Introduzione ai nanorobot e alle sue applicazioni mediche

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Nano Robotics è la tecnologia per creare macchine o robot vicino alla scala microscopica di un nanometro (10-9 metri). Si riferisce a nanorobotici nanotecnologia - una disciplina ingegneristica per la progettazione e la costruzione di nanorobot. Questi dispositivi vanno da 0,1-10 micrometri e sono costituiti da nanoscala o componenti molecolari. Poiché non sono ancora stati creati robot Nano artificiali e non biologici, rimangono un concetto fittizio. I nomi nanorobot, nanoids, nanites o nanomites sono stati usati anche per descrivere questi ipotetici dispositivi.

Nanorobot

Nanorobot



I nano robot possono essere utilizzati in diverse aree di applicazione come la medicina e la tecnologia spaziale. Al giorno d'oggi, questi nanorobot svolgono un ruolo cruciale nel campo della bio-medicina, in particolare per il trattamento del cancro, dell'aneurisma cerebrale, della rimozione dei calcoli renali, dell'eliminazione di parti difettose nella struttura del DNA e per alcuni altri trattamenti che richiedono il massimo supporto per salvare vite umane.


I nanorobot sono nano dispositivi utilizzati allo scopo di mantenere e proteggere il corpo umano dai patogeni. I nanorobot vengono implementati utilizzando diversi componenti come sensori, attuatori, controllo, alimentazione, comunicazione e interfacciando scale speciali incrociate tra sistemi inorganici organici.



Lo sviluppo di nanorobot avviene utilizzando vari approcci come:

Biochip

La combinazione di nanotecnologia, foto-litografia e nuovi biomateriali, può essere considerata come un possibile modo necessario per progettare la tecnologia per sviluppare nanorobot per applicazioni mediche come la diagnosi e la somministrazione di farmaci. Questo approccio realistico nella progettazione dei nanorobot è una metodologia utilizzata nelle industrie elettroniche.


Nubots

Nubot è un acronimo per 'robot degli acidi nucleici'. I nubot sono dispositivi robotici artificiali su nanoscala. I nubots rappresentativi includono numerosi camminatori dell'acido nucleico deossi segnalati dal gruppo di Ned Seeman alla NYU, il gruppo di Niles Pierce al Caltech, il gruppo di John Reif alla Duke University, il gruppo di Chengde Mao alla Purdue e il gruppo di Andrew Turberfield all'Università di Oxford.

Nanoassemblaggio posizionale

Nell'anno 2000, Robert Frietas e Ralph Merkle hanno trovato una collaborazione nanofactory che è uno sforzo continuo composto da dieci organizzazioni con 23 ricercatori di quattro paesi. Questa collaborazione mira a sviluppare meccanosintesi posizionalmente controllata e nanofabbrica diamondoide in grado di costruire un nanorobot medico diamondoide.

Utilizzo di batteri

Questo approccio fa uso di microrganismi biologici, come i batteri a spirale di Escherichia. Quindi questo modello utilizza un flagello per scopi di propulsione. L'uso dei campi elettromagnetici serve per controllare il movimento del dispositivo biologico integrato e le sue limitate applicazioni.

Applicazioni dei nanorobot

1. Nanorobotica in chirurgia

I nanorobot chirurgici vengono introdotti nel corpo umano attraverso i sistemi vascolari e altre cavità. I nanorobot chirurgici agiscono come chirurgo in loco semi-autonomo all'interno del corpo umano e sono programmati o diretti da un chirurgo umano. Questo nanorobot chirurgico programmato svolge varie funzioni come la ricerca di agenti patogeni e quindi la diagnosi e la correzione delle lesioni mediante nano-manipolazione sincronizzata da un computer di bordo mentre conserva e contatta il chirurgo supervisore attraverso segnali ecografici codificati.

Nanorobotica in chirurgia

Nanorobotica in chirurgia

Al giorno d'oggi, vengono esplorate le prime forme di nanochirurgia cellulare. Ad esempio, una micropipetta che vibra rapidamente a una frequenza di 100 Hz micropipetta relativamente inferiore a 1 micron di diametro della punta viene utilizzata per tagliare i dendriti da singoli neuroni. Questo processo non dovrebbe danneggiare la capacità della cellula.

2. Diagnosi e test

I nanorobot medici vengono utilizzati allo scopo di diagnosi, test e monitoraggio di microrganismi, tessuti e cellule nel flusso sanguigno. Questi nanorobot sono in grado di annotare il record e riportare continuamente alcuni segni vitali come temperatura, pressione e parametri del sistema immunitario di diverse parti del corpo umano.

