หุ่นยนต์ระดับโมเลกุล: หุ่นยนต์ขนาดเล็กเหล่านี้สามารถทำอะไรก็ได้
หุ่นยนต์ระดับโมเลกุล: หุ่นยนต์ขนาดเล็กเหล่านี้สามารถทำอะไรก็ได้
หุ่นยนต์ระดับโมเลกุล: หุ่นยนต์ขนาดเล็กเหล่านี้สามารถทำอะไรก็ได้
- เขียนโดย:
- November 30, 2023
สรุปข้อมูลเชิงลึก
วิทยาการหุ่นยนต์ระดับโมเลกุล เป็นการร่วมทุนแบบสหวิทยาการที่เชื่อมโยงวิทยาการหุ่นยนต์ ชีววิทยาระดับโมเลกุล และนาโนเทคโนโลยี ซึ่งนำโดยสถาบัน Wyss Institute ของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด กำลังขับเคลื่อนการเขียนโปรแกรมสาย DNA ให้เป็นหุ่นยนต์ที่สามารถปฏิบัติงานที่ซับซ้อนในระดับโมเลกุลได้ หุ่นยนต์เหล่านี้ใช้ประโยชน์จากการแก้ไขยีน CRISPR ซึ่งสามารถปฏิวัติการพัฒนายาและการวินิจฉัยโรค โดยมีหน่วยงานอย่าง Ultivue และ NuProbe เป็นผู้นำในการโจมตีเชิงพาณิชย์ ในขณะที่นักวิจัยกำลังสำรวจฝูงหุ่นยนต์ DNA สำหรับงานที่ซับซ้อน เช่น อาณานิคมของแมลง การใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริงยังคงอยู่บนขอบฟ้า ให้ความแม่นยำที่ไม่มีใครเทียบได้ในการจัดส่งยา ประโยชน์สำหรับการวิจัยนาโนเทคโนโลยี และศักยภาพในการสร้างวัสดุโมเลกุลในอุตสาหกรรมต่างๆ .
บริบทหุ่นยนต์ระดับโมเลกุล
นักวิจัยจาก Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด รู้สึกทึ่งกับกรณีการใช้งานอื่นๆ ของ DNA ซึ่งสามารถประกอบเป็นรูปร่าง ขนาด และฟังก์ชันต่างๆ ได้ พวกเขาลองใช้หุ่นยนต์ การค้นพบนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจาก DNA และหุ่นยนต์มีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นก็คือความสามารถในการตั้งโปรแกรมสำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะ ในกรณีของหุ่นยนต์ พวกมันสามารถถูกจัดการผ่านรหัสคอมพิวเตอร์ไบนารี่ และในกรณีของ DNA ด้วยลำดับนิวคลีโอไทด์ ในปี 2016 สถาบันได้ก่อตั้งโครงการริเริ่มด้านวิทยาการหุ่นยนต์ระดับโมเลกุล ซึ่งรวบรวมผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาการหุ่นยนต์ ชีววิทยาระดับโมเลกุล และนาโนเทคโนโลยีมารวมตัวกัน นักวิทยาศาสตร์รู้สึกตื่นเต้นกับความเป็นอิสระและความยืดหยุ่นของโมเลกุล ซึ่งสามารถประกอบตัวเองและทำปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อมได้แบบเรียลไทม์ คุณลักษณะนี้หมายความว่าโมเลกุลที่ตั้งโปรแกรมได้เหล่านี้สามารถใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์ระดับนาโนที่สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้
วิทยาการหุ่นยนต์ระดับโมเลกุลเกิดขึ้นได้จากความก้าวหน้าครั้งล่าสุดในการวิจัยทางพันธุกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องมือแก้ไขยีน CRISPR (การรวมกลุ่มของพาลินโดรมแบบสั้นที่กระจัดกระจายเป็นประจำ) เครื่องมือนี้สามารถอ่าน แก้ไข และตัดสาย DNA ได้ตามต้องการ ด้วยเทคโนโลยีนี้ โมเลกุล DNA สามารถปรับเปลี่ยนให้เป็นรูปร่างและลักษณะเฉพาะที่แม่นยำยิ่งขึ้น รวมถึงวงจรทางชีววิทยาที่สามารถตรวจจับโรคที่อาจเกิดขึ้นในเซลล์และฆ่ามันโดยอัตโนมัติหรือหยุดไม่ให้กลายเป็นมะเร็ง ความเป็นไปได้นี้หมายความว่าหุ่นยนต์โมเลกุลสามารถปฏิวัติการพัฒนายา การวินิจฉัย และการบำบัดรักษาได้ Wyss Institute กำลังก้าวหน้าอย่างไม่น่าเชื่อกับโครงการนี้ โดยได้จัดตั้งบริษัทเชิงพาณิชย์ขึ้นแล้ว XNUMX แห่ง ได้แก่ Ultivue สำหรับการถ่ายภาพเนื้อเยื่อที่มีความแม่นยำสูง และ NuProbe สำหรับการวินิจฉัยกรดนิวคลีอิก
ผลกระทบก่อกวน
ประโยชน์หลักประการหนึ่งของหุ่นยนต์โมเลกุลคืออุปกรณ์ขนาดเล็กเหล่านี้สามารถโต้ตอบซึ่งกันและกันเพื่อบรรลุเป้าหมายที่ซับซ้อนมากขึ้น นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อพัฒนาฝูงหุ่นยนต์ที่สามารถสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนและทำงานให้สำเร็จโดยการสื่อสารระหว่างกันผ่านแสงอินฟราเรด โดยอาศัยสัญญาณจากอาณานิคมของแมลง เช่น มดและผึ้ง นาโนเทคโนโลยีไฮบริดประเภทนี้ ซึ่งสามารถเพิ่มขีดจำกัดของ DNA ด้วยพลังการประมวลผลของหุ่นยนต์ อาจมีการใช้งานหลายอย่าง รวมถึงการจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งอาจส่งผลให้ปล่อยก๊าซคาร์บอนลดลง
ในเดือนกรกฎาคม ปี 2022 นักศึกษาจากมหาวิทยาลัย Emory University ในจอร์เจียได้สร้างหุ่นยนต์โมเลกุลที่มีมอเตอร์ที่ใช้ DNA ซึ่งสามารถเคลื่อนที่อย่างตั้งใจไปในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงได้ มอเตอร์สามารถรับรู้การเปลี่ยนแปลงทางเคมีในสภาพแวดล้อม และรู้ว่าเมื่อใดควรหยุดเคลื่อนที่หรือปรับทิศทางใหม่ นักวิจัยกล่าวว่าการค้นพบนี้เป็นก้าวสำคัญในการทดสอบและวินิจฉัยทางการแพทย์ เนื่องจากหุ่นยนต์โมเลกุลแบบฝูงสามารถสื่อสารระหว่างมอเตอร์กับมอเตอร์ได้ การพัฒนานี้ยังหมายความว่าฝูงเหล่านี้สามารถช่วยควบคุมโรคเรื้อรัง เช่น โรคเบาหวานหรือความดันโลหิตสูงได้ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่การวิจัยในสาขานี้ให้ผลก้าวหน้าบางประการ นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เห็นพ้องกันว่าการใช้งานหุ่นยนต์จิ๋วเหล่านี้ในวงกว้างในโลกแห่งความเป็นจริงยังต้องใช้เวลาอีกหลายปี
ผลกระทบของหุ่นยนต์โมเลกุล
ผลกระทบที่กว้างขึ้นของหุ่นยนต์โมเลกุลอาจรวมถึง:
- การวิจัยเซลล์ของมนุษย์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น รวมถึงสามารถส่งยาไปยังเซลล์เฉพาะได้
- เพิ่มการลงทุนในการวิจัยนาโนเทคโนโลยี โดยเฉพาะผู้ให้บริการด้านการดูแลสุขภาพและยารายใหญ่
- ภาคอุตสาหกรรมสามารถสร้างชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ซับซ้อนและวัสดุสิ้นเปลืองโดยใช้หุ่นยนต์โมเลกุลจำนวนมาก
- เพิ่มการค้นพบวัสดุที่มีโมเลกุลเป็นหลักซึ่งสามารถนำไปใช้กับอะไรก็ได้ ตั้งแต่เสื้อผ้าไปจนถึงชิ้นส่วนก่อสร้าง
- นาโนโรบอทที่สามารถตั้งโปรแกรมให้เปลี่ยนส่วนประกอบและความเป็นกรดได้ ขึ้นอยู่กับว่าพวกมันจะต้องทำงานในสิ่งมีชีวิตหรือภายนอก ทำให้พวกมันเป็นคนงานที่คุ้มต้นทุนและมีความยืดหยุ่นสูง
คำถามที่จะแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับ
- ประโยชน์ที่เป็นไปได้อื่นๆ ของหุ่นยนต์โมเลกุลในอุตสาหกรรมมีอะไรบ้าง
- หุ่นยนต์โมเลกุลมีประโยชน์อื่นๆ ในด้านชีววิทยาและการดูแลสุขภาพอย่างไรบ้าง
ข้อมูลอ้างอิงเชิงลึก
ลิงก์ที่เป็นที่นิยมและลิงก์สถาบันต่อไปนี้ถูกอ้างอิงสำหรับข้อมูลเชิงลึกนี้:
