Nezničitelné stroje z nanorobotů  
Čtyřstěny mikroskopických rozměrů budou moci vytvořit téměř libovolné zařízení a při jeho poškození budou umět nahradit zničené části. Je možné, že se přibližuje doba, kdy postava Terminátora nebude zcela nereálnou fikcí.

 Než se tato vize stane realitou, uplyne ještě hodně vody. V NASA úspěšně zatím vyzkoušeli "nanorobota" poněkud maximalistických rozměrů. Má více než půl metru na výšku. Zatím jde o jeden z prvních prototypů pro praktické vyzkoušení koncepce.

Jak nanorobot vypadá a funguje

Nanorobot v poloze těsně před tím než vykoná krok, tedy přepadne na jinou podstavu čtyřstěnu (Credit: NASA)

Nanorobot je čtyřstěn tvořený šesti nosníky, které jsou teleskopické podobně jako "zasouvací" anténa nebo nohy stativu. Natáhnutím jednoho a zkrácením dvou dalších nosníků přesune své těžiště, překlopit se, a urazit tak jeden krok. To může opakovat do "nekonečna", takže může dojít libovolně daleko a to i v terénu, který by byl pro kolová vozítka neprostupný. Samozřejmě schopnost zdolávat velká stoupání je limitovaná.

Zvětšit obrázek
Velký pokusný nanorobot při testování na drsné Aljašce (Credit: NASA)

Maxi-nanorobot byl zkoušen na Aljašce pro co nejlepší napodobení podmínek na nehostinných vzdálených planetách. Osvědčil se. Pár drobností na vylepšení by se našlo. Třeba motory teleskopických nosníků by lépe plnily funkci v jejich středu než na kraji. To je pouze záležitost konstrukce a pevnosti maxi-nanorobota než zásadní problém.





 

Pohled do budoucnosti - nezničitelné stroje
Dnes nám tento "nanorobot" nepřipadá nijak úžasný. Je velký a skoro nic neumí. Co by se stalo, kdybychom jej uměli udělat hodně malého. Dejme tomu s nosníky délky 1 mikrometr - to není vzhledem k pokroku v nanotechnologiích nic nereálného. Kromě toho, že by se uměl překlápět, by byl schopen se ve styčnících (což jsou místa, kde se nosníky spojují) spojit s dalšími nanoroboty a obsahoval by jednoduchou řídící jednotku. Potom by se čtyřstěnný nanorobot mohl stát základní stavební jednotkou jakéhokoliv stroje. Při poškození některého nanorobota, by jej mohl zastoupit libovolný rezervní. Stroj by mohl libovolně měnit tvar. NASA navrhuje, že "hejno" nanorobotů po vynesení na oběžnou dráhu mohlo vytvořit tenkou sluneční plachtu, doletět tak k Marsu, plachta by se následně "skrčila" do tvaru tepelného štítu, vnikla by do atmosféry, zpomalila by a nakonec by lehce dosedla ve tvaru padáku. Při zkoumání Marsu by si nanoroboti v případě potřeby vytvarovali velkou anténu a odeslali by data na Zemi.

Připadá vám to přitažené za vlasy? V některých ohledech určitě ano, ale myšlenka je to  geniální.

Problémy s řízením

Zvětšit obrázek
Detail styčníku nanorobota - je vidět teleskopické nosníky a lanové převody pohonu (Credit: NASA)

I když vytvoříme dokonalé nanoroboty nebudeme mít vyhráno. Musíme je donutit, aby spolupracovali. To bude vyžadovat, aby nanoroboti komunikovali mezi sebou, předávali si informace a přijímali signály od centrální řídící jednotky. Bude to složité? Nejspíš ano. Ale víme, že řídit velkou skupinu lidí složenou z individualit je obtížné, zatímco ovládat tupou masu je až překvapivě snadné. Současné řídící systémy řídí složitá zařízení složená z rozdílných celků, zatímco nanoroboti jsou všichni stejní. Tudíž nebude tak složité je přimět zaujmout požadovaný tvar, jak se může zdát.

Vzpomínám si na jeden experiment. Úkolem pro několik (větších) robotů bylo nanosit válečky náhodně rozházené po omezené ploše na jednu hromadu. Jak byste takové roboty naprogramovali? V jednuduchosti je síla. Přikažte jim, ať náhodně někam vyrazí, když narazí na váleček, tak ať jej vezmou, potom odjedou s válečkem náhodným směrem a až narazí na další váleček, tak ten svůj pustí. To je vše. Roboti nejdříve vytvořili pár shluků válečků a nakonec jednu hromadu. Stačilo využít základní zákony pravděpodobnosti a vědci si ušetřili složité programování.

Podobně se mohou chovat i nanoroboti. Zjednodušeně řečeno přikážeme určitému počtu nanorobotů, aby měl nějaký počet sousedů a dalším nanorobotům, aby měli jiný počet sousedů. Za chvíli nám nutně vytvoří požadovaný tvar. S pohybem hejna nanorobotů to bude složitější. Tady bude nejspíš nezbytná komplikovanější řídící jednotka.

Klíčová je pevnost
O tom, zda nanoroboti budou použitelní rozhodne jejich pevnost - tedy schopnost odolat vnějším i vnitřním silám. Na ni bude mít vliv pevnost samotných nosníků, pevnost spojení nosníků, pevnost spojů mezi nanoroboty samotnými a zejména schopnost udržet nastavenou délku nosníků. Předpokládám, že pevnost nosníků nebude problém. Pro opravdu nano-rozměry se nabízí využití vícestěnných nanotrubek a pro větší rozměry nebude těžké zvolit vhodný materiál. Méně snadné bude vyřešit další naznačené obtíže.

Svět plný nanorobotů
Necháme se překvapit, jak rychle půjde vývoj v této oblasti nanotechnologií. Můžeme se dočkat toho, že se začnou vyrábět nanoroboti navenek nevodiví, vodiví či polovodiví (ti nejspíš ne jako čtyřstěny) nebo s jinými specifiky a z nich si poskládáme libovolná zařízení. Koupíme si pytlík nanorobotů s řídící jednotkou, potom již jen zvolíme, čím chceme, aby byli. Jednou to bude foťák pak stolní lampa nebo dokonce telefon. A když se nám něco rozbije, jen trochu přisypeme z pytlíku.

Stránky, na kterých naleznete další informace:

Autor píše weblog o vědě a technice Techblog.

Datum: 29.04.2005
Tisk článku

Barevný atlas biochemie - Koolman Jan, Röhm Klaus-Heinrich
 
 
cena původní: 999 Kč
cena: 849 Kč
Barevný atlas biochemie
Koolman Jan, Röhm Klaus-Heinrich
Související články:

Bezdrátová energie pohání kardiostimulátor v králíkovi     Autor: Stanislav Mihulka (21.05.2014)
Téměř neomezený zdroj energie nejen pro nanoroboty     Autor: Martin Šrubař (19.04.2006)
Nanoauto z jedné molekuly     Autor: Martin Šrubař (17.04.2006)



Diskuze:

praxe

jarin,2005-07-07 18:30:50

No nevím. Jak jsem to tak četl, tak mě napadlo, jak velká asi může být řídící jednotka jednoho skutečného nanobota ? Bude větší nebo menší než nanobot ? Bude mít každý nanobot vlastní zdroj energie ? Jak ten bude velký ?

Odpovědět

je to super

jirka bleša,2005-06-07 12:48:27

jeto super líbísemito a stahuju

Odpovědět

je to super

jirka,2005-06-07 12:46:52

líbí se mi to

Odpovědět

Odpověď

Mike,2005-05-18 11:21:49

Jo,to jsem viděl.Bylo to hustý.Jenže oni se replikovali z materialu,který obsahovala ta loď.No nevim??:)

Odpovědět

StarGate

Kaja,2005-05-04 19:45:49

Jen me napadlo jestli se nekdo dival na Hvezdnou branu(seriál), tak tam bylo neco podobnyho - roboti vypadajici jako pavouci slozený z takovejch puclu ktery se mohli zkladat v ruzna stvoreni(stroje). A ty pucle nebyly zrovna nano, coz mi prijde snadnejsi na vyrobu i ovlada.

Odpovědět

richard,2005-04-29 14:50:47

Vlastně se to dá přirovnat k buňkám. Takové uspořádání je asi nejlogičtější, osvědčilo se v přírodě, zákonitě jednou vznikne i u strojů. Jen mě tak napadá. Z inženýrů se tak stanou pastevci a zahradníci, technika si všechno obstará sama, tak jako ovce taky samy vytvořej novou generaci ovcí.

Odpovědět

kořist

Sardaukar,2005-04-29 13:57:46

přečtěte si knihu KOŘIST vod Crichtona.

Odpovědět

nikdy neříkej nikdy

Dwarf,2005-04-29 10:10:26

Spousta zajímavých myšlenek, jež vznikly v hlavách autorů sci-fi se podařilo po technologickém vývoji realizovat. Já bych se neodvážil tvrdit, že něco je nemožné jenom proto, že momentálně nemáme k dispozici vhodný zdroj energie, nebo že nemáme vyřešenu komunikaci a řízení. Nositeli pokroku nikdy nebyli lidé, kteří zdůvodňovali, proč něco nejde, ale jiní, kteří pracovali na tom, aby bylo možno smělé myšlenky uskutečnit.

Odpovědět

spatna linka

den,2005-04-29 09:57:49

na to video. Ma to byt: http://ants.gsfc.nasa.gov/features/tet%20pressrelease%20smaller%20quicktime%20movie.mov

(chyba tam to .mov)

Odpovědět


Re: spatna linka

Martin Šrubař,2005-04-29 10:06:28

Díky za upozornění. Sice mi to i bez toho "mov" stáhlo, ale mělo by to tam být, tak jsem to přidal.

Odpovědět

to asi ne....

machr,2005-04-29 09:51:55

>>> NASA navrhuje, že "hejno" nanorobotů po vynesení na oběžnou dráhu mohlo vytvořit tenkou sluneční plachtu, doletět tak k Marsu, plachta by se následně "skrčila" do tvaru tepelného štítu, vnikla by do atmosféry, zpomalila by a nakonec by lehce dosedla ve tvaru padáku. Při zkoumání Marsu by si nanoroboti v případě potřeby vytvarovali velkou anténu a odeslali by data na Zemi.

- tak takovej nesmysl uz sem dlouho necet. dokazete si predstavit, jak by ty roboty ridili? kdyd nejsou schopni vychytat chyby ani v relativne jednoduchejch systemech slozenejch z nekolika dilu (ktery se dneska pouzivaj).

>>> Necháme se překvapit, jak rychle půjde vývoj v této obl ....

- taky vam to pripomina polymorfa z cervenyho trpaslika?

Odpovědět


re: polymorf

den,2005-04-29 10:00:20

nj, ale toto mi pride vkusejsie vyzerajuce ako ten polymorf ked bol odmaskovany ;-))))))

Odpovědět


Re: to asi ne....

Martin Šrubař,2005-04-29 10:01:30

>>> dokazete si predstavit, jak by ty roboty ridili?
Já si to tedy představit dokážu a ve článku se tomu (povrchně) věnuji. Co myslíte, že dělají multi-agentní systémy?

Škoda, že jsem neviděl žádný díl Červeného trpaslíka, takže nevím, na co narážíte. Snad na optimistický způsob vyjadřování? :-)

Odpovědět


riadenie?

andrej,2005-05-02 11:57:38

precitajte si korist (prey) od crichtona

Odpovědět


4 Martin Šrubař

machr,2005-05-05 13:41:15

o multi-agentnich systemech jsem uz neco slysel. je to zajimava teorie, ale nemyslim si, ze by se dali nejak SNADNO (tak aby to zvladl nejaky smrtelnik) prinutit, aby jich miliarda vytvorila nejakej tvar a za chvili jinej, atd.

a k tomu cervenymu trpaslikovi. nebyla to ani tak narazka. jen jsem si vzpomel na jeden dil, kde se polymorf (geneticky votvoreny druh, schopny menit podobu) menil v lampu, a vselijaky podobny veci a vypadalo to dost smesne.
(tadu je scenar toho dilu - />
http://www.cervenytrpaslik.cz/index.php?id=epizody&mnu=0&popis=34
)

Odpovědět

A zdroj energie?

mirek,2005-04-29 09:32:42

Hezka idea ... a cim ty nanoroboty budou pohaneny? Baterie? Jak dlouho asi vydrzi? Pul hodiny? A pak? Toto je hlavni problem.

Odpovědět


Re: A zdroj energie?

Martin Šrubař,2005-04-29 09:55:13

Máte pravdu, to jsem v článku zcela opomenul. V současných maxi-nanorobotech jsou zdrojem energie akumulátory, ale o tom, co by mohlo pohánět opravdové nanoroboty, se žádné prameny zatím nezmiňují. Je pravda, že podaří-li se nanoroboty vyvinout, bude pro smysluplnou aplikaci nutné mít zdroj schopný dodávat energii nepřetržitě.

Vzhledem k tomu, že se nanopohony stále vyvíjí a žádný se zatím prakticky nepoužívá, je těžké říci, co by oním zdrojem mohlo být. Napadá mě např. nějaký způsob odebírání tepla z okolí (pro běžné pozemské podmínky a samozřejmě bez porušení 2. termodynamického zákona :-) nebo dodávání energie zářením (pro pobyt ve vakuu).

Věřím však, že vědci vymyslí způsob, který mé fantazie daleko překoná.

Odpovědět


zdroj energie

andrej,2005-05-02 12:04:25

baterie (uspesne pouzite, problem s dobijanim)
radioaktivny material a peltierov clanok (uspesne pouzite, problem s ekoteroristami)
chlorofil (uspesne pouzite, problem s teplotou okolia a cistenim clankov kvoli pristupu svetla)
solarne clanky (=technochlorofil, uspesne pouzite, problem s cistenim clankov kvoli pristupu svetla)
kombinacia vyssie uvedenych konceptov (baterie + solarne clanky)
ale ako spominal crichton v koristi, problem bude skor bezpecnost (autonomna inteligencia s autonomnym zdrojom energie vyzera dost desivo).

Odpovědět

Nepremozitelny

Jarda,2005-04-29 08:38:53

Taky vam to tak pripomina Lemovu ideu Mraku z Nepremozitelneho?:) Tam se sice nedostal az na nanouroven, ale podobnost je velika.

Odpovědět


Lem se dostal ještě dál

lomen,2005-04-29 22:28:12

-"sice nedostal az na nanouroven" -
Lem nápad dál rozvíjel.
V další knize Lema z roku 1987 - "Mír na zemi" - už to byl velmivelmi jemný prach. (Název nanočástice ještě asi nebyl.) Vyšlo v Mladé frontě v roce 1989. A vůbec, v té knize je více zajímavých motivů.
Lom.

Odpovědět


stanislav lem

andrej,2005-05-02 11:59:54

stanislav lem bol genius. ako kazdy uspesny scifi autor. vizionarske koncepty a scifi proste idu k sebe, preto to vela ludi cita.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace