Nanorobototexnika

thumb|300px|Ribosoma – biologik mashina. Neytron spin-eхо spektroskopiyasi yordamida oqsil domenlari dinamikasini kuzatish mumkin.

Nanorobototexnika – oʻlchamlari nanometr (10−9 metr) miqyosida yoki unga yaqin boʻlgan qismlardan iborat mashinalar yoki robotlarni yaratuvchi rivojlanayotgan texnologiya sohasidir. Ushbu qurilmalar nanorobotlar yoki oddiygina nanobotlar deb ataladi. Aniqroq aytganda, nanorobototexnika (mikrorobototexnikadan farqli oʻlaroq) – bu oʻlchami 0,1 dan 10 mikrometrgacha boʻlgan, nanoskalali yoki molekulyar tarkibiy qismlardan tashkil topgan qurilmalarni loyihalash va qurish bilan shugʻullanuvchi nanotexnologik muhandislik yoʻnalishidir. Hozirgi kunda tadqiqot va ishlanma bosqichida boʻlgan bunday qurilmalarni taʼriflash uchun nanobot, nanoid, nanit, nanomashina va nanomit kabi atamalardan ham foydalaniladi.

Nanomashinalar hozirda asosan tadqiqot va ishlanmalar bosqichida, biroq baʼzi sodda molekulyar mashinalar va nanomotorlar sinovdan oʻtkazilgan. Masalan, kimyoviy namunadagi maʼlum molekulalarni sanashga qodir boʻlgan, kengligi taxminan 1,5 nanometrli oʻchirib-yoqgichga (pereklyuchatel) ega datchikni misol keltirish mumkin. Nanomashinalarning birinchi foydali tatbiqi nanotibbiyotda boʻlishi kutilmoqda. Masalan, biologik mashinalardan saraton hujayralarini aniqlash va ularni yoʻq qilishda foydalanish mumkin. Yana bir potentsial qoʻllanilish sohasi – atrof-muhitdagi zaharli moddalarni aniqlash va ularning kontsentratsiyasini oʻlchashdir. Rays universiteti kimyoviy jarayon yordamida ishlab chiqilgan va gʻildirak oʻrnida Buckminsterfullerenlardan foydalanilgan bitta molekulali avtomobilni namoyish etdi. Ushbu qurilma atrof-muhit haroratini nazorat qilish va skanerlovchi tunnel mikroskopi uchini joylashtirish orqali harakatga keltiriladi.

Yana bir boshqa taʼrifga koʻraEhud Gazit, Plenty of room for biology at the bottom: An introduction to bionanotechnology. Imperial College Press, 2007, , nanorobot nanomashina boʻlishi shart emas, balki nanomiqyosdagi obyektlar bilan oʻta aniqlikda ishlay oladigan yoki nano-oʻlchamdagi aniqlik bilan manipulyatsiya qila oladigan robotdir. Bunday qurilmalar „molekulyar mashinalar“dan koʻra koʻproq mikroskopiya yoki skanerlovchi zondli mikroskopiya sohalariga yaqinroq hisoblanadi. Mikroskopiya nuqtayi nazaridan yondashsak, hatto atom-quvvat mikroskopi kabi yirik apparat ham, agar u nanomanipulyatsiya (molekulalarni surish yoki boshqarish) uchun sozlangan boʻlsa, nanorobotik asbob deb hisoblanishi mumkin. Ushbu qarashga koʻra, oʻzi yirik (makroskaladagi) boʻlsa-da, lekin nanometr aniqligida harakat qila oladigan robotlar ham nanorobotlar sirasiga kiritilishi mumkin.
thumb|300px|left|Kinezin mikronaycha boʻylab harakatlanish uchun nanoskopik o‘lchamlarda oqsil domenlari dinamikasidan foydalanadi.
 „Jarrohni yutib yuborish“ 
Mashhur fizik Richard Feynmanning taʼkidlashicha, uning nazariy mikromashinalarini tibbiy maqsadlarda qoʻllash gʻoyasini dastlab (taxminan 1959-yilda) uning sobiq aspiranti va hamkasbi Albert Hibbs taklif qilgan. Hibbsning fikricha, maʼlum bir taʼmirlash mashinalari oʻlchamini shunchalik kichraytirish mumkinki, natijada nazariy jihatdan (Feynmanning iborasi bilan aytganda) „jarrohni yutib yuborish“ imkoniyati tugʻiladi. Yaʼni, jarrohlik amaliyotini oʻtkazish uchun tashqaridan pichoq ishlatish oʻrniga, bemor tananing ichida ishlaydigan mitti robotni yutib yuboradi. Bu gʻoya Feynmanning 1959-yildagi mashhur „Pastda joy juda koʻp“ (There’s Plenty of Room at the Bottom) nomli maʼruzasiga va ilmiy esseyiga kiritilgan.

