دو؛ نانو ربات‌ها

کوچکترین تکنولوژی‌ای که تا به حال ازش استفاده کردین چی بوده؟ گوشی موبایل؟ ساعت هوشمند؟ علم اما داره به سمت ساخت ماشین‌هایی پیش میره که حتی با چشم هم نمی‌تونیم اون‌ها رو ببینیم. هزاران برابر کوچک‌تر از یک تار موی انسان. با من همراه باشید تا ببینیم نانوربات‌ها «Nanorobot» چین و چجوری قراره زندگی ما انسان‌ها رو تغییر بدن؟ من بابک معمار هستم و شما به دومین اپیزود آینده‌ای نزدیک گوش می‌دید که در اواسط فروردین ۱۴۰۰ منتشر میشه. آینده‌ای که شاید نزدیک‌تر از تصور ما باشد.یه زمانی که آرمسترانگ اولین قدم‌ها و روی سطح ماه برمی‌داشت، این جمله رو برای زمین مخابره کرد: «قدمی کوچک برای یک انسان گامی بزرگ برای بشریت» اما حالا بعد از پنجاه سال دوران دستاوردهای خیلی بزرگ اما در عین حال خیلی کوچیک رسیده. هر چند که هنوز هم با دیدن سفینه‌های بزرگ فضایی مات و مبهوت می‌شیم اما یکی از بزرگترین پیشرفت‌های بشر حالا داره در مقیاسی اتفاق می‌افته که فراتر از حد تصور ما ریزه. در مقیاس نانو.چی؟ نانو؟ تصوری دارین از این اندازه؟ اگر تو دبیرستان شاگرد خوبی بوده باشین، شاید یه گوشه از ذهنتون باشه که هر یک نانومتر معادل ده به توان منفی نه متر یا به عبارت دیگه هر یک متر برابر با یک میلیارد نانومتر. اگر می‌خواین یکم درک بهتری پیدا کنین که تا چه حد از مقیاس کوچیکی صحبت می‌کنیم بذارین یه مثال براتون بزنم. قیاس متر و نانومتر، مثل نسبت اندازه‌ کره‌ زمینه به یک تیله‌بازی. تصورش یکم سخته. حالا فرض کنید قرار کارهای بزرگی تو اون سایز کوچک انجام بدیم.اما داستان نانوربات‌ها از کجا شروع میشه؟ از سال ۱۹۵۴ یه آقایی به اسم ریچارد فاینمن «Richard Feynman» که یک فیزیکدان آمریکایی هست، تو یکی از سخنرانی‌ها این طور میگه که: «یک روزی در آینده‌ نزدیک بشر ماشین‌های خیلی خیلی کوچیکی درست می‌کنه که می‌تونن کارهای خیلی خیلی بزرگی انجام بدن». در واقع جرقه‌ ایده‌ نانوربات‌ها از همین سخنرانی زده میشه.نانوربات‌ها دسته‌ای از فناوری‌های به اصطلاح در حال ظهوره که هدفش ساخت ماشین‌ها یا ربات‌هایی در مقیاس نانومتره که برای انجام عملیاتی خاص و در بعضی مواقع تکرارشونده با دقت بسیار بالا طراحی میشن. تو پرانتز بگم که اصطلاحات نانوربات «Nanorobot»، نانوماشین «Nano Machine»، نانوبات «Nanobots»، این‌ها همه معادل هم هستند و اگر در ادامه هر کدوم از این لغات رو شنیدین، بدونین که در مورد یک چیز داریم صحبت می‌کنیم.نانو ماشین‌ها هنوز هم در مرحله‌ تحقیق و توسعه هستند. هر چند که بعضی از نمونه‌های اولیه اون مورد آزمایش قرار گرفتن. مثلا نانورباتی طراحی شده که اندازه‌اش حدود یک و نیم نانومتره و کارش شمارش تعداد مولکول‌های خاص در یک نمونه شیمیاییه. تصور کنید ماشینی طراحی کردیم که تعداد مولکول‌ها رو می‌شمره.برای نانوربات‌ها ساختار و معماری استانداردی وجود نداره اما وجود بعضی ویژگی‌ها و بخش‌ها ضروریه. نانوربات‌ها دارای حسگرهایی هستند برای اینکه محیط اطراف خودشون رو شناسایی کنند تا از برخورد با سایر اجسام جلوگیری بشه.