Introduction aux nanorobots et à ses applications médicales

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Nano Robotics est la technologie de création de machines ou les robots proche de l'échelle microscopique d'un nanomètre (10−9 mètres). Nanorobotics fait référence à nanotechnologie - une discipline d'ingénierie pour la conception et la construction de nanorobots. Ces appareils vont de 0,1 à 10 micromètres et sont constitués de composants nanométriques ou moléculaires. Comme aucun nano-robot artificiel et non biologique n'a encore été créé, il reste un concept simulé. Les noms de nanorobots, nanoïdes, nanites ou nanomites ont également été utilisés pour décrire ces dispositifs hypothétiques.

Nanorobots

Nanorobots



Les nano robots peuvent être utilisés dans différents domaines d'application tels que la médecine et la technologie spatiale. De nos jours, ces nanorobots jouent un rôle crucial dans le domaine de la bio-médecine, en particulier pour le traitement du cancer, de l'anévrisme cérébral, de l'élimination des calculs rénaux, de l'élimination des parties défectueuses de la structure de l'ADN et pour certains autres traitements qui nécessitent sauver des vies humaines.


Les nanorobots sont des nano dispositifs utilisés dans le but de maintenir et de protéger le corps humain contre les agents pathogènes. Les nanorobots sont mis en œuvre en utilisant plusieurs composants tels que des capteurs, des actionneurs, un contrôle, une alimentation, la communication et en interfaçant des échelles transversales spéciales entre des systèmes organiques inorganiques.



Le développement des nanorobots se fait en utilisant diverses approches telles que:

Biopuce

La combinaison de la nanotechnologie, de la photo-lithographie et de nouveaux biomatériaux peut être considérée comme un moyen possible de concevoir une technologie permettant de développer des nanorobots pour des applications médicales telles que le diagnostic et l'administration de médicaments. Cette approche réaliste de la conception de nanorobots est une méthodologie utilisée dans les industries électroniques.


Nubots

Nubot est un acronyme pour «robots d'acide nucléique». Les nubots sont des appareils robotiques artificiels à l'échelle nanométrique. Les nubots représentatifs comprennent de nombreux marcheurs d'acide déoxy nucléique rapportés par le groupe de Ned Seeman à NYU, le groupe de Niles Pierce à Caltech, le groupe de John Reif à l'Université Duke, le groupe de Chengde Mao à Purdue et le groupe d'Andrew Turberfield à l'Université d'Oxford.

Nanoassemblage positionnel

En 2000, Robert Frietas et Ralph Merkle ont trouvé une collaboration nanofactory qui est un effort continu composé de dix organisations avec 23 chercheurs de quatre pays. Cette collaboration vise à développer une mécanosynthèse contrôlée en position et une nanofactory de diamantoïde capable de construire un nanorobot médical diamantoïde.

Utilisation des bactéries

Cette approche utilise des micro-organismes biologiques, tels que les bactéries Escherichia coil. Donc, ce modèle utilise un flagelle à des fins de propulsion. L'utilisation de champs électromagnétiques est de contrôler le mouvement du dispositif biologique intégré et ses applications limitées.

Applications des nanorobots

1. Nanorobotique en chirurgie

Les nanorobots chirurgicaux sont introduits dans le corps humain par le biais de systèmes vasculaires et d'autres cavités. Les nanorobots chirurgicaux agissent en tant que chirurgien semi-autonome sur place à l'intérieur du corps humain et sont programmés ou dirigés par un chirurgien humain. Ce nanorobot chirurgical programmé remplit diverses fonctions comme la recherche d'agents pathogènes, puis le diagnostic et la correction des lésions par nano-manipulation synchronisée par un ordinateur de bord tout en conservant et en contactant le chirurgien superviseur grâce à des signaux échographiques codés.

Nanorobotique en chirurgie

Nanorobotique en chirurgie

De nos jours, les formes antérieures de nano-chirurgie cellulaire sont à l'étude. Par exemple, une micropipette vibrant rapidement à une fréquence de 100 Hz micropipette comparativement inférieure à 1 micron de diamètre de pointe est utilisée pour couper les dendrites de neurones uniques. Ce processus ne doit pas endommager la capacité de la cellule.

2. Diagnostic et tests

Les nanorobots médicaux sont utilisés à des fins de diagnostic, de test et de surveillance des micro-organismes, des tissus et des cellules de la circulation sanguine. Ces nanorobots sont capables de noter les faits et de signaler en permanence certains signes vitaux tels que la température, la pression et les paramètres du système immunitaire de différentes parties du corps humain.

