近期，北京大学工学院段慧玲教授的研究团队在智能微纳米变体机器人的研发方面取得了重要进展。该团队首次成功实现了纳米尺度上的智能变体结构，能够进行从三维到三维的复杂变形，并提出了全新的四维微纳米打印技术。这是一个融合了设计理论、材料和结构研制及功能化研究的杰出成果。
那么，什么是纳米级呢？我们通常可见的是毫米级物体，而纳米机器人则需要借助显微镜放大一百万倍才能看见。那么，究竟什么是纳米机器人呢？
简单来说，纳米机器人是一种在纳米或分子级别下能控的机器，属于分子仿生学领域。其中，“纳米”一词有两层含义：一是物理尺寸达到纳米级别的机器人，二是用于执行纳米级别操作的机器人。目前，纳米机器人的研究尚处于初级阶段，主要是生物和机械的结，特别是在医学领域，用于健康检查和疾病治疗的纳米机器人备受期待。随着研究的深入，未来第二阶段和第三阶段的纳米机器人将逐渐展现其潜力。第二阶段中，纳米机器人将由原子或分子直接组装而成，完成复杂的纳米任务；第三阶段则是人工智能与纳米器械的完美结合。
那么如何制造这些神奇的纳米机器人呢？目前主要有物理和化学两种方法。物理方法类似于制造高精度芯片的光刻技术；化学方法则是通过合成分子零件来实现。之后如何让这些机器人“跑”起来是一大挑战。在微观世界里，摩擦力、布朗运动等因素会对纳米机器人构成严峻挑战。但研究人员已经提出了多种解决方案。从物理角度看，可以通过磁场、电场作用产生动力；化学方法可以依靠化学反应产生的能量驱动；而从生物角度，DNA纳米机器人的驱动机制十分有趣，它们依靠DNA链的配对来实现移动。
至于纳米机器人的应用，它们在生物医学领域的运用尤为突出。纳米机器人可以通过识别内部化学信号的变化来辅助疾病的诊断，帮助医生在病情恶化前提供更有效的治疗方案。它们被认为是靶向治疗的精准工具，能够精确地区分正常细胞和癌细胞，并将物精准作用于癌细胞。除此之外，纳米机器人还可以协助外科手术等功能。毫无疑问，未来纳米机器人将在更多生活场景中发挥作用，它们微小的身躯蕴藏着巨大的能量，有可能改变人类的工作和生活方式。恋稿件中的这一畅想正逐步成为现实。传媒大学副教授于晗的指导为此文增添了学术色彩和深度。