日前，北京大學工學院段慧玲教授課題組在智慧微奈米變體機器人設計理論、材料和結構研製及功能化研究等方面取得重要進展，這是該團隊第一次真正實現了在奈米尺度上可直接進行3D到3D複雜變形的智慧變體結構，並提出了4D微奈米列印技術。

奈米級究竟是什麼概念呢？我們肉眼可見的數量級是毫米級，如果想要看見奈米機器人，就需要用顯微鏡放大一百萬倍。

什麼是奈米機器人？

奈米機器人是一種在奈米或分子級別下可以被操控的機器，屬於分子仿生學範疇。其“奈米”有兩層含義——一方面是物理尺寸上達到奈米級的機器人，另一方面是用於執行奈米操作的機器人。

關於奈米機器人的研究目前還停留在第一階段，即單純的生物和機械結合體，它更多指向在醫學方面進行健康檢查和疾病治療的奈米機器人。在研究人員設想的第二階段，奈米機器人可以直接由原子或分子裝配成具有某種特定功能的裝置，並完成複雜的奈米級任務。在第三階段，奈米機器人則是人工智慧與奈米器械的結合。

如何製造奈米機器人？

製造奈米機器人，目前有物理和化學兩種方法。物理方法是指製造奈米級精度的晶片所用到的光刻技術；而化學方法就是用化學物質合成分子零件。

製造出機器後，下一步就是讓奈米機器人“跑”起來。在微觀世界中，摩擦力、布朗運動等外因會對奈米機器人造成“降維打擊”，因此驅動環節的實現十分困難。但正所謂辦法總比困難多，研究人員也分別給出了各自領域的解決方法——物理上可以由磁場、電場作用產生動力；化學上可以依靠化學反應產生的能量來驅動前行；而從生物的角度，DNA奈米機器人的驅動依靠兩條DNA結合鏈，當一條鏈和生物體內的DNA單鏈結合時，另一條鏈就是自由的，分子運動會讓自由的結合鏈隨機與另一根生物體內的DNA單鏈配對，這就相當於人類的雙腳行走，從而實現空間的移動。

奈米機器人的應用

目前，奈米機器人在生物醫學領域的應用較為廣泛。一方面奈米機器人可以透過識別人體內部一些化學訊號的變化，對疾病進行診斷，幫助醫生在病人病情惡化前提供更有效的治療方案。另一方面，奈米機器人被認為是最精準的靶向治療方式。它可以透過靶向精準定位，辨析細胞好壞，精準的將裝載藥物作用於癌細胞。此外，奈米機器人還有協助外科手術等功能。

毫無疑問，未來奈米機器人將被運用於更多生活場景，或許它小小的身材釋放的巨大能量來改變人類的工作、生活方式。（劉怡戀）

指導老師：中國傳媒大學副教授於晗