Nanorobotlar mikroskopik oʻlchamda boʻlgani sababli, mikroskopik va makroskopik vazifalarni bajarish uchun ularning juda katta miqdori birgalikda ishlashi talab etiladi. Ilmiy-fantastik asarlarda (masalan, „Star Trek“dagi Borg nanoproblari va „The Outer Limits“dagi „Yangi avlod“) bunday nanorobotlar toʻdasining ikki turi tasvirlanadi: tabiiy muhitda koʻpaya olmaydiganlar (masalan, „foydali tuman“) va cheksiz koʻpaya oladiganlar (masalan, „kulrang quyqa“). Nanorobototexnika tarafdorlarining taʼkidlashicha, ishlab chiqarish uchun moʻljallangan nanotexnologiyalar oʻz-oʻzidan koʻpayish xususiyatiga ega boʻlishi shart emas. Agar oʻz-oʻzidan koʻpayish texnologiyasi ishlab chiqilgan taqdirda ham, uni xavfsiz qilish mumkin. Ularning fikricha, hozirgi molekulyar ishlab chiqarish rejalari tabiatda nazoratsiz koʻpayadigan robotlarni oʻz ichiga olmaydi.

Robert Freitas tomonidan nanotibbiyot kontekstida nanorobototexnikaning batafsil nazariy muhokamasi taqdim etilgan boʻlib, unda sensorlar, energiya taʼminoti, aloqa, navigatsiya, manipulyatsiya, harakatlanish va bortdagi hisoblash jarayonlari kabi loyihalashning oʻziga xos masalalari qamrab olingan. Ushbu muhokamalarning baʼzilari hozircha amalda qurib boʻlmaydigan darajadagi umumiy nazariyalar boʻlib qolmoqda va hali batafsil muhandislik darajasiga yetib kelgani yoʻqZyvex: „Self replication and nanotechnology“: „artificial self replicating systems will only function in carefully controlled artificial environments … While self replicating systems are the key to low cost, there is no need (and little desire) to have such systems function in the outside world. Instead, in an artificial and controlled environment, they can manufacture simpler and more rugged systems that can then be transferred to their final destination. … The resulting medical device will be simpler, smaller, more efficient and more precisely designed for the task at hand than a device designed to perform the same function and self replicate. … A single device able to do both would be harder to design and less efficient.“„Foresight Guidelines for Responsible Nanotechnology Development“ „Autonomous self-replicating assemblers are not necessary to achieve significant manufacturing capabilities.“ „The simplest, most efficient, and safest approach to productive nanosystems is to make specialized nanoscale tools and put them together in factories big enough to make what is needed. … The machines in this would work like the conveyor belts and assembly robots in a factory, doing similar jobs. If you pulled one of these machines out of the system, it would pose no risk, and be as inert as a light bulb pulled from its socket.“.

 

 
 
 

 A Review in Nanorobotics – US Department of Energy

Turkum:Nanomashinalar
Turkum:Robototexnika
Turkum:Nanotexnologiya