纳米机器人

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纳米机器人相关的资讯

  • 美国研制出治癌“纳米机器人”
    英国《自然》杂志网站21日刊登研究报告说,美国科研人员日前成功研发出一种“纳米机器人”。它的直径仅为70纳米。这些小“纳米机器人”可通过患者的血液进入到肿瘤所在位置,采用“RNA干扰(RNAi)”的方法对癌细胞基因进行破坏。  RNA代表了“核糖核酸”,它是基因指导合成蛋白质过程中所必需的工具。RNA干扰是指另外添加“RNA”,令原有癌细胞中RNA不能发挥正常作用,也就不能合成相应的蛋白质。目前,包括美国辉瑞和瑞士诺华在内的很多生物技术或制药公司都在寻找可以控制RNA的方法。  据了解,在这种新方法中,一旦“纳米机器人”发现癌细胞并进入其内部,它们就会自行分解,并释放出小干扰RNA(siRNA)。“我们给这种小粒子安装了化学传感器,”负责领导这项研究的美国加州理工学院教授戴维斯说,“一旦它意识到自己已经进入肿瘤细胞内,它就会说:‘好啦,现在是分解并释放出RNA的时候了。’”  加州理工学院等机构的研究人员报告说,这种携带了特定RNA的载体进入血液后,不会引起免疫系统的排异反应,可随着血液流动到达发生癌变的部位,然后进入癌细胞释放出RNA,而剩下的载体物质由于太过微小可随着尿液排出。  这是首次实现在人体中利用RNA干扰来治疗癌症的研究。研究人员马克・ 戴维斯说,通过选择所使用的RNA,这项技术可以阻碍任何基因发挥作用,因此有望用于广泛治疗各种癌症。“RNA干扰”法由美国科学家安德鲁・ 法尔和克雷格・ 梅洛在上世纪90年代发现,他们因此荣获2006年诺贝尔生理学或医学奖。  “这是第一项展示RNA干扰的作用机制的研究,”戴维斯说,“我们对这一结果感到非常兴奋,因为每当一种新技术产生时,都会有很多人对它持怀疑态度。”
  • Nature:形状变形的纳米磁性编码微型机器人
    磁性软体机器人已有多种应用,特别是在与人体密切相关的生物医学领域。如自折叠式“折纸”机器人可以在肠道中爬行、修补伤口、将吞下的物体取出来;胶囊状的机器人可以沿着胃的内表面滚动,进行活组织检查并运送药物。此外,科学家们还研制出了尺寸从几百微米到几厘米不等的更薄的线型机器人,它们有可能在大脑血管中穿行,以治疗中风或动脉瘤。磁性软体机器人的进一步小型化可能带来新的应用,如在小的血管中进行操作甚至操纵单个细胞,但制备这样的微型机器人并非易事[1]。 2019年11月,瑞士联邦理工学院的Cui Jizhai(现任职复旦大学) 、Huang Tian-Yun 及其同事在Nature发表了名为“Nanomagnetic encoding of shape-morphing micromachines”的文章[2],该工作使用电子束光刻技术,制造出了只有几微米大小的可磁重组机器人,通过对单个区域的纳米磁体进行设计,将形状变化指令通过编程的方式输入微型机器人,对纳米磁体施加特殊的磁场序列后,实现微型机器人的形状变化,如图一所示。图一 四片式变形微机械的设计 a.磁体磁态随尺寸增大的示意图:i.超顺磁性;ii.室温下稳定的单畴;iii.多畴态。b. 部,四个面板微机械,面板I上有520 nm×60 nm(I型)纳米磁体阵列,面板II上有398 nm×80 nm(II型)纳米磁体阵列;底部,纳米磁体阵列的相应SEM图像。c. 体积相同但长宽比不同的单畴纳米磁体的磁光克尔效应磁滞回线。d.根据矫顽力的不同选择两个磁场对微机械进行编码的示意图。e. 应用控制磁场B=15 mT时的磁性结构(I型和II型纳米磁体)和微机械折叠行为示意图,光学显微镜图像显示了所制造器件的四种不同结构。从左到右,上/下折叠的面板数为4/0、3/1、2/2(折叠方向不同的对面面板)和2/2(折叠方向相同的对面面板)。 这项工作构建了一个模块化单元的集合,这些模块化单元可以编程为字母表中的字母,此外还构建了一个微型的“鸟”,能够进行复杂的行为,包括“拍打”、“悬停”、“转弯”和“侧滑”,如图二所示。这为创造未来的智能微系统建立了一条路线,这些智能微系统可以重新配置和原位重新编程,可以适应复杂的情况。图二 折纸式的微型“鸟”与多种形状变形模式 文章中,作者使用了英国Durham Magneto Optics Ltd.公司的磁光克尔效应系统-NanoMOKE3对不同型的纳米磁体进行了磁滞回线测试,同时使用该设备的电磁铁产生的磁场对纳米磁体阵列进行了编程。NanoMOKE3可以进行微区的超高灵敏度测试,在本工作中,作者通过激光聚焦在不同的纳米磁体上获得对应的磁滞回线,如图一c所示,为微型机器人的磁学编码工作提供了帮助。图三 磁光克尔效应系统-NanoMOKE3 NanoMOKE3主要技术特点:超高灵敏度~10-12emu微区磁滞回线,激光光斑~2μm超快测试速度,1秒内可获得磁滞回线克尔角检测<0.5 mdeg纵向/横向/向克尔磁畴成像扩展无液氦低温MOKE图四 与Montana S50超精细多功能无液氦低温光学恒温器联用的低温MOKE 温度范围4.2K~350K磁场纵向>0.4T,向>0.3T 参考文献:[1] X H,zhao. et al. Nature 575, 58-59 (2019)[2] Cui, J. et al. Nature 575, 164–168 (2019).
  • 深圳先进院等搭建机器人辅助胶体纳米晶数字制造平台
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院先进材料科学与工程研究所喻学锋、赵海涛团队,联合中国科学技术大学、澳大利亚国立大学等,在《自然-合成》(Nature Synthesis)上,发表了题为A Robotic Platform for Synthesis of Colloidal Nanocrystals的研究论文。该工作首次将数据挖掘、数据驱动自动化合成、机器学习、逆向设计集成构建了机器人辅助胶体纳米晶数字制造平台,有望将科研人员从传统试错实验、劳动密集型表征中解放,实现胶体纳米晶数字化制备。纳米晶在能源、光学、光化学、电化学、光电子学以及生物医药等领域颇具应用潜力。纳米晶物理化学性质与其形貌、尺寸息息相关,而传统的试错实验和密集表征需花费大量时间和精力,制约了纳米晶的研发。为此,研究团队整合数据驱动自动化合成、机器人辅助可控合成、面向形貌逆向设计等技术,构建了机器人辅助胶体纳米晶数字智造平台,以此突破当前纳米晶可控合成研究的局限性。其中,自动化平台由自动化合成模块、自动化表征模块和协作机器人三大模块构成,每个模块包含若干子模块,具有高通量合成、样品存储、原位光学、光谱学表征等功能(图1)。科研团队以两种典型的胶体纳米晶为研究范例,一是目前在生物传感检测领域被广泛研究的金纳米棒,二是在新能源和光学探测领域颇具应用潜力的钙钛矿纳米晶。为了实现自动化合成,研究人员对文献进行数据挖掘,以提供关键合成参数的初始选择。针对金纳米棒,对1300篇已报道的金纳米棒合成的相关文献进行数据挖掘,并对其关键参数进行分水平排序,从而获取机器人执行参数,并设计正交实验及高通量实验验证,获取了金纳米棒形貌调控的重要参数。针对双钙钛矿,通过对其他钙钛矿相关文献进行数据挖掘,筛选出潜在的可供调节双钙钛矿尺寸形貌的48种溶剂和61种表面活性剂,结合高通量原位合成和表征,快速实现了溶剂和表面活性剂的筛选。进一步,研究通过设计单因素、双因素以及三因素实验,进行高通量合成、原位光学表征(RGB值获取)、原位光谱学表征以及异位表征(透射电镜、扫描电镜)等获得大样本数据和小样本数据,结合机器学习,获得了合成关键参数(结构导向剂)与吸收光谱之间的关系模型以及吸收光谱和纳米晶尺寸的关系(图2)。通过积累数据样本,模型得到进一步完善。此外,研究根据两种材料大样本颜色信息(RGB),还可构建颜色信息与纳米晶尺寸之间的关系模型。这一模型可作为快速鉴定纳米晶尺寸的另一个指标。得益于这些模型的构建,输入目标产物尺寸信息即可反馈合成关键参数(结构导向剂),从而实现纳米晶高效逆向设计及合成(图3)。因此,该工作在数据驱动机器人合成纳米晶领域颇具前景。深圳先进院是第一通讯单位。研究工作得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市自然科学基金、深港澳科技计划等的支持。

