Nanorobot bilimi, bir nanometre (10 üzeri – 9 metre) veya buna yakın ölçekli parçalar içeren makine veya robot yaratan gelişen bir teknoloji alanıdır.
Nanobots, nanoids, nanites, nanomachines veya nanomites gibi özel isimlere sahip türkçe anlamları cüce, nanomakina, böcekçik gibi anlamlara gelen bu isimler sürekli olarak araştırma ve geliştirme altında olan bu nanorobotları tanımlamak için kullanılırlar.
Örneğin, yaklaşık 1,5 nanometre uzunluğundaki bir anahtara sahip bir sensör, bir kimyasal örnekteki özel molekülleri sayma yeteneğine sahiptir. Nano makinelerin ilk yararlı uygulamaları tıbbi teknoloji alanında; kanser hücrelerini tespit ve imha için olabilir. Bir diğer potansiyel uygulama alanı ise, ortamdaki zehirli kimyasalları tespit ve konsantrasyonunu ölçme olarak düşünülebilir. Rice üniversitesi kimyasal yollarla tek moleküllü ve jantları bucky küreleri içeren bir araba geliştirdi. Araba, çevre sıcaklığını kontrol ederek ve taramalı tünelleme mikroskobunu yerleştirerek çalıştırıldı.
Nano robot teorisi
Albert Hibbs, Richard Feynman’ın teorik mikro makinelerinin medikal alanda kullanımını önerdi. Hibbs, bir gün bazı tamir makinelerinin çok küçük bir boyuta indirgenebileceğini hatta bu makinelerin doktorların bile önüne geçebileceğini belirtmiştir. Bu fikir 1959 da Feynman’ın ”There’s Plenty of Room at he Bottom” adlı yayınladığı bir yazısı ile birleştirilmiştir.
Nano robotlar mikroskobik büyüklüklerde olduğu için, mikroskobik ve makroskobik vazifelerde kullanılmaları için birçok sayıda ve birlikte çalıştırılmaları gereklidir. Bu nano robot kümeleri ( replikasyon yapamayanları ve doğal ortamda sınırlanmamış replikasyon yapabilenleri ) çoğu bilimkurgu hikâyelerinde yer alır. Örneğin; Star Trek’teki Borg nano sondaları. Bazı nano robot taraftarları, daha önceden çoğalmasına yardım ettikleri gri yapışkan senaryolarına tepki olarak, nano robotların sınırlanmamış fabrika ortamında replikasyon yeteneğine sahip olmalarının sözde üretken nano teknolojiyi oluşturmada gerekli bir kısım olmadığını ve kendi kendini üretim aşamasının ( repliklasyon ) , geliştirilmiş olsa bile, doğal olarak güvenli olması gerektiğini düşünmüşlerdir.
Nano robotlar hakkındaki en detaylı tartışma aralarında algılama, güç iletişimi, navigasyon, manipülasyon ve yerleşik hesaplama gibi özel tasarım konularını da kapsayan, medikal nanomedicine adı altında Robert Freitas tarafından yapılmıştır.
Uygulama örnekleri
Kanser tanı ve tedavisi;
Kanser kaynaklı ölüm oranını düşürebilmek için nano teknolojinin katkı sağlayabileceği altı alan belirlenmiştir:
(1) Moleküler hastalık patogenezinden sorumlu değişiklikler,
(2) hastalık diagnoz ve görüntülemesi,
(3) ilaç verme ve terapi,
(4) terapötik ve diagnostik uygulamalar için daha fonksiyonel sistemler,
(5) Terapötik madde ve araçların bir in vivo etkinliğini rapor etmeleri,
(6) nano ölçeği sağlayan teknolojiler.
Nanorobotlar bu açıdan çok faydalı ve umut verici olabilir.
İntrakraniyal hastalıklar;
İntrakraniyal hastalıklarda erken tanı, tedavi için hayati önem taşımaktadır. Nano robotların boyutsal avantajları da göz önüne alındığında bu konuda birçok hastalıkta erken tanı için büyük avantaj sağlaması kesin gözüyle bakılmaktadır.
Diyabet kontrolü;
Diyabet yani şeker hastaları gün içerisinde birçok kez kandaki glikoz oranını ölçmek zorundadır. Kan içinde dolaşan robotlar sayesinde, acısız ve ağrısız bir şekilde kan glikoz oranının sürekli takibi yapılabilecek. Mevcut ölçüm teknikleri, vücudun bir bölgesinden alınan kanla yapılan sonuçlara dayanmaktadır fakat robotik yapılar vücudun bütün bölgesinde olduğu için daha kesin sonuç elde edilebilecektir.
Pharmacyte;
Pharmacyte, tıbbi nano robot bir sistemdir. İnsan vücudundaki belirli hücresel ve hücre içi hedeflere, farmasötik ajanların hassas şekilde taşınması, bu ajanların verilme zamanı ve dojazını ayarlayabilmektedir. Pharmacyte’ler fagositik prosese uğramazlar çünkü bozulmamış eritrositlerin ve beyaz hücrelerin geçişine izin veren asgari canlı insan kılcal çapı, önerilen en büyük Pharmacyte’den daha büyük çaptadır.
Cerrahi operasyonlar;
Her türlü cerrahi operasyon belirli bir oranda risk içermekle birlikte, söz konusu kalp gibi hayati bir organ olduğu zaman bu oran artmaktadır. Nano robotlar sayesinde hastanın içi açılmadan müdahale etmek ve ameliyat başarı oranını arttırmak mümkün. Robotik cihazlar cerrahlara insan elinin erişemeyeceği boyutlarda hassasiyet sağlayabilme kapasitesine sahiptir.
Nano Robotların Tasarımı
Bir nano robot sistemi tasarlamak için kuantum moleküler dinamiğinden, kinematik analize kadar çeşitli bilim dallarıyla iç içe olmak gerekir. Nano robot sisteminin tasarlanması için takip edilmesi gereken kurallar, nano robot sisteminde kullanılacak materyale göre değişiklik gösterir. Örneğin karbon, büyük olasılıkla elmas şeklinde bileşenlere sahip tıbbi bir nano robotun temel yapısında kullanılan element olacaktır. Hidrojen, sülfür, oksijen, nitrojen, silikon gibi diğer hafif elementler ise daha çok nano ölçekli dişli ve diğer bileşenlerin üretimi için kullanılacaktır.
Bazı bilim adamlarına göre nano robot tasarım çalışmaları sanal gerçeklik teknolojileri kullanılarak ele alınmalıdır. Başarılı bir nano robot geliştirmenin yolu, nano parçacıkların düzgün bir şekilde analiz edilerek tasarlanıp oluşturulmasından geçer. Bu parçacıklardan bazıları, moleküler rulmanlar, moleküler dişliler ve nano bilgisayarlardır.
Moleküler rulmanların üretimi basit yapılarından dolayı çok kolaydır. Moleküler dişlilerin merkezinde çok hızlı dönen bir mil, dışında ise yavaşça hareket eden bir mil vardır. Halka dişli ise planet dişlinin düzgün pozisyonda tutulmasını sağlar. Nano robotlarda nano bilgisayar önemli bir yere sahiptir. Bu bilgisayar doktorların yaptıkları işi görüntüleyebilmesi ve kontrol edebilmesi için oldukça faydalı olacaktır.
Askeri Uygulamalar
Nano teknolojilerin askeri alanda birçok uygulaması vardır. Daha önce bahsedilen uygulamalarda, nano networklerin ilgilendiği alan dar iken, askeri uygulamalarda bu alan uygulamanın niteliğine göre çok daha genişletebilmektedir. Nükleer, biyolojik ve kimyasal savunma. Bu klasik bir alan dağıtım uygulamasıdır.
Nanonetworkler savaş alanı ya da belli bir alan genişliğinde tehlikeli biyolojik ve kimyasal ajanların tespitini yapabilir. Bütün sistem, düşman ajanları tespit etmek adına nano-aktüatörlerden ve nano sensörlerden oluşabilir. Nano fonksiyonlu ekipmanlar ekipmanlar, standart tüketici ürünleri alanında bulunan ekipmanların askeri alana uyarlanmış halidir. Askeri kıyafetlerdeki gelişmiş kamuflaj sistemi nanonetwork uygulamalarından faydalanabilir.
Örneğin; nano networkler sayesinde geliştirilmiş, askerin vücut sıcaklığını düzenleyen ve kontrol eden giyim malzemeleri üretilebilir, hatta bu malzemeler askerin yaralanıp yaralanmadığını da tespit edebilirler.
Çevresel Uygulamalar
Nano network teknolojileri doğa bulunan biyolojik sistemlerden esinlenilerek geliştirilmiştir, bu teknolojiler aynı zamanda günümüz teknolojileriyle çözülemeyen çevresel faktörlerin çözümünde kullanılabilirler. Bazı çevresel uygulamalara örnek olarak şunları verebiliriz: Dünya çapında çöp artıklarının işlenmesi büyük bir problem haline gelmiştir. Bu bağlamda nano networkler çöp artıklarının işlenme sürecinde yardımcı olabilirler.
Hava kirliliği kontrolü. Kalite kontrol uygulamalarına benzer şekilde , hava da nano networkler sayesinde gözlemlenebilir. Ayrıca nano filtreler, havanın içerdiği zararlı maddeleri süzerek hava kalitesinin artırılmasını sağlayabilirler.
Nano Makineler Arasındaki İletişim
Gelecekteki nano makinelerden beklenen tüm özellikler arasında, iletişim özellikleri de önemli bir yere sahiptir. İletişim özelliği nano makinelerin ortak bir amaç için denetimli, senkron ve kooperatif bir şekilde çalışmasını sağlayan tek özelliktir.
Nano makineler arasındaki iletişim aşağıdaki iki yönlü senaryoyu içerebilir:
Nano makineler ile elektro mikro cihazlar arasındaki iletişim ve İki veya daha fazla nano makine arasındaki iletişim. Nano robotlar arasında, elektromanyetik, akustik, nano mekanik ya da moleküler iletişim teknolojileri kullanılmaktadır.
(Bilgi güncellendikçe ve paylaşıldıkça değerlenir, Sizlerin katkısı ile toplumun ve yeni kuşakların bilinçlenmesi adına doğru bilgilerle vizyonlarını çizebilmeleri için yorumlarınızı ve desteklerinizi bekliyorum. vakit ayırıp okuduğunuz için teşekkür ederim.)
Kaynak;
AktiFikir 