本文转自：中国新闻周刊血管里的迷你医生：纳米机器人照进现实还有多远？ 7月末|血管里的迷你医生：纳米机器人照进现实还有多远？( 三 ) 本文转自：中国新闻周刊

1959年，在一次有关纳米技术的著名演讲“在物质底层有大量的空间”中，诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼开创性地提出了纳米机器人的早期概念。他认为人类未来有可能建造一种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个原子作为建筑构件，在非常细小的空间里构建物质。
1纳米是1米的10亿分之一，大约50微米宽的头发丝也要比一个1纳米的物质宽5万倍。纳米机器人的尺寸通常只有几十到几百纳米，超过这个范围，就难以产生足够的驱动力来推进它们的运动，而且也因为体积过大而成为血管当中致命的血栓。
《神奇旅程》中，一队缩小版的美国医生登上微米尺度的潜水艇，进入受伤外交官的血液中。虽然外交官每次心跳所引起的血液波动都让潜艇随时处于倾覆的边缘，人体的抗体也把潜艇当作敌人疯狂攻击，英勇的主角们仍然能够操纵潜艇在血液中化险为夷，并最后消灭血栓。
进入身体不同部位的最佳方式是通过循环系统的“高速公路”——血管。但对于非常非常微小的纳米机器来说，人体的血流足以将它们冲得“人仰马翻” 。物体越小，受到空气、水分子无规撞击的影响就越大，其运动显得十分混乱。有学者形容，控制纳米颗粒的运动，就像在暴风雨中，控制四旋翼无人机将快递送到遥远的村庄。
纳米机器人是一个学科高度交叉的领域，涉及的学科至少包括生物学、材料、物理、化学、人工智能、微纳电子等等。自21世纪初以来，人们合成出了许许多多不同种类的微纳米材料及精巧分子。科研人员能够在模拟条件下，通过化学能、电能、磁能、光能等各种方式，让这些微纳米尺度的人造分子与颗粒能够自主运动起来。
磁力一直是驱动纳米机器人游动的最主流方式。今年7月21日，发表在《自然·机器智能》上的文章称，受生物细胞内蛋白马达沿着细胞微管运动的启发，来自苏黎世联邦理工学院和宾夕法尼亚大学的研究团队研发了磁性的人工微管，可在复杂的体内环境里快速可靠地传输磁性微纳米机器人。
大肠杆菌、精子细胞、草履虫等通过挥动鞭毛、纤毛，在恶劣的环境中游弋并找寻食物。一些科学家也从自然界寻找驱动纳米机器人的灵感，比如，德国开姆尼茨理工大学的纳米科学家奥利弗·施密特领导的团队设计了一种基于精子细胞的混合动力机器人。精子是运动得最快的细胞之一，在磁场的引导下，该团队利用精子组装的纳米机器人可以将药物输送到女性生殖道的肿瘤发生部位，论文于2018年发表在纳米材料领域的期刊《ACSNano》上。
纳米机器人稳定、自主运动后，如何将这些微型机器人准确“导航”到特定病变部位，有两种思路。第一种就像今天无人驾驶汽车的思路，通过算法控制+成像系统来完成，前者负责设计和规划纳米机器人到达目的地的最佳路线，后者则是追踪、定位这些微型机器人的踪迹。
另外一种思路，则更接近科幻小说。哈尔滨工业大学教授贺强介绍，它不依靠外力，而是利用生物学的方法，让这些微型机器人自己找到病变部位。比如，就像细菌能依靠特定的信号寻找食物一样，随着生物医学的进步，可以通过病灶部位释放的一些生物化学标志，来“引导”纳米机器人自主前往。
2004年底，一篇发表在《美国化学学会期刊》上的论文首次报告了人工制备的化学驱动的纳米马达，金铂纳米棒通过催化过氧化氢实现自主运动，被认为是纳米机器人领域的第一篇论文。