این ربات‌های کوچیک نیاز به چنگال‌هایی هم دارند که به وسیله‌ اون‌ها بتونن کارهایی که ازشون انتظار میره و واسش طراحی شدن رو انجام بدن. در کنار این‌ها بخشی به نام تاژک‌های حرکتی هم وجود داره که وظیفه‌ جابجایی نانوروبات‌ها را بر عهده داره. منبع انرژی نانوماشین‌ها هم می‌تونه انرژی جنبشی سیال، تغییر دما یا نیروی الکترومغناطیس باشه. خیلی وارد جزئیات ساختاری نانوماشین‌ها نمیشم. چون خیلی تخصصی میشه بحثمون.بهتره بریم سراغ کاربردهای نانوربات‌ها. از نانوربات‌ها قراره تو حوزه‌های مختلف علم و تکنولوژی استفاده بشه. از پزشکی گرفته تا کاربردهای نظامی، علوم کامپیوتر و شیمی. مثلا پردازنده‌هایی در ابعاد نانومتر طراحی شده که ترانزیستورهای بیشتری رو میشه روی مدارش قرار داد. در نتیجه قدرت پردازش تا دو برابر افزایش پیدا می‌کنه. مطمئنا این ماشین‌ها در ادامه پای خودشون رو به شاخه‌های دیگه‌ علم هم باز خواهند کرد.با همه‌ این تفاسیر اما مهم‌ترین زمینه‌ای که دانشمندا خیلی چشم امید دارند که در آینده‌ نزدیک خبرهای خیلی خوبی ازش شنیده بشه، بیشتر کاربرد نانوربات‌ها در علم پزشکیه که بهش میگن «پزشکی نانو». این تکنولوژی به قدری با سرعت بالا در حال پیشرفته که به گفته‌ خیلی از دانشمندا از اواسط قرن حاضر میلادی زندگی ما آدم‌ها را به کلی متحول می‌کنه. چون یه تاثیری به مراتب بیشتر از ظهور اینترنت.از اینجا به بعد شاید چیزهایی که میگم بیشتر به نظرتون شبیه به فیلم‌های علمی تخیلی بیاد اما اگر بخوایم خیلی خوب متوجه کاربرد نانو ربات‌ها بشیم، باید سفر کنیم به دنیای خیال. همین الان که داریم به این پادکست گوش میدین، در مراکز تحقیقاتی روی نانو ربات‌هایی دارن کار می‌کنن که وقتی نفس می‌کشیم، همراه با گرد و غبار وارد دستگاه تنفس بشن. یعنی شاید در سال‌های آینده چنان تکنولوژی‌های پیشرفته‌ای در کنار شما باشن که حتی روحتون هم از وجودش بی‌خبر باشه.ترسناک شد نه؟ ترسناک‌تر هم ممکنه بشه اما یه کم دیگه صبر کنیم و تا آخر این اپیزود همراهم باشین. اما اول اجازه بدین از جنبه‌های شیرین و مثبت نانوربات‌ها صحبت کنیم. یعنی نانوربات‌ها در علم پزشکی.یکی از شاخه‌هایی که با ورود به هزاره‌ جدید رشد چشمگیری را تجربه کرده، دانش پزشکیه. هر سال تحقیقات زیادی در زمینه‌ بیماری‌های مختلف مثل دیابت، بیماری‌های قلبی، سرطان و ایدز انجام میشه. این پژوهش‌ها به احتمال زیاد منجر به از بین رفتن بسیاری از بیماری‌ها، کاهش عوامل و عوارض بعضی از امراض و جراحی‌ها و در نهایت در آینده‌ای نزدیک باعث طول عمر بیشتر ما انسان‌ها میشه.حتی بعضی‌ها پا رو فراتر گذاشتند و میگن راه‌حل زندگی جاویدان همین نانوربات‌ها هستن. شوخی شوخی با جناب عزرائیل هم شوخی. دانشمندان تلاش می‌کنند نانوربات‌هایی طراحی کنند که به داخل بدن ما فرستاده بشن و نقش محافظ و درمانگر رو برای ما ایفا کنن. این ریزماشین‌های هوشمند می‌تونن چند نسخه از خودشون تولید کنند و جایگزین بافت‌های فرسوده و آسیب دیده بشن و اینجوری جلوی پیر شدن و از کار افتادگی اعضای بدن ما رو بگیرن. حتی بعد از مرگم این نانوربات‌ها تو کالبدشکافی استفاده میشن. برای اینکه محل دقیق آسیب رو شناسایی کنن.