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Diferencia entre revisiones de «Nanorrobótica»

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Las discusiones teóricas más detalladas acerca de nanorrobótica, que incluyen diseños específicos en temas como sensores, transporte de comunicación, navegación, manipulación, locomoción y computación integrada, han sido presentadas en el contexto médico de la [[nanomedicina]] por [[Robert Freitas]]. Algunas de estas discusiones permanecen al nivel de generalidades sin posibilidad de fabricarlas y no se aproximan al nivel de ingeniería de detalle.
Las discusiones teóricas más detalladas acerca de nanorrobótica, que incluyen diseños específicos en temas como sensores, transporte de comunicación, navegación, manipulación, locomoción y computación integrada, han sido presentadas en el contexto médico de la [[nanomedicina]] por [[Robert Freitas]]. Algunas de estas discusiones permanecen al nivel de generalidades sin posibilidad de fabricarlas y no se aproximan al nivel de ingeniería de detalle.

== Enfoques ==
=== Biochip ===
{{AP|Biochip}}
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== Referencias ==
== Referencias ==

Revisión del 14:24 21 dic 2012

La nanorrobótica es el campo de las tecnologías emergentes que crea máquinas o robots cuyos componentes están o son cercanos a escala nanométrica (10−9 metros).[1]​[2]​[3]​ De una forma más específica, la nanorrobótica se refiere a la ingeniería nanotecnológica del diseño y construcción de nanorobots, teniendo estos dispositivos un tamaño de alrededor de 0,1 a 10 micrómetros y están construidos con componentes de nanoescala o moleculares.[4]​[5]​ También han sido usada las denominaciones de nanobots, nanoides, nanites, nanomáquinas o nanomites para describir a estos dispositivos que actualmente se encuentran en investigación y desarrollo.[6]​[7]​

En su mayoría las nanomáquinas se encuentran en fase de investigación y desarrollo,[8]​ pero se han probado algunas máquinas moleculares primitivas. Un ejemplo de esto es un sensor que tiene un interruptor de aproximadamente 1,5 nanómetros de ancho, capaz de contar moléculas específicas en una muestra química. Las primeras aplicaciones útiles de las nanomáquinas podrían darse en la tecnología médica,[9]​ estos dispositivos podrían ser usados para identificar y destruir células cancerígenas.[10]​[11]​ Otra aplicación potencial es la detección de químicos tóxicos, y en la medición de sus concentraciones, en el ambiente. La Universidad Rice ha demostrado un auto de una sola molécula desarrollado mediante un proceso químico y que incluye el uso de buckyballs como ruedas. Es conducido controlando la temperatura ambiente y posicionando la punta de un microscopio de efecto túnel.

Otra definción dice que es un robot que permite interacciones precisas con objetos de tamaño nanométrico, o puede manipular con resolución nanométrica. Tales dispositivos están más relacionados con la microscopía o con microscopio de sonda de barrido, en vez describir a los nanorobots como una máquina molecular. Siguiendo con la definición de microscopía incluso con grandes aparatos como un microscopio de fuerza atómica que pueden ser considerados como instrumentos nanorrobóticos cuando son configurados para realizar nanomanipulaciones. Desde esta perspectiva, robots de macroescala o microrobots que se pueden mover con precisión nanométrica también puede ser considerado como nanorobots.

Teoría de la nanorrobótica

De acuerdo a Richard Feynman, fue su ex estudiante graduado y colaborador Albert Hibbs quien le sugirió originalmente cerca de 1959 la idea de un uso médico para las micromáquinas teóricas de Feynman (ver nanotecnología). Hibbs sugirió que cierto tipo de máquinas de reparación algún día podrían ser minituriarizadas al punto de que en teoría podría ser como "tragarse al doctor", tal como lo dijo Feynman. La idea fue incorporada en el ensayo de Feynman publicado en 1959 There's Plenty of Room at the Bottom (en castellano: Hay mucho espacio en el fondo).[12]​

Dado que los nanorrobots serían de tamaño microscópico, probablemente sería necesario que trabajaran juntos una cantidad muy grande de dichos aparatos para poder llevar a cabo tareas microscópicas y macroscópicas. Estos enjambres de nanorrobots, tanto aquellos incapaces de replicarse (como en una niebla útil) y aquellos capaces de replicarse sin restricciones en el ambiente natural (como en una plaga gris), aparecen en muchas historias de ciencia ficción, tales como las nanosondas de los Borg en Star Trek y en el episodio Una Nueva Raza de la serie de televisión The Outer Limits.

Algunos partidarios de la nanorrobótica, en reacción a algunos escenarios de terror en relación a la plaga gris que inicialmente ellos ayudaron a popularizar, sostienen el punto de vista de que los nanorrobots que son capaces de replicarse fuera de un ambiente restringido de una fábrica no necesariamente parte de una nanotecnología con intenciones de producción, y que el proceso de autorreplicación, si alguna vez se pudiera desarrollar, podría ser diseñado para ser inherentemente seguro. Estos aseguran que sus planes actuales para desarrollar y usar la fabricación molecular no incluyen replicadores de libre alimentación.[13]​[14]​

Las discusiones teóricas más detalladas acerca de nanorrobótica, que incluyen diseños específicos en temas como sensores, transporte de comunicación, navegación, manipulación, locomoción y computación integrada, han sido presentadas en el contexto médico de la nanomedicina por Robert Freitas. Algunas de estas discusiones permanecen al nivel de generalidades sin posibilidad de fabricarlas y no se aproximan al nivel de ingeniería de detalle.

Enfoques

Biochip

Artículo principal: Biochip

El uso simultáneo de la nanoelectrónica, la fotolitografía y nuevos biomateriales proporcionan una posible aproximación para fabricar nanorrobots para aplicaciones médicas comunes, tales como para instrumentos quirúrgicos, diagnóstico y dosificación de drogas.[15]​[16]​[17]​ Actualmente este método para la fabricación de nanotecnología es usado en la industria electrónica.[18]​ De esta forma, nanorrobots prácticos podrían ser integrados como dispositivos nanoelectrónicos, lo que permitiría la tele-operación y capacidades avanzadas a los instrumentos médicos.[19]​[20]​

Referencias

  1. ↑ Vaughn JR. (2006). «Over the Horizon: Potential Impact of Emerging Trends in Information and Communication Technology on Disability Policy and Practice». National Council on Disability, Washington DC.: 1-55. 
  2. ↑ Ghosh, A., Fischer, P. (2009). «Controlled Propulsion of Artificial Magnetic Nanostructured Propellers». Nano Letters 9 (6): 2243-2245. PMID 19413293. doi:10.1021/nl900186w. 
  3. ↑ Sierra, D. P., Weir, N. A., Jones, J. F. (2005). «A review of research in the field of nanorobotics». U.S. Department of Energy - Office of Scientific and Technical Information Oak Ridge, TN. SAND2005-6808: 1-50. doi:10.2172/875622. 
  4. ↑ Tarakanov, A. O., Goncharova, L. B., Tarakanov Y. A. (2009). «Carbon nanotubes towards medicinal biochips». Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology 2 (1): 1-10. doi:10.1002/wnan.69. 
  5. ↑ Ignatyev, M. B. (2010). «Necessary and sufficient conditions of nanorobot synthesis». Doklady Mathematics 82 (1): 671-675. doi:10.1134/S1064562410040435. 
  6. ↑ Cerofolini, G., Amato, P., Masserini, M., Mauri, G. (2010). «A Surveillance System for Early-Stage Diagnosis of Endogenous Diseases by Swarms of Nanobots». Advanced Science Letters 3 (4): 345-352. doi:10.1166/asl.2010.1138. 
  7. ↑ Yarin, A. L. (2010). «Nanofibers, nanofluidics, nanoparticles and nanobots for drug and protein delivery systems». Scientia Pharmaceutica Central European Symposium on Pharmaceutical Technology 78 (3): 542. doi:10.3797/scipharm.cespt.8.L02. 
  8. ↑ Wang, J. (2009). «Can Man-Made Nanomachines Compete with Nature Biomotors?». ACS Nano 3 (1): 4-9. PMID 19206241. doi:10.1021/nn800829k. 
  9. ↑ Amrute-Nayak, M., Diensthuber, R. P., Steffen, W., Kathmann, D., Hartmann, F. K., Fedorov, R., Urbanke, C., Manstein, D. J., Brenner, B., Tsiavaliaris, G. (2010). «Targeted Optimization of a Protein Nanomachine for Operation in Biohybrid Devices». Angewandte Chemie 122 (2): 322-326. doi:10.1002/ange.200905200. 
  10. ↑ Patel, G. M., Patel, G. C., Patel, R. B., Patel, J. K., Patel, M. (2010). «Nanorobot: A versatile tool in nanomedicine». Journal of Drug Targeting 14 (2): 63-67. PMID 16608733. doi:10.1080/10611860600612862. 
  11. ↑ Wang, J. et al . (2011). «Micromachine Enables Capture and Isolation of Cancer Cells in Complex Media». Angew Chem. Int . Ed. 50: 4161-4165. doi:10.1002/anie.201100115. 
  12. ↑ Richard P. Feynman (December 1959). «There's Plenty of Room at the Bottom». Consultado el March 2010. 
  13. ↑ Zyvex: "Auto Replicación y Nanotecnología" (en inglés) "los sistemas autoreplicante artificiales sólo funcionarán en ambientes artificiales cuidadosamente controlados ... Mientras que los sistemas autorreplicantes son la clave a los costos bajos, no existe necesidad (y menos voluntad) para hacer que estos sistemas funcionen en el mundo exterior. Al contrario, en ambientes artificiales y controlados ellos pueden construir sistemas más simples y más robustos que entonces pueden ser transferidos a sus destinos finales. ... El dispositivo médico resultante será más simple, más pequeño, más eficiente y más precisamente diseñado para la tarea con la que tiene que cumplir que un dispositivo diseñado para realizar la misma tareas y autoreplicarse. ... Un dispositivo único capaz de realizar ambas funciones sería más difícil de diseñar y menos eficiente."
  14. ↑ "Directrices Prospectivas para el Desarrollo Responsable de la Nanotecnología" (en inglés) "Los ensambladores autorreplicantes autónomos no son necesarios para lograr capacidades de fabricación significativas." "La forma más simple, más eficiente y segura de aproximarse a los nanosistemas productivos es construir herramientas especializadas de tamaño nanométrico y reunirlas en fábricas lo suficientemente grandes para fabricar lo que sea necesario. ... En está fábrica las máquinas harían trabajos similares a los que actualmente hacen las cintas transportadoras y robots armadores en una fábrica normal. Si una saca una de estas máquinas fuera del sistema, no provocaría ningún riesgo, y serían tan inertes como una ampolleta sacada de su soquete de conexión."
  15. ↑ Fisher, B. (2008). «Biological Research in the Evolution of Cancer Surgery: A Personal Perspective». Cancer Research 68 (24): 10007-10020. PMID 19074862. doi:10.1158/0008-5472.CAN-08-0186. 
  16. ↑ Cavalcanti, A., Shirinzadeh, B., Zhang, M. & Kretly, L.C. (2008). «Nanorobot Hardware Architecture for Medical Defense». Sensors 8 (5): 2932-2958. doi:10.3390/s8052932. 
  17. ↑ Hill, C., Amodeo, A., Joseph, J.V. & Patel, H.R.H. (2008). «Nano- and microrobotics: how far is the reality?». Expert Review of Anticancer Therapy 8 (12): 1891-1897. PMID 19046109. doi:10.1586/14737140.8.12.1891. 
  18. ↑ Cale, T.S., Lu, J.-Q. & Gutmann, R.J. (2008). «Three-dimensional integration in microelectronics: Motivation, processing, and thermomechanical modeling». Chemical Engineering Communications 195 (8): 847-888. doi:10.1080/00986440801930302. 
  19. ↑ Couvreur, P. & Vauthier, C. (2006). «Nanotechnology: Intelligent Design to Treat Complex Disease». Pharmaceutical Research 23 (7): 1417-1450. PMID 16779701. doi:10.1007/s11095-006-0284-8. 
  20. ↑ Elder, J.B., Hoh, D.J., Oh, B.C., Heller, A.C., Liu, C.Y. & Apuzzo, M.L. (2008). «The future of cerebral surgery: a kaleidoscope of opportunities». Neurosurgery 62 (6): 1555-1579. PMID 18695575. doi:10.1227/01.neu.0000333820.33143.0d. 

Enlaces externos

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