Robot nano hoạt động ở cấp độ nano, được đo bằng phần tỷ của mét. Nó nhỏ hơn virus, nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy. Ở quy mô này, robot không phải là những cỗ máy thu nhỏ với bánh răng và động cơ. Chúng là các phân tử hoặc tập hợp phân tử được thiết kế để thực hiện một chức năng.

Thiên nhiên đã tạo ra những cỗ máy ở cấp độ nano. Ribosome là một bộ máy lắp ráp phân tử. ATP synthase là một động cơ quay. Kinesin di chuyển dọc theo các vi ống. Các nhà khoa học sao chép những thiết kế này. Nghệ thuật gấp DNA (DNA origami) gấp các sợi DNA thành các hình dạng khác nhau. Động cơ phân tử chuyển đổi năng lượng hóa học thành chuyển động. Một số robot nano là những hạt nhỏ phản ứng với từ trường hoặc ánh sáng.

Các phương pháp robot nano

• Dựa trên DNA: các cấu trúc tự lắp ráp để vận chuyển thuốc.
• Động cơ phân tử: tổng hợp hoặc sinh học, hoạt động nhờ ATP.
• Các hạt nano từ tính: được điều khiển bởi các trường bên ngoài.
• Hoạt động nhờ ánh sáng: được kích hoạt bởi các bước sóng cụ thể.
• Lai ghép: kết hợp các thành phần sinh học và tổng hợp.

Robot nano chủ yếu vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu. Mục tiêu dài hạn là ứng dụng trong y học: một robot có thể bơi trong mạch máu, xác định tế bào ung thư và chỉ giải phóng thuốc tại vị trí đó. Điều này sẽ loại bỏ các tác dụng phụ của hóa trị. Các ứng dụng khác bao gồm làm sạch môi trường, sản xuất phân tử và tính toán ở cấp độ phân tử. Thách thức là vô cùng lớn. Làm thế nào để cung cấp năng lượng cho robot nano? Làm thế nào để điều khiển nó? Làm thế nào để giao tiếp với nó? Làm thế nào để chế tạo hàng tỷ robot? Không câu hỏi nào trong số này được giải đáp. Lĩnh vực này còn non trẻ, nhưng tiềm năng rất lớn. Một cỗ máy có kích thước bằng phân tử có thể sửa chữa tế bào hoặc chế tạo vật liệu là một ý tưởng mạnh mẽ, và nó đang dần trở thành hiện thực.