Johdatus nanoroboteihin ja niiden lääketieteellisiin sovelluksiin

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Nano-robotti on koneiden tai robotteja lähellä nanometrin mikroskooppista asteikkoa (10–9 metriä). Nanorobotiikka viittaa nanoteknologia - tekniikan ala nanorobottien suunnittelussa ja rakentamisessa. Nämä laitteet vaihtelevat välillä 0,1-10 mikrometriä ja koostuvat nanomittakaavasta tai molekyylikomponenteista. Koska keinotekoisia, ei-biologisia Nano-robotteja ei ole vielä luotu, ne ovat edelleen teeskentelevä konsepti. Näiden hypoteettisten laitteiden kuvaamiseen on käytetty myös nimiä nanorobotit, nanoidit, nanitit tai nanomitit.

Nanorobotit

Nanorobotit



Nanorobotteja voidaan käyttää eri sovellusalueilla, kuten lääketieteessä ja avaruustekniikassa. Nykyään näillä nanoroboteilla on ratkaiseva rooli biolääketieteen alalla, erityisesti syövän, aivojen aneurysman, munuaiskivien poistossa, viallisten osien poistamisessa DNA-rakenteessa ja joissakin muissa hoidoissa, jotka tarvitsevat äärimmäistä tukea pelastaa ihmisten henkiä.


Nanorobotit ovat nanolaitteita, joita käytetään ihmiskehon ylläpitämiseen ja suojaamiseen taudinaiheuttajilta. Nanorobotit toteutetaan käyttämällä useita komponentteja, kuten antureita, toimilaitteita, ohjausta, tehoa, viestintä ja kytkemällä ristikkäiset erikoiskaalat orgaanisten epäorgaanisten järjestelmien välille.



Nanorobottien kehittäminen tapahtuu käyttämällä erilaisia ​​lähestymistapoja, kuten:

Biochip

Nanoteknologian, fotolitografian ja uusien biomateriaalien yhdistelmää voidaan pitää mahdollisena tapana suunnitella tekniikkaa nanorobottien kehittämiseksi lääketieteellisiin sovelluksiin, kuten diagnoosi ja lääkkeiden jakelu. Tämä realistinen lähestymistapa nanorobottien suunnittelussa on menetelmä, jota käytetään elektroniikkateollisuudessa.


Nubots

Nubot on lyhenne sanoista 'nukleiinihapporobotit'. Nubotit ovat käsintehtyjä robottilaitteita Nanoscalessa. Edustavat nubotit sisältävät lukuisia Deoxy Nucleic Acid -kävelijöitä, jotka ovat ilmoittaneet Ned Seemanin ryhmä NYU: ssa, Niles Piercen ryhmä Caltechissa, John Reifin ryhmä Duke-yliopistossa, Chengde Mao -ryhmä Purdueessa ja Andrew Turberfieldin ryhmä Oxfordin yliopistossa.

Asennettava nanokokoonpano

Vuonna 2000 Robert Frietas ja Ralph Merkle löysivät nanotehdasyhteistyön, joka on jatkuvaa työtä, johon kuuluu kymmenen organisaatiota ja 23 tutkijaa neljästä maasta. Tämän yhteistyön tavoitteena on kehittää paikkasäätöisesti kontrolloitua mekanosynteesiä ja timantti-nanotehtaita, jotka pystyvät rakentamaan lääketieteellisen timantti-nanorobotin.

Bakteerien käyttö

Tässä lähestymistavassa hyödynnetään biologisia mikro-organismeja, kuten Escherichia-kelabakteereja. Joten tämä malli käyttää lippua käyttötarkoitukseen. Sähkömagneettisten kenttien käyttö on biologisen integroidun laitteen liikkeen ja sen rajoitettujen sovellusten hallinta.

Nanorobottien sovellukset

1. Nanorobotiikka kirurgiassa

Kirurgiset nanorobotit tuodaan ihmiskehoon verisuonijärjestelmien ja muiden onteloiden kautta. Kirurgiset nanorobotit toimivat puoliautonomisina paikan päällä olevina kirurgeina ihmiskehossa, ja ihmiskirurgi ohjelmoi tai ohjaa niitä. Tämä ohjelmoitu kirurginen nanorobotti suorittaa erilaisia ​​toimintoja, kuten taudinaiheuttajien etsimisen ja sitten vaurioiden diagnosoinnin ja korjaamisen ajotietokoneen synkronoimalla nano-manipulaatiolla samalla, kun se säilyttää ja ottaa yhteyttä valvontakirurgiin koodattujen ultraäänisignaalien kautta.

Nanorobotiikka kirurgiassa

Nanorobotiikka kirurgiassa

Nykyään solun nanokirurgian aikaisempia muotoja tutkitaan. Esimerkiksi mikropipettiä, joka värisee nopeasti 100 Hz: n taajuudella, suhteellisen alle 1 mikronin kärjen halkaisija, käytetään dendriittien leikkaamiseen yksittäisistä hermosoluista. Tämän prosessin ei pitäisi vahingoittaa solukykyä.