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  • 想要传感器或电子元件吗?让纳米机器人帮你刻一个吧!

    想要传感器或电子元件吗?让纳米机器人帮你刻一个吧!

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/02/201502051643_534444_2972800_3.jpg 益择网讯(慕雪/编译)20世纪中期,硅电子芯片的发明将电子行业带入小型化时代,而如今,纳米级机器设备方兴未艾。近日,加利福尼亚大学的约瑟夫教授团队发明了一种新型纳米机器人光刻方法,利用纳米机器人在感光材料表面游动来制造组成传感器和纳米电子器件的组件,该技术比目前最先进的如电子束直写等纳米材料制备方法更便宜、更简单,并且可以广泛用于医疗、环境、安全等领域。团队开发了两种纳米机器人:一种是由二氧化硅制成能够像近场透镜那样聚光的球形纳米机器人,另一种是由金属制成的可以遮光的棒状纳米机器人。每个机器人都利用过氧化氢燃料溶液催化分解产生的能量来行动。当光刻胶表面暴露于紫外线下时,球形纳米机器人控制并放大光束,沿着行走创建一个沟槽图案,而杆状纳米机器人挡光并创造脊形图案。“我们的纳米机器人可以像微生物那样精确控制自己的速度和空间运动,并能自我组织来实现集体目标。”约瑟夫教授说。“虽然该方法不能完全取代像电子束直写这样的尖端技术,但是它成本更低、操作更便捷,而且能实现大部分功能,因此其应用前景十分广阔。”

  • 小米进军机器人领域:推出仿生四足机器人,售价9999元。

    小米进军机器人领域:推出仿生四足机器人,售价9999元。该机器人名为CyberDog,中文名铁蛋。CyberDog仿生四足机器搭载高精度环境感知系统,全身11个高精度传感器向AI大脑实时传输信息,可以感知图像、光线、距离、速度、声音等环境信息,还原更真实的生物反应。(新浪)

  • 纳米医学畅想

    纳米医学畅想 纳米医学的研究内容十分广泛,最引人注目的是扫描隧道显微镜(STM)。这一非凡的仪器于80年代初研制成功,可以在纳米尺度上获取生命信息,研究者相继得到了左旋DNA、双螺旋DNA的碱基对、平行双螺旋DNA的STM图像。我国科学家利用STM成功的拍摄到表现DNA复制过程中一瞬间的照片。目前,研究已涉及到氨基酸、人工合成多肽、结构蛋白和功能蛋白等领域。 纳米使单位体积物质储存和处理信息的能力提高百万倍以上,人类有可能将存储了全部知识的纳米计算机安放在人脑中,或许有一天,图书馆就在我们的头脑内,每一个人都可能成为爱因斯坦、牛顿,老年性痴呆、记忆丧失等病症将会得到彻底治愈。纳米计算机可能用来读出人脑内的内容及品性,将一个脑内的信息转录到另一个脑内,这个脑可以是人脑,也可以是电脑。纳米医学也有可能改变人类自身,让人类成为能在天上飞、水中游,能进行光合作用或能在恶劣环境下生存的“超人”。将来,掌握纳米医学技术的医生,不仅能够“修理人”——治病,而且能够“改造人”——使其具有特殊功能。虽然这些设想有些离奇,但决非是毫无科学根据的幻想。即将进入临床应用的有:利用纳米传感器获取各种生化信息和电化学信息。已经取得重大成果的还有DNA纳米技术,主要应用于分子的组装。 已经在医药领域得到成功的应用。人们已经能够直接利用原子、分子制备出包含几十个到几百万个原子的单个粒径为1-100纳米的微粒。最引人注目的是作为药物载体,或制作人体生物医学材料,如人工肾脏、人工关节等。在纳米铁微粒表面覆一层聚合物后,可以固定蛋白质或酶,以控制生物反应。由于纳米微粒比血红细胞还小许多,可以在血液中自由运行,因而可以在疾病的诊断和治疗中发挥独特作用。 当把二氧化肽做到粒径为几十纳米时,在它的表面会产生一种叫自由基的离子,能破坏细菌细胞中的蛋白质,从而把细菌杀死。例如用二氧化肽处理过的毛巾,只要有可见光照射,上面的细菌就会被纳米二氧化肽释放出的自由基离子杀死,具有抗菌除臭功能。 将药物粉末或溶液包埋在直径为纳米级的微粒中,将会大大提高疗效、减少副作用。纳米粒可跨越血脑屏障,实现脑位靶向。另外,纳米粒脉管给药,可降低肝内蓄积,从而有利于导向治疗。纳米粒中加入磁性物质,通过外加磁场对其导向定位,对于浅表部位病灶治疗具有一定的可行性。在影像学诊断中,纳米氧化铁在病灶与正常组织的磁共振图像上,会有较大的对比度。 纳米粒用作药物载体具有下述显著优点:(1)可到达网状内皮系统分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶部位;(2)具有不同的释药速度。(3)提高口服吸收药物的生物利用度。(4)提高药物在胃肠道中的稳定性。(5)有利于透皮吸收及细胞内药效发挥。如:载有抗肿瘤药物阿霉素的纳米粒,可使药效比阿霉素水针剂增加10倍。目前已在临床应用的有免疫纳米粒、磁性纳米粒、磷脂纳米粒以及光敏纳米粒等。 医用纳米机械或纳米微型机器人可潜入人体的血管和器官,进行检查和治疗,使原来需要进行大型切开的手术成为微型切开或非手术方式,并使手术局部化。纳米医用机器甚至可以进入毛细血管以及器官的细胞内,进行治疗和处理。这类机器可以将对人体的伤害减小到最低程度。含有纳米计算机的、可人机对话的、有自身复杂能力的纳米机器人一旦制成,能在一秒钟内完成数十亿个操作动作。如果数量足够多,就可以在几秒或几分钟内完成现今需几天或几个月甚至几年、几十年才能完成的工作。 和细胞一样,作业中坏了的微型机械可以随时被更换或修理。微型机械发展的顶峰,或许是可以自己增殖繁衍的纳米机器人。别以为以上设想不可思议。纳米科学家们相信这种愿望能够实现。 不难想象,倘若人类能直接利用原子、分子进行生产活动,这将是一个“质”的飞跃,将改变人类的生产方式和空前地提高生产能力,并有可能从根本上解决人类面临的诸多困难和危机,开创医学新纪元。

