這款DNA機器人，可以幫你分揀身體中的生物垃圾

利用納米技術(shù)，該DNA機器人可以廣泛用于生物醫藥等多種領(lǐng)域。

15日，《科學(xué)》雜志上有一篇論文詳細介紹了一種由單鏈DNA構成的機器人Nanobot，該機器人可以自主地對特定分子進(jìn)行拾取，然后將其放在特定的位置。其中，這項工作是由加州理工大學(xué)的生物工程助理教授錢(qián)露露（音譯）的實(shí)驗室團隊完成的。

通過(guò)機器人的功能描述，我們可以知道它類(lèi)似于現實(shí)生活中的分揀機器人。談到分揀機器人，我們潛意識里對其的認識就是工業(yè)中專(zhuān)用于分揀的機械臂，它們是一種具備傳感器、物鏡和電子光學(xué)系統的機器人，可以快速進(jìn)行貨物分揀。

不過(guò)本文將要介紹的機器人，如果放在現實(shí)空間中，它應該更接近一種家用分揀機器人。但是在家用機器人中，我們還尚未遇見(jiàn)可以分類(lèi)收拾物品、打掃房屋的機器人。

想象一下，如果存在的話(huà)，它可以在家中四處閑逛，然后將你隨處亂扔的襪子放在洗衣機中，將你隨處亂放的碗筷送入洗碗機中。

NANOBOT|設想

首先，關(guān)于為什么將其取名為Nanobot？

對于這一問(wèn)題，錢(qián)露露解釋道：“就像大家將機器人送到火星那么遙遠的地方來(lái)執行任務(wù)，我們希望將分子機器人也送到一個(gè)人類(lèi)無(wú)法到達的地方，如血液，以幫助人類(lèi)完成我們無(wú)法完成的任務(wù)。我們的目標是設計和制造一個(gè)可以執行復雜納米力學(xué)任務(wù)——“貨物”分揀的機器人。”

NANOBOT|構造

那么，該研究團隊是如何實(shí)現對這一機器人的構想呢？

為此，研究人員構造了三個(gè)可用于組裝DNA機器人的基本模塊：一條有兩只腳的腿，有一只手的手臂和用來(lái)識別下落點(diǎn)并向手指發(fā)出指令的模塊。其中，腿用來(lái)走路，手用來(lái)抓取分子。

值得注意的是，組成這些模塊的成分都是單鏈DNA中的核苷酸。而利用DNA來(lái)設計機器人的關(guān)鍵在于充分利用其獨特的化學(xué)和物理性質(zhì)。

因為單鏈DNA由核苷酸的四種不同堿基組成，縮寫(xiě)分別為A、G、C、T，它們在人體內是按照順序排列的，也就是我們熟知的序列，并且核苷酸以特定對結合，如堿基對A和T、G和C。所以研究人員就利用這些性質(zhì)，將其編程。

詳細來(lái)看，已知，單鏈DNA是可以強制解旋雙螺旋結構的DNA鏈，每個(gè)解旋和結合過(guò)程的速度和消耗的能量是可以被估計的，利用這一點(diǎn)，研究人員就可以控制機器人Nanobot的速度和估算其執行任務(wù)時(shí)所需要耗費的能量。

因此，根據需要，研究團隊將DNA機器人的腿部和腳設計成所需的長(cháng)度（如實(shí)驗中，研究人員將其設計為6納米。）通常情況下都只是人類(lèi)步長(cháng)的百分之幾。

NANOBOT|實(shí)驗

實(shí)驗中，錢(qián)及其團隊設計并構造了一個(gè)可以游走在分子表面并且拾取兩種不同分子的機器人，這兩種分子分別是熒光黃色染料和熒光粉紅色染料。

首先，研究人員將兩種顏料分散在分子表面的不同區域里，因為熒光色彩可以幫助研究人員看見(jiàn)分子，隨后他們讓DNA機器人收集游離在空間中的分子并將分子歸到原位。

實(shí)驗結果表明，該機器人在24小時(shí)內成功地將游離的分子歸到原位，分別是三個(gè)粉紅色和三個(gè)黃色，沒(méi)有誤差。對此，研究團隊表示，如果采用更多的機器人，將會(huì )極大縮短任務(wù)的完成時(shí)間。

此外，研究人員還設計了輔助機器人運動(dòng)的“操場(chǎng)”，限制其運動(dòng)空間，以便于實(shí)驗中的測試研究。

總結

對于該機器人的應用，錢(qián)表示：“我們不會(huì )為任何特定的場(chǎng)景應用開(kāi)發(fā)DNA機器人，實(shí)驗室的目標是希望可以開(kāi)發(fā)一款通用DNA機器人。然而，我希望其他研究人員可以將該技術(shù)用于實(shí)際的生產(chǎn)應用，如用DNA機器人從人造分子工廠(chǎng)的組成部分合成治療化學(xué)物質(zhì)，或在垃圾中分選分子成分進(jìn)行回收利用。”

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