听说把这个机器人放进血管，就可以饿死肿瘤

说到机器人，每个人脑海中的第一印象可能是那些可爱的机器，它们看起来不像人，有钢筋和骨头。

然而，与人们的直觉不同，“机器人”概念的定义非常宽泛。任何能够自主执行任务并协助人类工作的人工设备都可以被视为机器人。因此，从广义上讲，生产线上的装配机器、食堂里的奥特曼切刀削面，甚至家中常见的滚筒洗衣机都属于机器人范畴。

然而，有一个特殊的新概念“机器人”，它既没有钢体，也没有电子元件。这种让人感到困惑的“机器人”是一种纳米机器人。

什么是纳米机器人？

一般来说，任何能完成纳米级(包括几微米)任务的东西都可以算作纳米元素，当然也包括在细胞中合成蛋白质的核糖体、溶解细胞废物的溶酶体、在细胞间传递信号的外体等等。

但是如果他们是机器人，一个关键因素仍然缺失，那就是人工制造。与这些天然纳米元素相似，纳米机器人也能在纳米尺度上完成化学或生物化学任务。一般来说，这些纳米机器人不是由电子元件组成，而是通常由有机分子组成(可能还有无机元件，如金属)。驱使它们奔跑的通常不是大型机器人常用的电能，而是天然纳米成分中常见的生化反应。纳米机器人和自然纳米机器人之间的主要区别在于，纳米机器人不执行几百万年前上帝设定的任务，而是设计由科学家打开的大脑洞。

纳米“导航”机器人

最近，上海交通大学和中国科学院上海应用物理研究所的科学家开发了一种有趣的纳米“导航”机器人。材料)。他们用dna折纸制作一个纳米级的正方形二维结构，然后在上面的特定路线上留下发夹状的DNA分子标记。之后，添加能够“激活”这些路旁的启动子(只需要一个)和用于使反应继续的“燃料”分子，单分子链式反应可以沿着设计者留下的分子路线图前进。

这个纳米导航机器人像一个普通的多米诺骨牌一样工作。

它看起来很晕，不是吗？让我把它翻译成人类的语言。想象一下，二维DNA折纸就像地板一样。地板上，有一排由DNA分子制成的多米诺骨牌。没有激活分子，这些多米诺骨牌都是稳定的。然而，当你把一个激活分子放到多米诺骨牌的一端时，这些多米诺骨牌会依次向另一端倒下，从而使倒下的多米诺骨牌形成一条通向另一端的明显路径。

然而，不像多米诺骨牌可以同时触发多条分支路径，在这个纳米导航器的多米诺骨牌游戏中，如果左DNA路标被做成一个有多条分支路径的迷宫，单分子“导航器”只会沿着其中一条路径随机向前延伸(或者可能走向死胡同)。然而，这样一张纳米折纸比人们玩多米诺骨牌的地板要小得多，也就是说，许多这样的DNA纳米折纸可以同时放在一个小的区域。即使“分子导航器”在单个单元中找到正确路径的概率很小，只要有足够多的纳米折纸，总会有一些运气更好的分子导航器找到走出迷宫的最佳路径。

被大量导航纳米机器人猛烈攻击的迷宫路径

简而言之，在这个纳米多米诺骨牌系统中，每一张DAN纳米折纸及其分子导航器都可以被视为一个计算单元。因为一张折纸只有纳米大小，它可以在微米大小的区域放下许多计算单元，并且具有相当大的计算能力。这一特性可用于通过计数来“强力”纳米氮杂原子，也有望用于制造纳米级分子传感结构。从这个意义上说，这个系统被称为纳米“机器人”，或分子计算机，这是当之无愧的。

纳米机器人:对实体肿瘤的精确攻击

以有机分子为基础的“纳米机器人”的功能远不止是猛烈地裂解纳米氮杂原子，这听起来不太接近生命。不久前，我们曾报道，亚利桑那州立大学和中国纳米科学中心的研究人员开发了一种“纳米机器人”，这种机器人也是基于DNA折纸技术，能够精确地攻击实体肿瘤。这篇文章发表在今年2月的《自然生物技术》杂志上。简而言之，在被注射到体内之后，纳米机器人可以使用外部携带的肿瘤特异性配体(适体)来识别肿瘤富集的局部环境，并且在发现这种特殊的目标环境之后，纳米机器人可以从圆柱形膨胀到片状，暴露出内部携带的能够杀死实体肿瘤的药物(在他们的设计中为凝血酶)。它的工作原理与现代战争中常用的精确制导巡航导弹非常相似，能够找到目标并在到达目标后引爆。

抗肿瘤纳米机器人，两侧的绿色dna配体用于识别肿瘤细胞，中间的紫色物体是用于抗实体肿瘤的凝血酶。上图显示巡航状态，下图显示攻击状态

除了上面提到的两种纳米机器人之外，还有许多种用于精确给药和其他功能的纳米机器人。有些听起来很科幻，超出了作者的理解范围。因此，我们不会教别人如何做事。

值得注意的是，几乎所有的纳米机器人，包括本文中详细描述的两种技术，都不需要电能来驱动。它们的工作过程高度依赖于自身特殊的物理性质和高度特异性的化学反应。这导致了设计和制造过程的复杂性和高成本。

我相信，如何让这些高端大气新概念纳米机器人逐渐进入普通人的生活将是未来许多科学家的目标。让我们拭目以待吧！