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  • Agilent BenchBot 机器人是一种小型机器人,能够对各种实验室应用实现自动化微孔板处理。BenchBot 机器人可以安装在标准的实验室台面上、封闭罩内或在便携式对接台上。它易于与安捷伦仪器和众多第三方仪器集成。应用包括基因组工作流程,例如新一代测序和微阵列芯片样品前处理、细胞分析、微孔板细胞培养、高通量 HPLC 样品管理和酶检测。 特性一体化设计 —非常适合最常用的实验室设置一键定位 —简化的用户界面便于学习,减少了设置时间可扩展 — 易于重新配置以支持其他仪器灵活性 —可以与安捷伦和第三方仪器集成
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  • 机器人标定设备 在今天高度竞争的全球市场,制造商们越来越依赖工业机器人来提高生产过程中所需的灵活性和适应性。尽管如此,让这些机器人高效地执行他们的生产任务(不管是点焊,封孔、弧焊,组装,水注切割等等),需要花费大量时间和精力去手动编程,从而导致有一些灵活性丧失。解决方案就是DynaCal。 许多年来,机器人一直是由专门的技术人员手工编程。如今,这样的现象依然很普遍。为什么呢?因为,实际上生产出的机器人以及安装过程与设计的不会完全吻合:每一个个体的机器人手臂制造的时候稍有不同;每一个末端执行器(TCP)在机器人上的安装,与最初的设计多少有些差异;机器人前面的固定装置根本不会正好放置在设计好的位置。由于这些原因,使得机器人编程过程(离线程序设计)自动化或,是假定可以复制完全一样的机器人单元的的现代计算机辅助技术,通常变得无效。因此,仍然需要手工修整。 Dynalog发明的DynaCal机器人单元校准系统,改变了所有的这些:它消除了任何机器人“实际建造”和“标准设计”安装中遇到的任何差异。DynaCal 解决方案用高级的数学程序首先通过精确测量自动识别机器人单元(也就是机器人,TCP和固定装置)的任何差异,然后补偿于他们。有了DynaCal 系统,设计机器人的整套自动化技术就变成可能,从而使得新的和既有生产线的启动、修复、更改和更新变得快速和精确: 离线程序设计:通过计算机模拟离线生成的机器人程序可以下载到工厂车间,不需要手工修整。机器人单元克隆:创造于一个特殊机器人单元的机器人程序,可以快速准确地克隆到其它任何工厂车间的副本机器人单元上。 机器人单元移动:整个机器人单元可以从一个位置(集成商的工厂)移动到另外一个位置(终端客户的工厂)。 机器人维护:执行预防性的机器人维护,以最小的停工期,从机器人与工具的碰撞中恢复。 主要用途:针对测试出机器人性能不太理想的情况。用此设备可以快速对机器人主要参数进行校准标定并补偿相应的修正参数。例如:机器人TCP点,Home点(零点),连杆长度,机器人各轴夹角,平行度、载重量,减速比,耦合比,机器人基座等参数。从而进一步改善机器人性能。
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  • 机器人标定系统DynaCal 400-860-5168转2623
    AutoCal 在线机器人校准方案 专为快速自动确保机器人设备性能。适用于不同机器人应用,与大多数机器人类型兼容。能够检测机器人结构的偏移或瞬间变化,然后自动更正错误。不浪费宝贵时间且质量保证。 主要是用于机器人中心点复位。完全在线分析校准工业机器人中心点,使其无需停线整修。 CompuGauge 机器人测量和性能分析系统 机器人生产商和他们的客户用来测量、形象化和分析机器人的静态及动态表现。超高定位精确度、易于携带、价格合理。 诸如机器人的走位是否真的按我们的设计在运动;机器人加速运动时是否过冲;机器人走角度的时候是否按设计运行;震动对机器人的影响;机器人在运载多少重量的物体时各分析数据;机器人精度重复性测试……. DynaCal 机器人单元校准系统 用于解决机器人在设计与实际安装过程中遇到的不符之处。运用成熟的数学规则,先通过精确测量自动识别,机器人单元中的任何不符之处进行透明补偿。 它的优点在于可以一次测量并校准中心点,连杆长度,各夹角角度,home点,知道各关节连接中是否存在裂缝或不紧密处等等,并减少人为运算和误差,一般我们校准一个机器人在20分钟左右。 DynaFlex 灵活测量系统 为确保生产过程质量的稳定,用于定期检测生产的每个部件。由四部分组成,一个标砖工业机器人带有精确短程探头,近距离检测每个生产部件,然后得到精确测量数据。通过结构界面可以看到搜集到的测量数据,与CAD数据相对比,设置合格/不合格标准,用SPC软件进行分析。 为机器人生产商提供一条价格合理、使用方便及快速的机器人校准系统。专为机器人生产设备商使用。
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