Философия нового времени
Логических исследований архитектур сложных технологий достаточно, и даже о нанороботах, на нынешней странице одно из них.
Нанороботы должны быть не больше эритроциты, тогда они проникают по сосудам до любых точек в тканях, фильтруются почками и проходят альвиолы. Эритроциты сжимаются до 2ух микрометров в диаметре со своих 8. Хотя их объём 100 мкм³. Наноробот должен быть или маленьким 2 мкм³ или пластичным. Разработка робота размером 2 микрометра не представляется полезной. Поэтому первое что потребуется - гибкий корпус деформирующийся при давлении крови и растягивающиеся проводящие шлейфы.
Робот должен обладать процессором, возьмём за основу вычислительную способность первых процессоров Intel. На них было 5000 транзисторов. По нынешним технологиям размещения транзисторов не используется объём, а только плоскость, что предоставляло бы на порядок больше пространства. На роботе поместятся от 350 до 12500 сотен тысяч транзисторов.
Память в объёме размещается по трёхмерной технологии 3DNAND.
© "с помощью первого поколения 7-нм техпроцесса TSMC может разместить 66 миллионов транзисторов на квадратном миллиметре" [Wikipedia]
И предоставляется в размере 0.3Мбит на 1 мкм³. Это среднее на рынке потребителей отношение высоты слоя к плотности ячеек.
© "Planar 1Xnm/3bit = 32 stack/3bit 3DNAND." [tiscom]
Суперконденсаторы имеют ёмкость 0.25 Ф/мкм³.
© "the fact that specific surface area of Carbon NanoWalls amounts up to 1000 m2 g−1 and a scan rate of 20 mV s−1 reached ~600 F g−1." [Nature]
Машина Тьюринга собрана, остальной состав робота связан с микроконтролем периферийных блоков. Периферия зависит от функций выполняющихся нанороботом. Давайте определим, на что способна машина на нынешнем этапе если найдётся завод взявшийся за её сборку.
  • Детектор:
    Оптический
    Снаряжаемость:
    Потребуются источник света и камера. Но световая волна размером 0.5 мкм. Ожидаемое разрешение камеры, что поместиться на роботе - 10 на 10 пикселей.
  • Детектор:
    Температурный
    Снаряжаемость:
    Температура человеческого тела настолько равномерна, что нам потребуется излучатель и высокочувствительный болометр.
    © Этот детектор теплового излучения чувствителен к перепадам температуры в одну стотысячную градуса по Цельсию (0,00001 °C) [Wikipedia]
    Но и не инфракрасные камеры, из-за ограничений на пиксели.

  • Детектор:
    Электрический
    Снаряжаемость:
    Если разбить поверхность на сетку в узлах которой расположить щупы, подать на них напряжение и сканировать разность между ними, тогда электропроводность окружающей среды покажет, возможно, трудноразличимую картину ясную лишь на близком расстоянии.

Нанороботов надо будет запрограммировать, а значит разместить на них антенны подключённые к памяти на запись и трансляцию. Крошечная площадь позволяет разместить антенну принимающую крошечную длину волны, а раз так показания снимаемые нанороботом должны сниматься специальным устройством носимым пользователем. Им же они будут заряжаться индуцируемым электромагнитным полем чуть мощнее браслета фитнес-трекера. Но антенна длиной 5 микрометров излучает 1,25-2,5 мкм радиоизлучение. Это почти видимый диапазон - высокоэнергетичные волны, что бы излучить такую длину волны с антенны надо подать на нёё на порядки больше энергии, большая часть которой уйдёт на нагрев антенны.

Нельзя сказать, что использованы передовые достижения науки, только общие рассуждения. Советую обратить внимание на исследование возможностей робота, размером с эритроцит, хирургических операций внутри клетки. [Robert A. Freitas Jr. 2007]

На нынешнем этапе промышленности функции нанороботов удобнее обеспечить киборгизацией. Смотрите страницу:
Бионика
В будущем развитие нанотехнологий достигнет невероятных материалов чьи квантовые свойства одарят нас способом создать нанороботов исполняющих только им посильную функцию.

Но оказалось - транизисторы уже собираются на 1нм техпроцессе. Такой зазор между клемами был "запрещён" для классического литографического процесса - электроны проводились с входы на выход пренебрегая закрытым состоянием.
Что бы статья оставалась актуальной, в дальнейших рассуждениях буду исходить из предположения сборки на атомарном манипуляторе. IBM способны перемещать атомы по одному, а значит идеально соберут прототип из необходимых нанометариалов.
Какие нам нужны материалы?
  • Работу надо будет передвигаться, но преодолевать давление кровяного потока, проводя операцию в месте воспаления придётся долго. Снабжу робота присосками.
  • У робота очень маленькие материалы, сам он находится в высокореактивной среде, микроэлектроника должны быть изолирована - идеально в вакууме, но к микроконтроллеру присоединяются подвижные части. Плечи должны быть изолированы нестекающим маслом.
  • Что бы видеть детали внутри роботы обеспечены источником излучения - группами квантовых точек, с одной стороны освещающих с другой информирующих о ситуации. По противоположную сторону корпуса стоят сверхточные датчики, вероятно трёхмерная матрица квантовых точек.
  • Высокотемпературный сверхпроводник обеспечит высокое КПД электрической цепи и накопление энергии инфракрасного излучения комнатной температуры.
Made on
Tilda