微觀世界即將成為機(jī)器人的新舞臺(tái)。

雖然目前人類針對(duì)納米技術(shù)的研究還處于早期階段，但來自加州理工學(xué)院的最新研究顯示出這種精密技術(shù)的巨大潛力。當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月14日，來自美國加州理工學(xué)院（Caltech）的科研團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》雜志上刊文，展示了一款由DNA組成，可在納米級(jí)環(huán)境中完成工作的機(jī)器人。

DNA機(jī)器人的設(shè)計(jì)圖源：《科學(xué)》雜志

DNA是一種長鏈聚合物，組成單位為四種脫氧核苷酸，結(jié)構(gòu)上由兩條脫氧多核苷酸鏈反向平行盤繞而形成了雙螺旋結(jié)構(gòu)。

據(jù)《科學(xué)》雜志，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一款可在人類肉眼無法觸及的微觀世界中完成識(shí)別、機(jī)械運(yùn)輸、智能化分揀等一系列復(fù)雜工作的分子機(jī)器人。這種由單鏈DNA構(gòu)成的“機(jī)器人”可以自主地在納米級(jí)環(huán)境中“行走”，拾取某些分子并將其在指定位置放下。

“就好像把電子機(jī)械機(jī)器人送到火星這種遙不可及的地方，我們希望可以將分子機(jī)器人送至人類不能去的微觀世界中，比如血液?！奔又堇砉ご髮W(xué)助理教授錢璐璐說，“我們的目標(biāo)是設(shè)計(jì)和構(gòu)建一個(gè)可以執(zhí)行復(fù)雜納米力學(xué)任務(wù)的分子機(jī)器人”。

華裔女科學(xué)家錢璐璐

該團(tuán)隊(duì)由該校的前研究生AnupamaThubagere和華裔科學(xué)家錢璐璐領(lǐng)導(dǎo)。研究人員構(gòu)建了組裝DNA機(jī)器人的三個(gè)基本構(gòu)建模塊：一條擁有兩只“腳”的“腿”，用來“行走”、一條帶有一只“手”的“胳膊”，用于提取貨物，第三個(gè)被添加的部分可以識(shí)別特定的下落點(diǎn)并向手指發(fā)出訊號(hào)。這些部分是由單鏈DNA內(nèi)的幾個(gè)核苷酸構(gòu)建而成。

理論上說，這種模塊化的構(gòu)建方式可以使機(jī)器人組合成許多不同的形狀以滿足不同任務(wù)的需求。例如，可以使用具有若干只手和胳膊的DNA機(jī)器人同時(shí)攜帶多個(gè)分子。

測試中的DNA機(jī)器人

在測試中，研究者們創(chuàng)建了一塊長寬各58納米，表面布滿了若干條單鏈DNA的測試場，由于機(jī)器人的“腳”也是單鏈DNA，因此“腳”在與表面接觸時(shí)就可以互相綁定，同時(shí)，另一只“腳”會(huì)自由移動(dòng)，直到它找到另一根單璉DNA，以此完成“行走”。

DNA機(jī)器人遞送貨物的成功率可達(dá)到80%

在測試場表面，研究人員使用微觀處理器選擇了六個(gè)黃色和粉色兩種不同的熒光染料分子，作為機(jī)器人的“貨物”，并將它們沉積在特定的目標(biāo)滴點(diǎn)處。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，機(jī)器人在24個(gè)小時(shí)內(nèi)成功將六個(gè)分散各地的“貨物”送到正確的下貨點(diǎn)。經(jīng)過多次重復(fù)測試后，DNA機(jī)器人遞送貨物的成功率達(dá)到了80%。

“我們不會(huì)為任何特定的應(yīng)用開發(fā)DNA機(jī)器人，實(shí)驗(yàn)室將側(cè)重于研究能夠開發(fā)通用DNA機(jī)器人的工程原理，”錢璐璐說，“但我希望其他研究人員可以將這些原理用于激動(dòng)人心的應(yīng)用，例如使用DNA機(jī)器人從其組成部分合成治療性的化學(xué)物質(zhì)，并在只有給出特定信號(hào)時(shí)才于血液或細(xì)胞中傳遞藥物，或者用于分類垃圾中的分子成分以進(jìn)行回收利用。