Chapitre 1 : Nanorobotique
La robotique nanoïde, ou forme abrégée, est un domaine technologique émergent créant des machines ou des robots dont les composants sont à l'échelle nanométrique ou proche de l'échelle d'un nanomètre (10 à 9 mètres).
Les nanomachines sont encore en phase de recherche et développement pour la plupart. Les nanomachines peuvent être utilisées pour détecter et surveiller les concentrations de produits chimiques nocifs dans l'environnement. Des chercheurs de l'Université Rice ont montré qu'un véhicule à molécule unique qui utilise des buckminsterfullerènes (également connus sous le nom de buckyballs) pour ses roues a été mis au point. Le véhicule a été créé via une technique chimique. Il est activé en régulant la température de l'environnement environnant et en ajustant l'emplacement de la pointe d'un microscope à effet tunnel.
Une autre définition d'un nanorobot est un robot capable de manipuler avec précision des objets à l'échelle nanométrique ou qui peut interagir avec des objets à l'échelle nanométrique. Ces types d'instruments sont plus étroitement associés à la microscopie ou à la microscopie à sonde à balayage qu'ils ne le sont au concept de nanorobots en tant que machines moléculaires. Lorsque l'on utilise la définition de la microscopie, même un énorme équipement comme un microscope à force atomique peut être considéré comme un instrument nanorobotique s'il est configuré pour faire de la nanomanipulation. Selon ce point de vue, les robots de plus grande taille, tels que les microrobots ou les macrorobots, capables de se déplacer avec une précision à l'échelle nanométrique peuvent également être considérés comme des nanorobots.
Selon Richard Feynman, son ancien étudiant diplômé et collègue Albert Hibbs est celui qui a proposé pour la première fois (vers 1959) l'idée d'utiliser les micro-machines théoriques de Feynman dans le domaine médical. Hibbs était un collaborateur de Richard Feynman (voir machine biologique). Hibbs a proposé que certains appareils de réparation puissent un jour être réduits au point qu'il serait possible, en principe, d'« avaler le chirurgien ». Feynman a utilisé une phrase similaire pour décrire ce scénario hypothétique. Le concept a été inclus dans l'article de Feynman intitulé « There's Plenty of Room at the Bottom » qui a été écrit en 1959.
En raison du fait que les nano-robots seraient de taille minuscule, il est probable qu'un très grand nombre d'entre eux auraient besoin de collaborer afin d'accomplir des tâches à l'échelle microscopique ou macroscopique. Dans de nombreuses ouvres de science-fiction, des essaims de nano-robots apparaissent. Ces essaims de nano-robots peuvent soit être incapables de se répliquer, comme dans le cas du brouillard utilitaire, soit se répliquer sans contrainte dans leur environnement naturel, comme dans le cas de la glu grise et de la biologie synthétique. Parmi ces essaims de nano-robots, citons les nano-sondes Borgs de Star Trek et « The New Breed » de l'épisode de The Outer Limits. En réponse aux scénarios de glu grise qu'ils avaient précédemment contribué à propager, certains défenseurs de la nanorobotique sont maintenant d'avis que les nano-robots capables de se répliquer en dehors d'un environnement d'usine restreint ne sont pas un composant nécessaire d'une nanotechnologie prétendument productive, et que le processus d'auto-réplication, s'il devait être développé, pourraient être intrinsèquement sûrs. Ce point de vue est une réaction aux scénarios de glu grise qu'ils avaient précédemment contribué à propager. Ils affirment également que leurs plans actuels de construction et d'utilisation de la fabrication moléculaire n'impliquent pas en réalité des réplicateurs en quête de nourriture libre. C'est quelque chose qu'ils affirment. Certaines de ces conversations restent à un niveau de généralisation large qui ne peut être construit et n'atteignent pas le niveau de l'ingénierie technique.
Un document comprenant une proposition sur le développement de la nanobiotechnologie à l'aide d'approches technologiques de conception ouverte, telles que le matériel et les logiciels libres, a été envoyé à l'Assemblée générale des Nations Unies. Le document contient la proposition. Selon le document qui a été soumis aux Nations Unies, de la même manière que l'open source a fait progresser le développement des systèmes informatiques ces dernières années, une approche similaire devrait bénéficier à la société en général et accélérer le développement de la nanorobotique. L'utilisation de la nanobiotechnologie devrait être codifiée comme faisant partie de l'héritage humain à transmettre aux générations futures, et elle devrait être développée comme une technologie ouverte avec des principes éthiques servant de base à une utilisation dans des entreprises pacifiques. Il a été suggéré que la technologie ouverte est un élément essentiel pour atteindre un tel objectif.
