Ένα νανορομπότ λειτουργεί σε νανοκλίμακα, η οποία μετριέται σε δισεκατομμυριοστά του μέτρου. Είναι μικρότερο από έναν ιό, μικρότερο από ένα μήκος κύματος ορατού φωτός. Σε αυτήν την κλίμακα, τα ρομπότ δεν είναι μικροσκοπικές μηχανές με γρανάζια και κινητήρες. Είναι μόρια ή μοριακά συγκροτήματα σχεδιασμένα να εκτελούν μια λειτουργία.

Η φύση κατασκευάζει ήδη μηχανές νανοκλίμακας. Το ριβόσωμα είναι ένας μοριακός συναρμολογητής. Η συνθάση ATP είναι ένας περιστροφικός κινητήρας. Η κινεσίνη περπατά κατά μήκος των μικροσωληνίσκων. Οι επιστήμονες αντιγράφουν αυτά τα σχέδια. Το DNA origami διπλώνει τις αλυσίδες DNA σε σχήματα. Οι μοριακοί κινητήρες μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε κίνηση. Ορισμένα νανορομπότ είναι μικροσκοπικά σωματίδια που αντιδρούν σε μαγνητικά πεδία ή φως.

Προσεγγίσεις νανορομπότ

• Βασισμένες στο DNA: αυτοσυναρμολογούμενες δομές για την χορήγηση φαρμάκων.
• Μοριακοί κινητήρες: συνθετικοί ή βιολογικοί, που τροφοδοτούνται από ATP.
• Μαγνητικά νανοσωματίδια: καθοδηγούμενα από εξωτερικά πεδία.
• Φωτοκίνητη: ενεργοποιείται από συγκεκριμένα μήκη κύματος.
• Υβρίδιο: συνδυασμός βιολογικών και συνθετικών συστατικών.

Τα νανορομπότ είναι κυρίως ερευνητικά. Οι ιατρικές εφαρμογές είναι ο μακροπρόθεσμος στόχος: ένα ρομπότ που κολυμπάει στην κυκλοφορία του αίματος, εντοπίζει ένα καρκινικό κύτταρο και απελευθερώνει ένα φάρμακο μόνο εκεί. Αυτό θα εξάλειφε τις παρενέργειες της χημειοθεραπείας. Άλλες εφαρμογές περιλαμβάνουν τον καθαρισμό του περιβάλλοντος, τη μοριακή κατασκευή και την πληροφορική σε μοριακό επίπεδο. Οι προκλήσεις είναι τεράστιες. Πώς τροφοδοτείτε ένα νανορομπότ; Πώς το ελέγχετε; Πώς επικοινωνείτε μαζί του; Πώς κατασκευάζετε δισεκατομμύρια από αυτά; Κανένα από αυτά δεν έχει λυθεί. Το πεδίο είναι σε πρώιμο στάδιο, αλλά η υπόσχεση είναι μεγάλη. Μια μηχανή στο μέγεθος ενός μορίου που μπορεί να επιδιορθώνει κύτταρα ή να κατασκευάζει υλικά είναι μια ισχυρή ιδέα και σιγά σιγά γίνεται πραγματικότητα.