3. Nanorobotica nella terapia genica

I nanorobot sono anche applicabili nel trattamento delle malattie genetiche, mettendo in relazione le strutture molecolari del DNA e delle proteine ​​nella cellula. Le modifiche e le irregolarità nel DNA e nelle sequenze proteiche vengono quindi corrette (modificate). La terapia cromosomica sostitutiva è molto efficiente rispetto alla riparazione cellulare. Una nave di riparazione assemblata è incorporata nel corpo umano per eseguire il mantenimento della genetica fluttuando all'interno del nucleo di una cellula.

Nanorobotica nella terapia genica

Nanorobotica nella terapia genica

Supercoil di DNA quando ingrandito all'interno della sua coppia inferiore di bracci robotici, la nanomacchina tira il filo che viene svolto per l'analisi, mentre i bracci superiori staccano le proteine ​​dalla catena. Le informazioni archiviate nel database del grande nanocomputer vengono collocate all'esterno del nucleo e confrontate con le strutture molecolari del DNA e delle proteine ​​che sono collegate tramite collegamento di comunicazione alla nave di riparazione cellulare. Le anomalie riscontrate nelle strutture vengono corrette e le proteine ​​riattaccate alla catena dell'acido nucleico desossilato si riformano ancora una volta nella loro forma originale.

4. Nanorobot nell'individuazione e nel trattamento del cancro

Gli stadi attuali delle tecnologie mediche e degli strumenti terapeutici vengono utilizzati per il trattamento efficace del cancro. L'aspetto importante per ottenere un trattamento di successo si basa sul miglioramento dell'efficace somministrazione del farmaco per ridurre gli effetti collaterali della chemioterapia.

Nanorobot nell

Nanorobot nell'individuazione e nel trattamento del cancro

I nanorobot con biosensori chimici incorporati vengono utilizzati per rilevare le cellule tumorali nelle prime fasi dello sviluppo del cancro all'interno del corpo di un paziente. I nanosensori vengono utilizzati anche per trovare l'intensità dei segnali di E-caderina.

5. La nanodentistry è una delle applicazioni più importanti in quanto i nanorobot aiutano in diversi processi coinvolti nell'odontoiatria. Questi nanorobot sono utili per desensibilizzare i denti, l'anestesia orale, il raddrizzamento di denti irregolari e il miglioramento della durata dei denti, le riparazioni importanti dei denti e il miglioramento dell'aspetto dei denti, ecc.

Nanodentistry

Nanodentistry

6. I nanorobot possono anche essere utilizzati come dispositivi ausiliari per l'elaborazione di diverse reazioni chimiche negli organi interessati. Questi robot sono utili anche per monitoraggio e controllo livelli di glucosio nei pazienti diabetici.

Progetti robotici

L'elenco dei progetti robotici include quanto segue.

Progetti di robotica per studenti di ingegneria

Progetti di robotica per studenti di ingegneria

1. Controllato a infrarossi Veicolo robotico
Due. Frequenza radio Veicolo robotico controllato con disposizione del raggio laser
3. 8051 basato su microcontrollore Veicolo robotico che segue la linea
4. Controllo e movimento di Scegli e posiziona robotica Armare utilizzando Android in modalità wireless
5. Veicolo robotico a comando vocale da lunga distanza Riconoscimento vocale
6. Veicolo robotico metal detector
7. Pick N Place con Soft Catching Gripper
8. Utilizzo di veicoli robotici antincendio 8051 Microcontrollore
9. Robot controllato in radiofrequenza con Telecamera wireless per visione notturna per spiare in campo di guerra
10. Robot antincendio gestito da remoto con applicazioni Android
11. Robot multiuso wireless controllato da personal computer.
12. Multifrequenza a doppio tono Robot controllato da telefono cellulare basato
13. Bussola digitale e Sistema di posizionamento globale Sistema di navigazione autonomo basato
14. Auto Metro treni che navetta tra due stazioni

Si tratta di applicazioni nanorobotiche in campo medico come chirurgia, diagnosi e test, terapia genica, rilevamento e trattamento del cancro, nano odontoiatria, ecc. L'elenco dei progetti fornito in questo articolo è molto utile per studenti di ingegneria per progetti di robotica . Inoltre, per qualsiasi aiuto in merito a questo argomento, puoi contattarci commentando nella sezione commenti riportata di seguito.

Crediti fotografici: