Nanoroboti so teoretične mikroskopske naprave, merjene na lestvici nanometrov (1nm je enak milijoninki 1 milimetra). Ko bi jih v celoti uresničili s hipotetične stopnje, bi delali na atomski, molekularni in celični ravni, da bi opravljali naloge tako na medicinskem kot na industrijskem področju, ki so bile doslej predmet znanstvene fantastike.
Čez nekaj generacij bi lahko nekomu z diagnozo raka ponudili novo alternativo kemoterapiji, tradicionalnemu zdravljenju z sevanjem, ki ubija ne le rakave celice, ampak tudi zdrave človeške celice, kar povzroča izpadanje las, utrujenost, slabost, depresijo in številne bolezni. drugi simptomi. Zdravnik, ki se ukvarja z nanomedicino, bi pacientu ponudil injekcijo posebne vrste nanorobota, ki bi iskal rakave celice in jih uničil, pri čemer bi bolezen razpršila pri viru, zdrave celice pa pustile nedotaknjene. Obseg stiske za pacienta bi bil v bistvu vbod v roko. Oseba, ki se zdravi z nanorobotiko, bi lahko pričakovala, da se ne bo zavedala molekularnih naprav, ki delujejo v njej, razen hitrega izboljšanja svojega zdravja.
Nanoroboti Nanomedicine so tako majhni, da zlahka prečkajo človeško telo. Znanstveniki poročajo, da bo zunanjost nanorobota zaradi svojih inertnih lastnosti in moči verjetno zgrajena iz ogljikovih atomov v diamantni strukturi. Super gladke površine bodo zmanjšale verjetnost sprožitve imunskega sistema telesa, kar bo nanorobotom omogočilo neovirano opravljanje svojega posla. Glukoza ali naravni telesni sladkorji in kisik so lahko vir za pogon, nanorobot pa bo imel druge biokemične ali molekularne dele, odvisno od njegove naloge.
Po trenutnih teorijah bodo imeli nanoroboti vsaj osnovno dvosmerno komunikacijo; se odziva na zvočne signale; in bo lahko prejemal navodila za napajanje ali celo za ponovno programiranje iz zunanjega vira prek zvočnih valov. Mreža posebnih stacionarnih nanorobotov je lahko strateško nameščena po telesu, ki beleži vsakega aktivnega nanorobota, ko gre, nato pa poroča o teh rezultatih, kar omogoča vmesniku, da spremlja vse naprave v telesu. Zdravnik ni mogel samo spremljati bolnikovega napredka, ampak je spremenil navodila nanorobotov in vivo, da bi napredoval v drugo stopnjo zdravljenja. Ko je naloga opravljena, bi nanorobote odstranili iz telesa.
Molekularna nanotehnologija (MNT), krovna znanost o nanomedicini, predvideva nanorobote, izdelane v nanotovarnah, ki niso večje od povprečnega namiznega tiskalnika. Nanotovarne bi uporabljale orodja v nano merilu, ki bi lahko izdelala nanorobote po natančnih specifikacijah. Zasnova, oblika, velikost in vrsta vključenih atomov, molekul in računalniško podprtih komponent bi bile specifične za nalogo. Surovina za izdelavo nanorobotov bi bila skoraj brez stroškov, proces pa skoraj brez onesnaževanja, zaradi česar bi bili nanoroboti izjemno dostopna in zelo privlačna tehnologija.
Prva generacija nanorobotov bo verjetno izpolnjevala zelo preproste naloge, ki bodo z napredovanjem znanosti postajale vse bolj izpopolnjene. Ne bodo nadzorovani le z omejeno oblikovno funkcionalnostjo, temveč tudi s programiranjem in omenjeno akustično signalizacijo, ki se lahko uporablja predvsem za izklop nanorobotov.
Robert A. Freitas Jr., avtor Nanomedicine, nam daje primer ene vrste medicinskega nanorobota, ki ga je zasnoval in bi deloval kot rdeča krvna celica. Sestavljen je iz atomov ogljika v diamantnem vzorcu, da ustvarite v bistvu majhen, sferični rezervoar pod tlakom, z “rotorji za molekularno sortiranje”, ki pokrivajo nekaj več kot eno tretjino površine. Če naredimo grobo analogijo, bi te molekule delovale kot vesla na rečnem čolnu, ki bi grabili molekule kisika (O2) in ogljikovega dioksida (CO2), ki bi jih nato prenesli v notranjo strukturo nanorobota.
Celoten nanorobot, ki ga je Freitas poimenoval respirocit, je sestavljen iz 18 milijard atomov in lahko zadrži do 9 milijard molekul O2 in CO2 ali nekaj več kot 235-kratno zmogljivost človeške rdeče krvne celice. Ta povečana zmogljivost je mogoča zaradi diamantne strukture, ki podpira večje pritiske kot človeška celica. Senzorji na nanorobotu bi sprožili molekularne rotorje, da bodisi sproščajo pline ali jih zbirajo, odvisno od potreb okoliških tkiv. Zdrav odmerek teh nanorobotov, injiciranih v pacienta v raztopini, pojasnjuje Freitas, bi nekomu omogočil, da bi skoraj štiri ure udobno sedel pod vodo blizu odtoka dvoriščnega bazena ali 15 minut tekel s polno hitrostjo, preden bi zadihal.
Medtem ko se potencialne medicinske in celo vojaške aplikacije zdijo očitne za to eno preprosto vrsto nanorobotov, so tudi posledice za vsakdanje življenje zanimive. Predstavljajte si potapljanje brez rezervoarja ali regulatorja, ampak roj dihalnih celic v vašem krvnem obtoku; ali olimpijske igre 2030, ko morda superšportniki ne bodo skenirani zaradi drog, ampak zaradi nanorobotičnega povečanja.
Čeprav imajo nanoroboti, ki se uporabljajo v medicini, veliko obetav od izkoreninjenja bolezni do obračanja procesa staranja (gube, izguba kostne mase in starostna stanja se lahko zdravijo na celični ravni), so nanoroboti tudi kandidati za industrijsko uporabo. V velikih rojih bi lahko očistili zrak ogljikovega dioksida, popravili luknjo v ozonu, očistili vodo iz onesnaževal in obnovili naše ekosisteme.
Zgodnje teorije v The Engines Of Creation (1986) »očeta nanotehnologije« Erica Drexlerja so si nanorobote zamislile kot samoreplikacije. Ta ideja je zdaj zastarela, vendar je takrat avtor kot opozorilo ponudil najslabši možni scenarij. Pobegle mikroskopske nanohrošče, ki eksponentno razstavljajo snov na celični ravni, da bi naredile več kopij samih sebe – situacija, ki bi lahko hitro izničila vse življenje na Zemlji, tako da bi ga spremenila v »sivo gobo«. Ta malo verjeten, a teoretično izvedljiv ekofag je sprožil odziv in blokado financiranja. Ideja o samoreplikacijskih nanobug se je hitro ukoreninila v številnih temah popularne znanstvene fantastike, vključno z nanotujec iz Star Trek, Borgom.
Skozi leta se je teorija MNT še naprej razvijala, pri čemer je odpravljala samoreplikacijske nanorobote. To se odraža v Drexlerjevem poznejšem delu Nanosystems (1992). Potreba po večjem nadzoru nad procesom in položajem nanomašinov je privedla do bolj mehanskega pristopa, ki pušča malo možnosti, da se pojavijo pobegni biološki procesi.
Nanoroboti so pripravljeni prinesti naslednjo revolucijo v tehnologiji in medicini, ki bodo nadomestili okorno in strupeno industrijsko dobo ter odprli človeštvu neverjetne možnosti. Čeprav siva sluz ni več osrednja skrb, znanstveniki in nadzorne skupine še vedno resno razmišljajo o več potencialnih nevarnostih in zlorabah nanotehnologije.