Схема наноробота
Схема наноробота.
некие предварительные соображения
Есть два возможных подхода к созданию наноробота. 1- создание простейшей нанотехнологической управляемой единицы, способной к саморепликации.
2 создание автономного управляемого наноробота, также способного к реликации.
Основное отличие автономного робота в том, что он должен: а) сам вырабатывать себе энергию и хранить ее б) сам находить нужные вещества в природе г) иметь мощный компьютер на борту д) иметь систему ориентации и органов чувств е) иметь эффективную систему коммуникации с другими нанороботами.
Естественно, привлекательно выглядит идея сделать в начале простейшего наноробота, без этих сложных элементов. Такое простейшее самокопирующее нанотехнологическое устройство по сути своей будет микроскопической печатающей головкой. Она будет получать электроэнергию и управляющие сигналы извне. Также она будет использовать в качетве элементов для конструкции заранее приготовленные материалы нескольких типов, которые будут заливаться в ее баки. Органы чувств так же можно аутсорсить, например, наблюдая за работой нанопечтающей головки извне с помощью некого микроскопа, и затем корректируя ее поведение управляющими сигналами.
В качестве конструктивных материалов для наноголовки будут выступать несколько типов довольно крупных органических молекул, которые будут выполнять функции проводника, p и n полупрводников, изоляторов, конструктивных элементов и еще несколько типов для подвижных частей.
В некотором смысле речь идёт о создании нанотехнологического аналога принтера Rep Rap, но здесь главное в том что в отличие от RepRap , который печатает все элементы, кроме головки, здесь наноголовка печатает только сама себя, тогда как внешние конструктивные элементы подводятся к ней «вручную».
Итак, нанопечтающая головка должна состоять из небольшого компьюетра, получающего и расшифровывающего управляющие сигналы, из тюбиков с несколькими основными элементами и из управляемого манипулятора,который может взять элемент из одного из тюбиков и затем положить в точное место в матрице скажем, 100на100. В качестве такого манипулятора может выступать толстая наноторубка, тупо сканирующая всю эту матрица, внутрь этой трубки по-одной подаются органические молекулы из тюбиков. Управление подачей молекул и продвижением их по нанотрубке можно управлять с помощью электрических полей, который управляют вентилями на выходе тюбиков , а также проталкивают молекулы по трубке и затем осуществляют их приклеивание к подложке. Кроме того, по силе тока через нанотрубку можно понять, что именно происходит на подложке и устранять ошибки - то есть она выступает еще и как зонд сканирующего микроскопа. Нанотрубка эта не обязательно состоит из углерода, а может быть тоже сложена из этих молекул.
В сумме все устройство имеет размер 1000х100х100 молекул, которые будут, вероятно, или размером с аминокислоту, или небольшой белок. Допустим, для простоты, что эти составные элементы будут состоять в среднем из 100 атомов. Всё устройство будт иметь в своём составе около миллиарда атомов. Размер ячейки будет около 1 нанометра.
То есть длина устройства составит около одного микрона.
Вероятно, нужна схема коррекции ошибок, чтобы «хобот мог отодрать неправильно вставшую молекулу и выбросить ее.
Преимуществом данного устройства по сравнению с классической схемой Дрекслера является отсутствие шестерёнок. Управление «хоботом» осуществляется с помощью приложения электрических полей, возможно, к белкам, которые растягиваются под действием электрического поля. Компьютер является обычным электрическим
Исходные белки элементы можно нарабатывать с помощью специально генетически модифицированных бактерий.
Данной устройство обладает потенциалом для дальнейшей миниатюризации, так как в него можно встраивать белки , способные манипулировать отдельными атомами, либо встривать в него (как наконечник хобота) остриё сканирующего мироскопа для манипулирования отдельными атомами.
Самый первый нанопринер такого типа можно собрать с помощью сканирующего микроскопа или напечатать его элемента с помощью электронной литографии.
Основная проблема такого устройства в том, что остриё хобота будет иметь большие размеры, чем манипулируемые элементы, что затрудняет точное позиционирование. Альтернативой здесь может служить использование заранее изготовленных нанотрубок или других материалов для кончика хобота.
некие предварительные соображения
Есть два возможных подхода к созданию наноробота. 1- создание простейшей нанотехнологической управляемой единицы, способной к саморепликации.
2 создание автономного управляемого наноробота, также способного к реликации.
Основное отличие автономного робота в том, что он должен: а) сам вырабатывать себе энергию и хранить ее б) сам находить нужные вещества в природе г) иметь мощный компьютер на борту д) иметь систему ориентации и органов чувств е) иметь эффективную систему коммуникации с другими нанороботами.
Естественно, привлекательно выглядит идея сделать в начале простейшего наноробота, без этих сложных элементов. Такое простейшее самокопирующее нанотехнологическое устройство по сути своей будет микроскопической печатающей головкой. Она будет получать электроэнергию и управляющие сигналы извне. Также она будет использовать в качетве элементов для конструкции заранее приготовленные материалы нескольких типов, которые будут заливаться в ее баки. Органы чувств так же можно аутсорсить, например, наблюдая за работой нанопечтающей головки извне с помощью некого микроскопа, и затем корректируя ее поведение управляющими сигналами.
В качестве конструктивных материалов для наноголовки будут выступать несколько типов довольно крупных органических молекул, которые будут выполнять функции проводника, p и n полупрводников, изоляторов, конструктивных элементов и еще несколько типов для подвижных частей.
В некотором смысле речь идёт о создании нанотехнологического аналога принтера Rep Rap, но здесь главное в том что в отличие от RepRap , который печатает все элементы, кроме головки, здесь наноголовка печатает только сама себя, тогда как внешние конструктивные элементы подводятся к ней «вручную».
Итак, нанопечтающая головка должна состоять из небольшого компьюетра, получающего и расшифровывающего управляющие сигналы, из тюбиков с несколькими основными элементами и из управляемого манипулятора,который может взять элемент из одного из тюбиков и затем положить в точное место в матрице скажем, 100на100. В качестве такого манипулятора может выступать толстая наноторубка, тупо сканирующая всю эту матрица, внутрь этой трубки по-одной подаются органические молекулы из тюбиков. Управление подачей молекул и продвижением их по нанотрубке можно управлять с помощью электрических полей, который управляют вентилями на выходе тюбиков , а также проталкивают молекулы по трубке и затем осуществляют их приклеивание к подложке. Кроме того, по силе тока через нанотрубку можно понять, что именно происходит на подложке и устранять ошибки - то есть она выступает еще и как зонд сканирующего микроскопа. Нанотрубка эта не обязательно состоит из углерода, а может быть тоже сложена из этих молекул.
В сумме все устройство имеет размер 1000х100х100 молекул, которые будут, вероятно, или размером с аминокислоту, или небольшой белок. Допустим, для простоты, что эти составные элементы будут состоять в среднем из 100 атомов. Всё устройство будт иметь в своём составе около миллиарда атомов. Размер ячейки будет около 1 нанометра.
То есть длина устройства составит около одного микрона.
Вероятно, нужна схема коррекции ошибок, чтобы «хобот мог отодрать неправильно вставшую молекулу и выбросить ее.
Преимуществом данного устройства по сравнению с классической схемой Дрекслера является отсутствие шестерёнок. Управление «хоботом» осуществляется с помощью приложения электрических полей, возможно, к белкам, которые растягиваются под действием электрического поля. Компьютер является обычным электрическим
Исходные белки элементы можно нарабатывать с помощью специально генетически модифицированных бактерий.
Данной устройство обладает потенциалом для дальнейшей миниатюризации, так как в него можно встраивать белки , способные манипулировать отдельными атомами, либо встривать в него (как наконечник хобота) остриё сканирующего мироскопа для манипулирования отдельными атомами.
Самый первый нанопринер такого типа можно собрать с помощью сканирующего микроскопа или напечатать его элемента с помощью электронной литографии.
Основная проблема такого устройства в том, что остриё хобота будет иметь большие размеры, чем манипулируемые элементы, что затрудняет точное позиционирование. Альтернативой здесь может служить использование заранее изготовленных нанотрубок или других материалов для кончика хобота.