的功能。
根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理，人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
1、球型宫殿：非洲文鸟用喙和脚巧妙编织而成的圆巢，它从一个圆支架做起，形成一个圆球最后再将其悬挂在树枝上。
2、稳定的轻质结构：田蜂筑造的纸盒型巢十分精致，它虽然是一种轻质结构，但有令人难以置信的稳定性。
3、完美的胶合：织网蚁的巢是用树叶粘合而成。它们的幼虫能够吐出粘合剂，是理想的"胶水瓶"。
4、树上圆塔住宅：楼群居雀的居所看起来就像架在树上的一个摇摇欲坠的柴草堆，但其结构十分牢固，能够维持几十年，经常是到树不堪重负被压断为止。
5、树杈上的"灶"灶：鸟的巢是用粘土砌成的，一般选在较为安稳的树杈上。一个巢大约需要2500粒粘土，都是灶鸟用喙衔来的。
6、平台建筑群：热带无刺蜂用蜂蜡建筑蜂巢，层层叠叠结合在一起，通常有40层，外表看起来就像是电影《星球大战》中的航天飞船，能够安置10万户"居民"。
7、带空调的古堡：白蚁能够通过一种匪夷所思的管道系统改善巢内的温度状况，白天制冷，夜里供暖。
水母几乎全部由水构成，它身体中的水分实际上占到了百分之九十八，组成它身体的分子之间，有着大量的液体，经过提炼就能从中获得日常用的聚合胶
我国古代著名工匠鲁班，上山伐树时，被丝矛草割破了手。他觉得奇怪，一棵小草怎么会这样厉害？经过仔细观察，他发现丝茅草叶子的边缘长着许多锋利的细齿。于是鲁班发明了木工用的锯子。
苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
早在40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。
19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。
建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速；
在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，合成了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可诱杀雄虫；

纳米机器人有什么用

纳米机器人可以与军事领域和医学领域相结合，发挥作用。

1、军事领域

军用纳米机器人，俗称为“蚂蚁士兵”，是一种比蚂蚁还要小的靠太阳能电波驱动的具有惊人破坏力的机器人。它们可以通过多种途径潜入敌方的军事要害部门(司令部、兵工厂、元首办公室和秘密基地等)开展侦察活动，甚至直接攻击目标。

比如，用特种炸药引爆目标，破坏敌方的电子设备与电脑网络(如使其短路毁坏)，施放各种化学制剂(如使金属变脆、油料凝固，或使敌方人员神经麻痹失去战斗力)，甚至埋设微型地雷和充当爆破手。

这种纳米机器人还可以充当潜伏特务，平时相安无事，无声无息，一旦战事爆发，通过微型遥控装置可以诱发它们群起而攻之，迅速破坏敌方作战系统。

2、医学领域

(1)高灵敏度、精确的生物纳米结构与特性的探测技术，如疾病早期诊断的纳米传感器系统。

(2)治疗药物的纳米化以及新型药剂学的发展。

(3)结合微创医疗的精细治疗手术，如血管内的纳米机器人手术等。

扩展资料：

历史沿革：

1、纳米技术的灵感，来自于已故物理学家理查德·费曼1959年所作的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲。

2、1981年，科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用。

3、1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的10倍，成为纳米技术研究的热点，诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。

4、2001年，一些国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地 。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新5年科技基本计划的研发重点。

5、2010年5月，美国哥伦比亚大学的科学家成功研制出一种由脱氧核糖核酸（DNA）分子构成的纳米蜘蛛机器人，这种机器人能够跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止，并且他们能够自由地在二维物体的表面行走。这种纳米蜘蛛机器人只有4纳米长，比人类头发直径的十万分之一还小。

参考资料来源：百度百科-纳米机器人

参考资料来源：百度百科-纳米技术

纳米机器人长什么样子？

纳米机器人，一个最前沿的研究领域。它是一种借助最先进的芯片和纳米技术，在原子水平上精确地建造和操纵物体的机器人。

现在，人类已经可以通过3D打印，一次制造出几十万个纳米机器人，在人类无法进行操作的分子层面上对原子和细胞结构实现一系列操作。而对纳米机器人的运用，现在最重要的一个领域，是医学。

第一步，巡察：在你的血管里放进500万个纳米机器人，这些纳米机器人能够24小时在人体内巡逻，一旦发现病灶就立即锁定，确认后释放所携带的药物！

现在，以色列科学家正在研制一种微型纳米机器人，它可以在人体内“巡逻”，在锁定病灶后自动释放所携带的药物。

这种机器人目前取得了突破性的进展，它可以从多种渠道来检测疾病指标，例如mRNA、微核糖核酸(miRNA)、蛋白质以及多种小分子。

科学家的目标是：在未来创造大量这种纳米机器人，让它们自动且不间断地在身体内巡逻，寻找各种疾病信号。同时，利用纳米机器人从多种渠道直接探测疾病指标，让诊断更为精确。

例如，当感冒病毒被检测出，纳米机器人便可主动打破此病毒分子层上的原子结构，从而抑制病情深入发展。这样一来，潜在病人便不致产生打喷嚏、咳嗽等症状。

如果纳米机器人在未来能够修复并维护人类的免疫系统，那么我们很可能再也不会得病。因为它能够24小时不间断地在体内进行监测工作、先行评估疾病等级以及采取诸如输送药物等必要措施。

第二步，治疗：医生可以利用细菌般大小的机器人来治疗从心脏病到癌症的各种疾病：注入血管清理血液，修复以现有水平难以修复的最小细胞，乃至清除癌变。

美国加利福尼亚大学研发的纳米机器人，它可以像孙悟空一样进入人体内部，成功清除了血样里的一种“超级细菌”和毒素。

在测试中，研究人员使用纳米机器人来处理被 MRSA 及其毒素污染的血液样本。五分钟后，这些血液样本比对照样本的细菌和毒素少三倍。

随着这一技术的发展完善，今后纳米机器人将在你的血管里面来回巡视，对你的血管进行监督调理，从此就你摆脱了心脏病脑中风的威胁。

再如，美国国防部DARPA(美国国防部高级研究计划局)正致力于一项In Vivo Nanoplatform(体内纳米载体平台)项目，以帮助美国士兵快速诊断和治疗多种疾病，利用纳米颗粒修复器官损伤。

谷歌科学家kurzweil认为，到了2020年左右，人类的免疫系统可将由纳米机器人（Nanorobot）进行接管，再接着，到了2030年，纳米机器人可以把病原体，肿瘤等一系列免疫系统错误进行修正。

第三步，提升：纳米技术的价值并不仅仅体现为终结所有疾病。科学家正在研究如何将其运用在人类生理机能的提升方面。

纳米技术的前驱罗伯特﹒弗雷塔斯(Robert Freitas)已设计出一款名为Respirocyte的纳米机器人，它可以携带90亿个氧分子与二氧化碳分子，为一般红血球携带量的200倍。

这一发明，使得人类在跑步时，得以全力冲刺整整15分钟而体感并不疲惫。这一程度的供氧量也等同于，人类能够在水中自如憋气长达数小时之久。

今后，随着人类的老化，失去活性的细胞、组织和肌肉群将不断退化，纳米机器人可以依照给定的程序对这些目标进行修复、替换和调整。

也就是说，在未来的十来年时间里，只要你没碰上天灾人祸，你就可以长命百岁了。更加令人神奇的是，不要延缓衰老，干脆返老还童，还可以让八十岁的你，看上去只有五十岁的样子。

第四步，超人：让大量纳米机器人，覆盖人的大脑，构成一个电极网，进而形成新的大脑皮层，直接读取或输入大脑信号！

望采纳，谢谢。

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