Une course aux nanorobots est en cours, et elle est menée par la recherche et le développement technologiques de la même manière que l'ont été la course à l'espace et la course aux armes nucléaires.
Il est très difficile de fabriquer des nanomachines fabriquées à partir de composants moléculaires. En raison du degré de complexité, un grand nombre de scientifiques et d'ingénieurs continuent de collaborer dans d'autres domaines d'étude afin de réaliser des percées dans ce domaine émergent du développement. Par conséquent, il est assez facile de comprendre l'importance des différents processus de fabrication qui sont maintenant utilisés dans la production de nanorobots :
Une approche de la fabrication de nanorobots pour des tâches médicales courantes, telles que les instruments chirurgicaux, les diagnostics et l'administration de médicaments, pourrait être concevable grâce à l'utilisation combinée de la nanoélectronique, de la photolithographie et de nouveaux biomatériaux. [Citation nécessaire] [Citation nécessaire].
Un robot à acide nucléique, souvent connu sous le nom de nubot, est une machine moléculaire faite de matière organique qui fonctionne à l'échelle nanométrique. Malgré le fait qu'il ne fournit pas une téléopération précise des prototypes conçus lorsqu'ils sont in vivo.
De nombreux articles indiquent comment les moteurs moléculaires synthétiques peuvent être attachés aux surfaces. Il a été démontré que ces nanomachines fondamentales, lorsqu'elles sont limitées à la surface d'un matériau macroscopique, se comportent d'une manière similaire à celle des machines. Les moteurs ancrés en surface ont le potentiel d'être utilisés d'une manière similaire à celle d'une bande transporteuse dans le but de déplacer et de positionner des matériaux à l'échelle nanométrique sur une surface.
Nanofactory Collaboration, dans le but particulier d'établir une mécanosynthèse de diamant contrôlée en position ainsi qu'une nano-usine de diamantoïdes qui aurait le potentiel de fabriquer des nanorobots médicaux diamantoïdes.
Dans le domaine en plein essor des systèmes bio-hybrides, les composants structurels biologiques et synthétiques sont réunis pour être utilisés dans des applications biomédicales ou robotiques. Les composants qui composent les systèmes bio-nanoélectromécaniques (BioNEMS), tels que l'ADN, les protéines et les pièces mécaniques nanostructurées, ont tous une taille à l'échelle nanométrique. L'écriture directe des caractéristiques à l'échelle nanométrique est rendue possible par la résistance aux faisceaux d'électrolyte thiol-ène, qui est ensuite suivie de la fonctionnalisation de la surface de la résine naturellement réactive avec des biomolécules.
L'utilisation de micro-organismes biologiques, tels que la bactérie Escherichia coli, est suggérée par cette méthode. Par conséquent, un flagelle est utilisé à des fins de propulsion du modèle. Les champs électromagnétiques sont souvent responsables du contrôle des mouvements de ce type de dispositifs biologiques intégrés. Un indicateur d'humidité a été mis au point par des chimistes de l'Université du Nebraska qui ont fusionné une bactérie à une puce informatique en silicium afin de produire l'appareil.
Il est possible de réentraîner les rétrovirus pour qu'ils se fixent aux cellules et remplacent l'ADN. Afin de transmettre du matériel génétique emballé dans un vecteur, ils s'engagent dans une procédure connue sous le nom de transcription inverse. Des chats ont été utilisés pour tester l'efficacité de ces vecteurs de thérapie génique, qui délivrent des gènes dans l'organisme génétiquement modifié (OGM), l'amenant à exprimer la caractéristique en question.
L'impression en trois dimensions, ou impression 3D, fait référence à la pratique de la construction d'objets tridimensionnels en combinant un certain nombre de techniques de fabrication additive.
L'impression 3D d'objets à l'échelle nanométrique utilise bon nombre des mêmes processus, intégrés sur une taille un peu plus gérable.
Pour imprimer une structure à l'échelle de 5 à 400 µm, il est nécessaire d'augmenter considérablement la précision de la machine d'impression 3D.
Une technique d'impression 3D qui se déroule en deux étapes, comme moyen d'apporter des améliorations, l'utilisation de l'impression 3D et des plaques gravées au laser a été introduite.
Lorsqu'il s'agit de planifier et de construire des machines à l'échelle nanométrique avec des éléments mobiles, il y a un certain nombre d'obstacles et d'obstacles qui doivent...