2. Diagnoosi ja testaus

Lääketieteellisiä nanorobotteja käytetään verenkierrossa olevien mikro-organismien, kudosten ja solujen diagnosointiin, testaamiseen ja seurantaan. Nämä nanorobotit pystyvät merkitsemään tietueen muistiin ja ilmoittamaan jatkuvasti elintoiminnoista, kuten lämpötilasta, paineesta ja immuunijärjestelmän parametreista ihmiskehon eri osissa.

3. Nanorobotiikka geeniterapiassa

Nanorobotteja voidaan käyttää myös geneettisten sairauksien hoidossa yhdistämällä solun DNA: n ja proteiinien molekyylirakenteet. DNA- ja proteiinisekvenssien modifikaatiot ja epäsäännöllisyydet korjataan sitten (muokataan). Kromosomikorvaushoito on erittäin tehokasta verrattuna solujen korjaamiseen. Kokoontunut korjausastia on sisäänrakennettu ihmiskehoon suorittamaan genetiikan ylläpitoa kellumalla solun ytimen sisällä.

Nanorobotiikka geeniterapiassa

Nanorobotiikka geeniterapiassa

DNA: n superkäämi suurentuneena robottiosien alemmassa parissaan nanomachine vetää säikeen, jota ei ole haettu analysointia varten, samalla kun olkavarret irrottavat proteiinit ketjusta. Suuren nanotietokoneen tietokantaan tallennetut tiedot sijoitetaan ytimen ulkopuolelle ja verrataan sekä DNA: n että proteiinien molekyylirakenteisiin, jotka on kytketty viestintälinkin kautta solujen korjausalukseen. Rakenteissa havaitut poikkeavuudet korjataan ja proteiinit kiinnittyvät uudelleen deoksinukleiinihappoketjuun uudestaan ​​alkuperäiseen muotoonsa.

4. Nanorobotit syövän havaitsemisessa ja hoidossa

Lääketieteellisten tekniikoiden ja hoitovälineiden nykyisiä vaiheita käytetään syövän onnistuneeseen hoitoon. Tärkeä näkökohta onnistuneen hoidon saavuttamiseksi perustuu lääkkeiden tehokkaan jakelun parantamiseen kemoterapian sivuvaikutusten vähentämiseksi.

Nanorobotit syövän havaitsemisessa ja hoidossa

Nanorobotit syövän havaitsemisessa ja hoidossa

Nanorobotteja, joissa on upotettuja kemiallisia biosensoreita, käytetään kasvainsolujen havaitsemiseen syövän alkuvaiheessa potilaan kehossa. Nanosensoreita käytetään myös E-kadheriinisignaalien voimakkuuden löytämiseen.

5. Nanohoito on yksi tärkeimmistä sovelluksista, sillä nanorobotit auttavat hammaslääketieteen eri prosesseissa. Nämä nanorobotit ovat hyödyllisiä hampaiden herkistämisessä, suun anestesiassa, epäsäännöllisten hampaiden oikaisussa ja hampaiden kestävyyden parantamisessa, hampaiden suurissa korjauksissa ja hampaiden ulkonäön parantamisessa jne.

Nanoterapia

Nanoterapia

6. Nanorobotteja voidaan käyttää myös apulaitteina erilaisten kemiallisten reaktioiden käsittelyyn sairastuneissa elimissä. Nämä robotit ovat myös hyödyllisiä seuranta ja valvonta glukoosipitoisuudet diabeetikoilla.

Robottiprojektit

Robottiprojektien luettelo sisältää seuraavat.

Robotiikkaprojektit tekniikan opiskelijoille

Robotiikkaprojektit tekniikan opiskelijoille

1. Infrapunaohjattu Robottiauto
kaksi. Radiotaajuus Ohjattu robotti-ajoneuvo, lasersädejärjestely
3. 8051-mikrokontrolleri Rivi robottiajoneuvon jälkeen
4. Ohjaus ja liikkuminen Valitse ja aseta robotti Viritä käyttämällä Androidia langattomasti
5. Ääniohjattu robottiajoneuvo pitkän matkan varrella Puheentunnistus
6. Metallinilmaisimen robotti-ajoneuvo
7. Valitse N-paikka pehmeällä tarttuvalla tarttujalla
8. Palontorjuntarobottien käyttö 8051-mikrokontrolleri
9. Radiotaajuusohjattu robotti Night Vision -langaton kamera vakoiluun sotakentällä
10. Palosammutusrobotti, jota käytetään etänä Android-sovellusten kanssa
11. Henkilökohtainen tietokoneohjattu langaton monikäyttöinen robotti.
12. Kaksisävyinen monitaajuus matkapuhelimella ohjattava robotti
13. Digitaalikompassi ja maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä GPS Perustuva itsestään navigointijärjestelmä
14. Automaattiset metrojunat, jotka kulkevat kahden aseman välillä

Kyse on nanorobotiikan sovelluksista lääketieteen alalla, kuten kirurgiassa, diagnoosissa ja testauksessa, geeniterapiassa, syövän havaitsemisessa ja hoidossa, nanohammaslääketieteessä jne. Tässä artikkelissa oleva projektiluettelo on varsin hyödyllinen insinööriopiskelijat robotiikkaprojekteihin . Lisäksi, jos tarvitset apua tästä aiheesta, voit ottaa meihin yhteyttä kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa.

Valokuvahyvitykset: