نانو ربات‌ها در پزشکی

با استفاده از دانش نانوتکنولوژی محققان توانسته‌اند نانو ربات‌های زیستی طراحی کنند که در بدن انسان قرار می‌گیرند و نقش محافظ و درمانگر را ایفا می‌کنند. این ریز ماشین‌های هوشمند قادرند چندین نسخه از خودشان تهیه کنند و جایگزین بافت‌های فرسوده یا آسیب‌دیده کنند. این فرایند را خود تکثیری می‌نامند. در آینده نانو ربات‌های هوشمند در مغز و بدن هر انسانی به تعداد زیاد وجود خواهند داشت و انسان را از ابتلا به انواع بیماری‌ها مصون می‌دارند، حتی روند پیر شدن بشر را به تعویق می‌اندازند و نیز قدرت جسمانی و حافظه را تقویت می‌کنند.

نانو ربات‌ها ماشین‌های کوچکی هستند که برای انجام عملیاتی خاص و بعضاً تکرارشونده با دقت بسیار بالا طراحی‌شده‌اند. نانو ‌ به معنی یک بیلیونیوم یا یک میلیاردم است. نانو ربات‌ها نه‌تنها قادر به تشخیص محل دقیق سرطان خواهند بود بلکه داروی مناسب برای از بین بردن سلول‌های سرطانی را تزریق می‌کنند. امروزه تحقیقات وسیعی درزمینه درمان بیماری‌هایی چون دیابت، بیماری‌های قلبی و ایدز در حال انجام است. نانو ربات‌ها دارای امکانات بالقوه‌ای هستند که با اجتماع و قرارگیری به‌صورت کلونی قادرند به‌طور موشکافانه و دقیق از سیستم حفاظت کنند. درواقع با ساختاری اتمی یا مولکولی در یک فرایند شناخته‌شده قرار داده می‌شوند تا چرخه‌ای را کامل کنند. فناوری نانو رباتیک آن‌قدر سریع در حال پیشرفت است که به‌یقین زندگی انسان از اواسط قرن جاری به‌کلی متحول خواهد شد. این تغییرات شامل از بین رفتن بسیاری از بیماری‌ها، کاهش عوامل و عوارض بسیاری از امراض و حتی جراحی‌ها است. یکی از مهم‌ترین برنامه‌های گسترش علوم رباتیک در جهان بیشتر کردن عمر بشر و مبارزه با پیری و عـواقب آن است. از دهه ۸۰ میلادی تاکنون کوچک‌سازی (مینیاتورسازی) از اهم فعالیت‌ها درزمینه علوم کامپیوتری بوده است. سرعت رشد فنّاوری هر بیست سال دو برابر خواهد شد، درنتیجه فنّاوری در سال ۲۰۵۰ حدود ۳۲ برابر از سال ۱۹۵۰ جلوتر خواهد بود.

یکی از شاخه‌هایی که رشد فنّاوری در آن بسیار چشمگیر است، دانش پزشکی است. با ساخت ابزار و وسایل پزشکی در آینده روند پیر شدن کند می‌شود و مبـارزه بـا بیماری‌ها آسان‌تر و مطمئن‌تر خـواهـد شـد. درزمینه کالبدشناسی از نانو ربات‌ها به‌منظور تعیین محل دقیق آسیب استفاده خواهد شد. در شرایطی استفاده از نانو ربات‌های زیستی ضروری به نظر می‌رسد که امکان دسترسی به عضو مورد نظر دشوار بوده یا امکان‌پذیر نباشد یا حتی در مواردی که عواقب دردناک و دشواری توسط پزشک پیش‌بینی شود. برای طراحی یک نانو ربات دانشمندان از مدل‌های طبیعی مثل ساختار رشته‌های DNA بهره می‌گیرند. با بهره‌گیری از دانش نانوفناوری دانشمندان قادر به ساخت حسگرهای زیستی در ابعاد یک میلیاردم هستند. هم‌اکنون نانو ربات‌هایی که در مراکز تحقیقاتی ساخته می‌شود به‌اندازه‌ای کوچک هستند که هنگام عطسه همراه با گردوغبار به بیرون پرتاب می‌شوند.

یکی از اولین ریز ربات‌هایی که برای کمک به علم پزشکی ساخته شد سلئو نام داشت. این میکرو ربات برای جاسازی در داخل روده انسان طراحی‌شده بود. سئلو مجهز به یک چنگال و چند حسگر بود. حسگرها بدین منظور تعبیه‌شده بودند تا مانع برخورد با موانع شوند، وظیفه چنگال نیز برداشتن نمونه از سطح روده است. این ریز ماشین می‌توانست یا خود حرکت کند یا توسط پزشک با یک کنترل دستی به حرکت درآید.

اسلوب کار نانو ربات‌هایی که در داخل بدن کار گذاشته می‌شوند، شبیه‌سازی از محیط در فضایی سه‌بعدی است و تجزیه ‌و تحلیل اطلاعات در آن‌ها بر مبنای روش‌های عددی است. نانو ربات‌ها مانند انسـان بـه اطـلاعـات اطـرافشـان نیاز دارند. به دلیل نوع کار این نانو ربات‌ها در بدن، تجهیزات و یا سخت‌افزار این ماشین‌های مولکولی بسیار پیشرفته و ابتکاری است.

در ســاخــت حس‌گرهای زیـسـتــی تـنـهــا روش‌های مـیـکــروالـکـتــرونیکـی کـاربـرد دارد. نانو ربات‌های زیستی دارای حس‌گرهایی در ابعاد بسیار کوچک هستند و درعین‌حال به‌گونه‌ای طراحی‌شده‌اند که با شرایط زیستی بدن انسان سازگارند. نانو ربات‌های زیستی با داشتن حسگرهای بسیار حساس از تجهیزاتی خواهند بود که امور پزشکی را به‌تدریج متحول می‌کند. درواقع مدلی از ماشین‌های مولکولی هستند که با روش‌های خاصی ارتباطات و اتصالات بین سلول‌های بیولوژیکی را کنترل کرده و بهبود می‌بخشد، به عبارتی روی نحوه عملکرد سلول‌ها نظارت کرده و کنترل صحیح آن‌ها را به عهده می‌گیرد. روش کار این مدل‌های مولکولی بر اساس شبیه‌سازی در محیط سه‌بعدی است.