3. Nanorobotique dans la thérapie génique

Les nanorobots sont également applicables dans le traitement de maladies génétiques, en reliant les structures moléculaires de l'ADN et des protéines dans la cellule. Les modifications et irrégularités dans les séquences d'ADN et de protéines sont ensuite corrigées (éditées). La thérapie de remplacement chromosomique est très efficace par rapport à la réparation cellulaire. Un récipient de réparation assemblé est intégré dans le corps humain pour effectuer le maintien de la génétique en flottant à l'intérieur du noyau d'une cellule.

Nanorobotique en thérapie génique

Nanorobotique en thérapie génique

Supercoil d'ADN lorsqu'elle est agrandie dans sa paire inférieure de bras robotiques, la nanomachine tire le brin qui est déroulé pour l'analyse tandis que les bras supérieurs détachent les protéines de la chaîne. Les informations stockées dans la base de données du grand nano-ordinateur sont placées à l’extérieur du noyau et comparées aux structures moléculaires de l’ADN et des protéines reliées par une liaison de communication au vaisseau de réparation cellulaire. Les anomalies trouvées dans les structures sont corrigées et les protéines rattachées à la chaîne d'acide désoxy nucléique se reforment à nouveau dans leur forme d'origine.

4. Nanorobots dans la détection et le traitement du cancer

Les stades actuels des technologies médicales et des outils thérapeutiques sont utilisés pour le traitement réussi du cancer. L'aspect important pour réussir un traitement est basé sur l'amélioration de l'administration efficace de médicaments pour diminuer les effets secondaires de la chimiothérapie.

Nanorobots dans la détection et le traitement du cancer

Nanorobots dans la détection et le traitement du cancer

Les nanorobots avec biocapteurs chimiques intégrés sont utilisés pour détecter les cellules tumorales aux premiers stades du développement du cancer à l’intérieur du corps d’un patient. Des nanocapteurs sont également utilisés pour trouver l'intensité des signaux d'E-cadhérine.

5. La nanodentie est l'une des applications les plus importantes, car les nanorobots aident dans différents processus impliqués dans la dentisterie. Ces nanorobots sont utiles pour la désensibilisation des dents, l'anesthésie buccale, le redressement d'un ensemble irrégulier de dents et l'amélioration de la durabilité des dents, les réparations dentaires majeures et l'amélioration de l'apparence des dents, etc.

Nanodentistry

Nanodentistry

6. Les nanorobots peuvent également être utilisés comme dispositifs auxiliaires pour traiter différentes réactions chimiques dans les organes affectés. Ces robots sont également utiles pour surveillance et contrôle taux de glucose chez les patients diabétiques.

Projets robotiques

La liste des projets robotiques comprend les éléments suivants.

Projets de robotique pour étudiants en génie

Projets de robotique pour étudiants en génie

1. Contrôle infrarouge Véhicule robotique
2. Fréquence radio Véhicule robotisé contrôlé avec disposition du faisceau laser
3. 8051 Basé sur un microcontrôleur Véhicule robotique suivant la ligne
4. Contrôle et mouvement des Pick and Place Robotic Armer en utilisant Android sans fil
5. Véhicule robotique à commande vocale longue distance Reconnaissance de la parole
6. Véhicule robotique de détecteur de métaux
7. Pick N Place avec une pince à attraper souple
8. Véhicule robotique de lutte contre l'incendie utilisant Microcontrôleur 8051
9. Robot contrôlé par radiofréquence avec Caméra sans fil de vision nocturne pour l'espionnage dans le champ de guerre
dix. Robot de lutte contre les incendies télécommandé avec des applications Android
11. Robot multifonction sans fil contrôlé par ordinateur personnel.
12. Fréquence multiple à double tonalité robot contrôlé par téléphone portable
13. Boussole numérique et Système de positionnement global Système d'auto-navigation basé
14. Trains de métro automatiques qui font la navette entre deux gares

Il s'agit des applications de la nanorobotique dans le domaine médical telles que la chirurgie, le diagnostic et les tests, la thérapie génique, la détection et le traitement du cancer, la nano dentisterie, etc. La liste de projets fournie dans cet article est très utile pour étudiants ingénieurs pour des projets de robotique . De plus, pour toute aide concernant ce sujet, vous pouvez nous contacter en commentant dans la section commentaires ci-dessous.

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