به طور کلی کاربرد نانو ربات‌ها تو علم پزشکی رو میشه به سه دسته تقسیم کرد. دسته‌ اول کاربردهای پزشکی ـ جراحی. از قدیم الایام پزشک‌ها به دنبال راه‌های مختلف برای شناسایی و درمان بیماری‌ها بودند. از جمله ابوعلی سینای بزرگ که کلی روش‌های هوشمندانه رو تو کتاباش شرح داده.یکی از روش‌های خلاقانه‌ای که از چندین قرن پیش رواج پیدا کرد، عمل‌های جراحی هستن اما همین روش کارآمد هم مشکلاتی داره. مثلا بعضی وقتا دوره نقاهت بعد از عمل خیلی طولانیه یا همراه با عوارض جانبیه. حتی گاهی وقتا این عمل‌ها باعث مرگ بیمار هم میشن یا حتی ممکنه به خاطر ضعف جسمانی بیمار، عملی که باید برای نجات جونش انجام داد رو کنسل کنن.اما اگر از نانوربات‌ها استفاده بشه، می‌تونیم این موانع رو پشت سر بگذاریم و خیلی از عمل‌های فوق‌العاده سخت رو به آسونی انجام بدیم. مثلا عمل قلب یا مغز رو سرپایی انجام بدیم. جالبه نه؟ عمل‌هایی که جزو سخت‌ترین جراحی‌های دنیاست، فقط طی یک یا دو ساعت انجام بشه و بعد راحت برین خونه. تو این روش نوین جراحی، نانوربات‌ها وارد بدن میشن. عضو بیمار رو شناسایی و به صورت گروهی اون رو درمان می‌کنند. البته زیر نظر یک پزشک و به این ترتیب طیف وسیعی از عمل‌های جراحی خیلی راحت انجام میشه.دسته‌ دوم کاربردهای پزشکی ـ دارویی. یکی دیگه از کاربردهای مهم نانوربات‌ها که خیلی بهش امید وجود داره بحث داروسازی هدفمنده. در حالت عادی وقتی من و شما بیمار می‌شیم و به پزشک مراجعه می‌کنیم، انواع و اقسام داروهای مختلف بهمون داده میشه که باید طبق نظر پزشک و سر وقت مصرفشون کنیم اما این روش هم عیب‌هایی داره.وقتی ما دارو مصرف می‌کنیم، این دارو وارد رگ‌های خونی ما میشه و سفرش رو به تمام قسمت‌های بدن ما آغاز می‌کنه. در نتیجه علاوه بر عوارض جانبی‌ای که هر دارو داره که البته در افراد مختلف متفاوته و ممکنه یکسان بروز نکنه، احتمال اینکه تاثیرگذاری کمتری روی قسمت بیمار بدن بذاره هم وجود داره.با استفاده از نانوربات‌ها اما ربات با استفاده از حسگرهای خودش، عضو بیمار رو شناسایی می‌کنه و دارو رو فقط به همون عضو تزریق می‌کنه. به نظرتون مزیت این روش چیه؟ این که با تزریق دارو به همون عضو موردنظر هم سرعت اثربخشی دارو بالا میره و هم عوارض جانبی رو از بین می‌بره. چون دیگه اصلا دارویی به سایر قسمت‌های بدن وارد نمیشه که بخواد از خودش حساسیت نشون بده ولی بزرگترین کمک این نانوربات‌ها به بیمارانیه که نیاز به شیمی‌درمانی دارن دیگه شیمی درمانی براشون طاقت‌فرسا نیست و اثر مخرب اون هم از بین میره.تا اینجا گفتم که نانوربات‌ها سه دسته کاربرد اصلی دارن تو علم پزشکی. اول کاربردهای پزشکی ـ جراحی، دوم کاربردهای پزشکی ـ دارویی و در نهایت دسته‌ سوم کاربردهای پزشکی ـ زیستی. کارکرد این دسته، پیچیدگی بیشتری نسبت به دو مورد قبلی داره و به دلیل حسگرهای بسیار حساس و کاری که قراره داخل بدن ما انجام بده علم پزشکی رو متحول می‌کنه.این نانوربات‌ها قراره با روش‌های خاص ارتباطات موجود بین سلول‌های بیولوژیکی بدن ما رو شناسایی و کنترل کنند و اون‌ها رو بهبود بدن. یعنی اینکه روی نحوه‌ عملکرد سلول‌های داخل بدنمون نظارت کنن. یادتونه گفتم نانوربات‌ها یکم ترسناکن؟ راستشو بخواین این دسته ذهن من رو یه کم قلقلک داد که آیا میشه تو سلول‌های بدن تغییر داد و اون‌ها رو طوری تقویت کرد که تبدیل بشیم به ابرانسان؟ شما چی فکر می‌کنید؟هنوزم اما راه طولانی‌ای در پیش داریم تا این کارکردها به فاز عملیاتی برسن. الان فقط می‌تونیم خیال‌پردازی کنیم و از مزایا و معایبش صحبت کنیم. جنبه‌های مختلفی برای تولید این نانوربات‌ها باید در نظر گرفته بشن. روی خیلی از مسائل باید فکر کرد و براشون برنامه‌ریزی‌های بلند مدت داشت. این نانوربات‌ها باید دوام فوق‌العاده بالایی داشته باشن. باید طوری طراحی بشن که برای سالیان متمادی در بدن کار کنن. بدون اینکه ذره‌ای عملکردشون مختل بشه. ابعادشون هم خیلی مهمه. چون بدن ما و سیستم دفاعی منحصر به فردی که داره، ممکنه این نانوربات‌ها رو به عنوان یک عامل بیماری‌زا شناسایی کنه.از طرف دیگه هوش مصنوعی به کار رفته تو این نانوربات‌ها باید بسیار پیشرفته باشن تا هم بهترین گزینه رو در جهت تشخیص بیماری انتخاب کنند و هم در کوتاه‌ترین زمان ممکن این کار رو انجام بدن. در نانوربات‌ها باید فاکتور دقت بسیار بالا باشه. مثلا در درمان بیماری سرطان، باید مکانیسم‌های درمانی طوری باشه که فقط سلول‌های آسیب دیده نابود بشن و به بقیه‌ سلول‌های زنده آسیبی نرسه.جالب اینجاست که دانشمندان دانشگاه ایالتی آریزونا «University of Arizona» تونستن نانوربات‌هایی تولید کنند که با قطع کردن منبع خون دریافتی سلول‌های سرطانی، اون‌ها رو کوچیک کنن. این ویژگی‌ها باعث میشه که از نانوربات‌ها در مکان‌هایی که امکان دسترسی به عضو مورد نظر سخت یا امکان‌پذیر نیست یا حتی زمان‌هایی که عواقب دردناک و دشواری توسط پزشک پیش‌بینی میشه، استفاده کنیم.در کنار همه‌ این مزایایی که گفتیم، باید اون روی سکه رو هم دید. حتما با خودتون می‌گین نانوربات‌ها چقدر خوبن؟ چقدر کارایی دارن؟ چقدر مفیدن برای زندگی ما آدم‌ها؟ اما نانوربات‌ها روی تاریک هم دارن. اول بذارید یکم در مورد عیب‌های کوچیک نانوربات‌ها بگم براتون. بعد بریم سراغ نیمه‌ تاریکشون.اول اینکه باید در ساخت نانوربات‌ها خیلی خیلی دقت باشه. به دلیل اینکه نانوربات‌ها وارد بدن میشن و در واقع مثل یک عضو جدید قراره در بدن ما فعالیت بکنن، اگر با دقت طراحی نشن و درست عمل نکنن، نه تنها برای بدن مفید نخواهد بود بلکه اثرات مضری هم خواهند داشت. از طرف دیگه هزینه‌ تولید این محصول خیلی بالاست و نمیشه به صورت عمده تولیدش کرد و فقط برای اهداف یا اشخاص خاص میشه ازش استفاده کرد.در کنار این‌ها طراحی فوق‌العاده پیچیده‌ نانوربات‌ها رو هم باید اضافه کرد ولی هنوز نقاط تاریک‌تر دیگه‌ای هم وجود داره. مثل هر تکنولوژی و نوآوری جدید که همیشه برای اهداف بشردوستانه ازش استفاده کرد هم ضد بشریت. خیلی کاربردهای دیگه‌ای برای نانوربات‌ها پیش‌بینی میشه. به خصوص در عرصه‌ نظامی. ماشین‌هایی که انقدر ریزن که با چشم دیده نمیشن، به راحتی میتونن وارد بدن هر شخصی بشن و به راحتی کاری که لازم هست رو انجام بدن.