Перейти к содержанию
Планета Deus Ex
Авторизация  
Denton

Это все благодаря нанороботам...

Рекомендуемые сообщения

Отличная статья, описывающая всевозможные области применения нанороботов и перспективы развития подобных технологий в будущем. Также раскрываются некоторые понятия и физико-химические процессы на молекулярном уровне, что вызывает ещё больший интерес от прочтения. Рекоммендую.

 

---------------

Нанореволюция XXI века

 

Свидиненко Юрий

 

Xakep, номер #067, стр. 067-032-1

 

(nanoinfo@mail.ru), www.nanonewsnet.ru

 

О том, как материя станет софтом

 

2050 год. Марс. Я стою на краю только что раскопанного артефакта неизвестной цивилизации. Вокруг суетятся деловитые роботы, чего-то собирая и унося... Трансляция марсианских новостей. Всего делов - голографическое изображение от тучи летающих микроботов с Марса транслируется прямо в нервную систему со всеми сенсорными ощущениями. В голову "просится" сообщение домашнего интеркома: "Получен новый антивирус от гриппа - установить?" Неужели опять спам? Закрываю глаза. Миллиарды медицинских нанороботов в крови ведут профилактику заразы. Скромное представление будущего мира нанотехнологий.

 

Это все благодаря нанороботам

 

Начать нужно с основ: что такое нанотехнология? "Нано" - приставка, обозначающая порядок 10^-9 степени. На отрезке длиной в один нанометр можно разместить восемь атомов кислорода. По определению пионера индустрии Эрика Дрекслера, речь идет об "ожидаемой технологии производства, ориентированной на дешевое получение устройств и веществ с заранее заданной атомарной структурой". Это значит, что нанотехнология манипулирует отдельными атомами для того, чтобы получать любые структуры с атомарным уровнем точности.

 

Все будущие достижения нанотехнологии немыслимы без наноробототехники. С помощью комплекса "нанокомпьютер-наноманипулятор" можно будет создать нанороботов - мобильные кибернетические устройства кро-о-охотных размеров. Нанороботы смогут как угодно стыковать атомы друг с другом (такое строительство называется механосинтезом), передвигаясь при этом по различным поверхностям и в различных средах. Одним из преимуществ наноробототехники является создание роботов, которые могут воспроизводить сами себя (реплицироваться), как это делают бактерии и компьютерные вирусы. Поэтому достаточно будет создать одного наноробота, который затем без затрат произведет свою копию, и так далее. Используя системы беспроводной связи, нанороботы смогут образовывать локальные компьютерные сети и связываться с макрокомпьютерами, управляемыми человеком. Так можно будет создавать физические предметы, просто рисуя их в любой инженерной программе. Нанороботы повторят эти конструкции в наномире.

 

Нанороботы будут строить всевозможные макрообъекты: пищу, различную технику, дома и орбитальные станции. При этом любой объект, как бы сложен он ни был, можно будет "разобрать" по атомам, записав их месторасположение. А затем силой других роботов создать его точную копию из атомов по имеющейся схеме. Учитывая то, что количество роботов будет огромным, процесс конструирования макрообъектов окажется быстрым. Кстати, роботов назвали ассемблерами и дизассемблерами. (Говорила мама - учи ассемблер!)

 

Фабрика, насчитывающая миллиарды нанороботов, сможет обеспечить товарами и продуктами питания все человечество. Крис Феникс, исследователь Центра надежных нанотехнологий, представил первый проект такой нанофабрики. Она копирует саму себя за два часа, и при желании через два месяца после старта репликации каждый землянин обзаведется персональной нанофабрикой, способной производить что угодно из чего угодно. Так что, синтезатор материи, описанный многими фантастами, уже детально разработан. После длительных исследований НАСА также подтвердила возможность построения самореплицирующихся механизмов. А компания Zyvex, одна из главных нанокомпаний мира, объявила, что создаст первого робота-ассемблера не позднее, чем в 2010 году.

 

Электроника будущего

 

Сейчас существует много видений наноэлектроники будущего. Одни из них основаны на квантовых компьютерах, другие - на ДНК и протеиновых машинах, но механокомпьютеры и механическая логика остается "классикой" нанотехнологии.

 

Нанокомпьютер - это устройство нанометрических размеров, способное производить логические операции. Так как физика наномира затрудняет создание электронных компьютеров, то Эриком Дрекслером был предложен проект механокомпьютера - компьютера, в котором все логические операции, хранение и обработка информации производятся с помощью последовательных движений системы стержней (как в первых счетных машинах Блеза Паскаля). Размеры нанокомпьютера на механотранзисторах составляют всего 400х400х400 нм. Если представить себе такой

 

механокомпьютер в сравнении с красной кровяной клеткой (эритроцитом), то последняя будет больше в 10-15 раз! При этом вычислительная мощность нанокомпьютера - 10^16 операций в секунду, что можно сравнить с производительностью персоналки на Pentium II с тактовой частотой 1 - 1,3 ГГц.

 

Ну а сперва нам грозит появление гибких компьютеров, которые можно складывать как угодно и пленочных экранов на нанотрубках. Замени такими одну из стен в квартире и сможешь "повесить" на нее обои для рабочего стола или безумный узор из фракталов. Это - в ближайшие 2-3 года. Дальше - квантовая "флэшка" от IBM с плотностью информации, в несколько десятков раз превышающей емкость современных. Плюс, конечно, имплантируемые биочипы.

 

Симбиоз наноэлектроники и достижений биотехнологии позволит делать такие имплантаты, что не снились даже фантастам. Формы жизни, созданные на биоэлектронной основе, будут, в принципе, универсальны - они смогут приспособиться как к вакууму, так и к агрессивным средам, и при этом размножаться. Искусственный интеллект, скорее всего, будет реализован именно в наноэру. Рэй Курцвейл, дока в области ИИ, в одном из интервью сказал, что ждет от нанотехнологий решений, которые сделают ИИ реальностью уже в конце 2010 года.

 

Human body ver. 2.0

 

Ученые-нанотехнологи уже сейчас полагают, что современная версия человеческого тела устарела. Естественная эволюция протекает не настолько быстро, как бы нам хотелось. Поэтому тело решили перестроить, улучшив человека с помощью нанотехнологий и новой отрасли науки - наномедицины.

 

Представь себе, что ты подхватил грипп (то есть ты даже еще не знаешь, что его подхватил). Тут же среагирует система искусственно усиленного иммунитета - десятки тысяч нанороботов бросятся на поиски вируса и не дадут тебе заболеть. Чтобы предотвратить атеросклероз, искусственные клетки механическими и химическими методами будут регулярно чистить твои сосуды. Компьютер будет даже искать "поломки" в твоей ДНК. Тысячи ДНК-ремонтеров, протягивая нить ДНК через анализаторы, вырежут, например, "ген старения". Так из оборонительной медицина станет наступательной и даже упреждающей.

 

Уже сейчас компания QuantumDot выпускает квантовые точки, присоединенные к антителам. Если ввести сыворотку таких структур в тело человека и соединить их с компьютером "на поверхности", то за считанные минуты будет готова карта расположения раковых опухолей и метастазов. В другой разработке наночастицы из золота заякориваются на клетках-мишенях и при наведении слабого инфракрасного излучения нагреваются до 55 градусов, убивая теплом раковые клетки.

 

НЭМС как основа классической нанотехнологии

 

Все нанороботы, нанокомпьютеры и наносистемы тесно связаны с НЭМС, наноэлектромеханическими системами: подшипниками, моторчиками, передачами, редукторами и т.п. На их основе можно будет создать наноманипуляторы - устройства, способные выполнять управляемую сборку атомов или перемещать отдельные молекулы. Все просто: инженерные решения макромира переносятся в наномир с некоторыми исправлениями. На сегодня исследователи построили множество новых наносистем: молекулярные конвейеры, способные транспортировать отдельные молекулы вдоль нанотрубок, механические нанолифты, позволяющие наладить молекулярное производство, различные наножидкостные системы и ДНК-компьютеры, которые помогут в построении "настоящих" НЭМС. Проектов манипуляторов на бумаге уже много, но пока что ни один из них не был реализован.

 

Наноматериалы

 

В будущем материя и софт станут почти неотделимы друг от друга. Любой материальный предмет сможет быть программой, а любая программа - реализоваться материально. С помощью квантовых кристаллов можно будет сделать материю, в которой каждый тип атома задается пользователем. Не нравится тебе, например, деревянный стул - проинсталил плугин, и теперь он из стекла! Причем, и дерево, и стекло настоящие. Это станет возможным с помощью технологии квантовых точек. Вспоминай таблицу Менделеева: тип атомов и их химические свойства характеризуются количеством электронов, находящихся вокруг ядра. Квантовый кристалл будет присоединять и удерживать возле себя необходимое количество электронов. Так можно программировать любой тип атома. Впечатляющая вещь, но, опять-таки, надо немного подождать - около 10-12 лет.

 

Основной материал будущей наноэры - алмазоид. Атомов углерода на Земле хватает (залежи каменного угля). Сверхтвердость и легкость алмаза позволит наноустройствам работать и на больших глубинах под водой, и в космосе. Кроме этого, ученые работают над созданием умных полимерных материалов, которые могут собираться и разбираться. В недалеком будущем большинства современных материалов может и не быть совсем - их заменят самособирающиеся полимеры.

 

Сторрс Холл, один из ведущих исследователей Института молекулярного производства, предложил другую оригинальную концепцию. Большинство вещей, по технологии Холла, будут состоять из отдельных умных частиц-роботов, соединяющихся друг с другом в таком порядке, какой необходим. Каждый робот будет нести на борту процессор, аналогичный Pentium III, и таких частиц в предмете будут миллионы. По команде "конструктивный туман" соберется во что угодно - в машину, вертолет или гигантский сексодром. Говорят, когда Спилберг узнал об этом проекте, он создал жидкого противника Шварцнеггера в "Терминаторе-2".

 

Уже сейчас на основе нанотрубок и полимеров разработан прототип жидкого бронежилета, способного зарастать после попадания в него пуль и осколков. Японцы проектируют корпуса для автомобилей с добавлением композитных нановолокон, в несколько раз увеличивающих жесткость корпуса при уменьшении веса.

 

Современный нанорынок

 

Тебе все еще кажется, что нанотехнологии - это что-то далекое и нематериальное? Оглянись вокруг. Всем известная косметическая фирма Л'Ореаль уже использует в своих продуктах наносомы (нанокапсулы, содержащие внутри полезные вещества и витамины) для лучшей доставки питательных веществ в клетки кожи. NEC представила недавно аккумулятор для ноутбуков на нанотрубках, который позволяет устройству работать гораздо дольше. Компания NanoTex выпускает ряд самоочищающихся тканей, которые трудно испачкать и намочить. Последний писк моды - морфирующая одежда Metal Rubber, которая может менять свою форму в зависимости от капризов хозяина. В ней нет ни металлов, ни резины - различные виды сложных полимеров обеспечивают феноменальную пластичность. Японцы пробуют производить первую одежду со встроенными гибкими мониторами и солнечными батареями для того, чтобы демонстрировать любой рисунок или даже анимацию во время ее ношения.

 

Не отстают и российские нанокомпании. Концерн "Наноиндустрия", например, выпустил специальный состав на основе адаптивных наночастиц, который может восстановить от износа практически любые трущиеся металлические поверхности. Залив жидкость в бензобак авто, можно надолго забыть о проблеме износа двигателя. Параллельно была разработана специальная установка по производству нанокомпонентов: наноманипулятор и система управления, которая до сих пор не имеет аналогов в мире.

 

Сделай сам!

 

Ты скажешь: не смешите меня, - один электронный микроскоп стоит 10-30 килобаксов! Однако, не забывай, что грядущий наномир - это, в первую очередь, мир идей. Можно разрабатывать наноструктуры и нанороботов уже сейчас, запатентовать свое изобретение и, лет через 10, как только появятся автоматизированные нанофабрики, стать королем нанороботов от того же гриппа, например. Так сейчас многие ученые и делают - моделируют наноустройство из атомов и патентуют. Потом не нужно будет ничего изобретать заново - воспользуются готовыми чертежами наноподшипников, нанодвигателей и нанороботов. Моделировать совсем не трудно - нужно просто вспомнить школьный курс химии и запустить специальную компьютерную программу.

 

Если хочешь "пощупать" наномир и почувствовать себя в роли знаменитого Левши, предлагаю остановиться на изготовлении МЭМС - микроэлектромеханики, или, по-простому, - микророботов. У тебя дома есть старый школьный микроскоп? Если нет, то купить его на барахолке сейчас не проблема. Глупо спрашивать, не завалялась ли у тебя вебкамера или старый ненужный CD-ROM привод. Наверняка, есть. Так вот, вооружившись этими нехитрыми инструментами, можно старый сидюк превратить в трехкоординатный микроманипулятор, и с его помощью вести точную микросборку через компьютерный интерфейс (вебкамеру). Старая батарейка заменит сварочный аппарат, а кристаллы поваренной соли - разнообразные инструменты. Соорудив примитивные микроманипуляторы, можно, орудуя ими, сделать уже что-то поизящнее, и так далее - это называется в нанотехнологии "эволюция сверху вниз". В 70-80 годах прошлого столетия киевлянин Сядристый, известный микроминиатюрист, примерно по такой технологии высверлил человеческий волос и вставил внутрь сделанную из золота розу. И это когда о компьютерах еще никто не слышал. То ли дело сейчас - нужна только сноровка и желание.

 

Заключение

 

На сегодняшний день ученые не обнаружили физических законов, опровергающих возможность манипулирования материей атом за атомом. Экспериментальные данные и прогресс в области нанотехнологий за последние годы полностью подтверждают это. Буквально все прогрессивное человечество уверено в том, что мы живем в переломную эпоху новой научно-технологической революции. Вне сомнения, в будущем потребуются профессии программистов-нанотехнологов, поэтому, если у тебя есть желание, необходимо учиться уже сейчас. Иначе кто будет писать нанороботов и автоматические самостроящиеся лунные модули? Помни, сегодня ты еще живешь в информационном мире. Но уже завтра информация оседлает материю и поставит ее на службу человечеству.

 

"Отцы" о нанотехнологии

 

"Нанотехнология произведет такой же переворот в обработке материи, какой произвели компьютеры в обработке информации, жонглируя атомами, как битами".

 

Марвин Мински, Массачусетский Технологический Институт

 

WWW.NANONEWSNET.RU

 

Основной сайт Рунета по нанотехнологии и нанобизнесу. Сотрудники проекта, в их числе автор статьи, ежедневно изучают сотни мировых источников информации, благодаря чему сайты NanoNewsNet.Ru и NanoNewsNet.Com занимают первое место в мире по количеству ежедневных новостей, опережая американских и японских конкурентов. На сайте представлены авторские и переводные статьи, аналитические материалы, эксклюзивные интервью, справочники и базы данных. На форуме можно не только пообщаться, но и получить бесплатные консультации по вопросам образования и трудоустройства в области нанотехнологии. Компания NanoNewsNet издает ежемесячные CD с информацией, всячески способствует популяризации и продвижению нанотехнологий, а также выступает спонсором проектов, направленных на развитие отечественной нанотехники. При этом компания активно участвует в международных проектах за сохранение мира и стабильности в эпоху нанотехнологий, сотрудничает с мировыми лидерами нанонауки, международными высокотехнологичными корпорациями и отраслевыми организациями.

 

---------------

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Отличная статья
Да, на нее нужно сделать короткий линк, что б всем непосвященным кидать =)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Да, но пока еще не реальность =)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
Авторизация  
×
×
  • Создать...