جایی نوشته شده که سلاح‌های آینده نانوربات‌ها هستن. نانوربات‌ها خیلی راحت می‌تونن وارد جریان خون بشن. پس هیچ کاری براشون نداره که یه کم سم وارد خون کنن یا خیلی راحت قسمت‌های حساس و حیاتی بدن رو برش بدن و باعث خونریزی داخلی و مرگ بشن. تکنولوژی‌ای که برای نجات از مرگ طراحی شده بود خودش بشه عامل مرگ.حتی میگن از این نانوربات میشه برای جاسوسی نفوذ به پایگاه دشمن و فاش شدن اطلاعات حساس هم استفاده کرد. به همین خاطر خیلیا معتقدن نانوربات‌ها باید یک تکنولوژی اپن سورس «open source» باشند و در انحصار هیچ دولت یا سازمانی قرار نگیرند. تازه این‌ها همه در شرایطی که ما آدم‌ها کنترل نانوربات‌ها را در دست داشته باشیم.یادتونه اوایل اپیزود گفتم که این ریزماشین‌ها می‌تونن چندین نسخه از خودشون تکثیر کنن؟ حالا اینو بذارید کنار هوش مصنوعی فوق‌العاده بالایی که این ماشین‌ها باید داشته باشن و حالا فرض کنین دیگه ما هم روشون کنترل نداشته‌ باشیم.شاید ما انسان‌ها هم نانوربات‌های ساخت گونه‌ دیگه‌ای بودیم و از کنترل اون‌ها خارج شدیم و در آینده‌ای نزدیک به سرنوشت همون‌ها دچار بشیم. البته اینا همش فرضیاته اما به هر حال باید همه‌ این جوانب در نظر گرفته بشن.دیگه بهتر داستان این قسمت رو هم تموم کنیم. مطمئنا در آینده‌ نزدیک بیشتر از نانوربات‌ها خواهیم‌ شنید. به خصوص در زمینه‌ پزشکی. شاید روزی برسه که تبدیل بشیم به انسان‌های جاودان با طول عمرهای بسیار زیاد و هر موقع که خودمون اراده کنیم پرواز کنیم به دیار باقی. البته دیگه اون زمان، زمین نمی‌تونه میزبان این میزان جمعیت باشه و شاید دلیل این که داریم میریم به سمت مریخ هم همین موضوع باشه.جمله‌ آخر رو می‌خوام از پادکست مختصر و مفید قرض بگیرم. ما انسان‌ها آینده‌ بسیار درخشانی رو در پیش داریم ولی فعلا مهم‌ترین وظیفمون اینه که مراقب باشیم ظرف دویست سال آینده منقرض نشیم و شاید نانو ربات‌ها یکی از دلایل این انقراض باشن.چیزی که شنیدین دومین قسمت پادکست آینده‌ نزدیک بود که در هر قسمتش من سعی می‌کنم در مورد یکی از تکنولوژی‌هایی که ممکنه در آینده‌ نزدیک زندگی ما انسان‌ها رو تحت تاثیر قرار بده صحبت کنم. این پادکست رو می‌تونید از طریق تمامی اپ‌های پادکست بشنوید و یا از طریق شبکه‌های اجتماعی که لینکش توضیحات همین قسمت هم هست دنبال کنید.بزرگترین کمک شما به پادکست آینده‌ نزدیک اینه که اون رو برای دوستانتون به اشتراک بگذارید و نظرات خودتون رو از طریق هر پلتفرمی که صدای من رو از اون می‌شنوید ارسال کنید. من بابک معمار هستم و آخر هفته‌ فوق‌العاده‌ای براتون آرزو دارم از پادکست آینده‌ نزدیک.بقیه قسمت‌های پادکست آینده نزدیک را می‌تونید از طریق CastBox هم گوش بدید: https://castbox.fm/episode/دو-|-نانوربات‌ها-id4853891-id480982384?utm_source=website&utm_medium=dlink&utm_campaign=web_share&utm_content=%D8%AF%D9%88%20%7C%20%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%AA%E2%80%8C%D9%87%D8%A7-CastBox_FM