นาโนโรบอท เช่นเดียวกับระบบนำทาง นักนาโนเทคโนโลยีกำลังพิจารณาแหล่งพลังงานทั้งภายนอกและภายใน การออกแบบบางอย่างใช้หุ่นยนต์นาโน โดยใช้ร่างกายของผู้ป่วยเป็นวิธีสร้างพลังงาน การออกแบบอื่นๆ ได้แก่ แหล่งพลังงานขนาดเล็กบนตัวหุ่นยนต์ ในที่สุดการออกแบบบางอย่างใช้แรง ภายนอกร่างกายของผู้ป่วยเพื่อขับเคลื่อนหุ่นยนต์ นาโนโรบอทสามารถรับพลังงานได้โดยตรงจากกระแสเลือดหุ่นยนต์นาโนที่ติดตั้งอิเล็กโทรด สามารถสร้างแบตเตอรี่
โดยใช้อิเล็กโทรไลต์ที่พบในเลือด อีกทางเลือกหนึ่งคือการสร้างปฏิกิริยาเคมี กับเลือดเพื่อเผาผลาญเป็นพลังงานหุ่นยนต์นาโน จะบรรจุสารเคมีจำนวนเล็กน้อย ที่จะกลายเป็นแหล่งเชื้อเพลิงเมื่อรวมกับเลือด หุ่นยนต์นาโนสามารถใช้ความร้อนจากร่างกายของผู้ป่วยเพื่อสร้างพลังงานได้ แต่จะต้องมีระดับของอุณหภูมิจึงจะจัดการได้ การผลิตไฟฟ้าจะเป็นผลมาจากปรากฏการณ์ซีเบคเกิดขึ้นเมื่อตัวนำสองตัวที่ทำจากโลหะต่างกันเชื่อมต่อกันที่จุดสองจุดที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิต่างกัน
ซึ่งตัวนำโลหะกลายเป็นเทอร์โมคัปเปิล หมายความว่าจะสร้างแรงดันไฟฟ้า เมื่อจุดเชื่อมต่ออยู่ที่อุณหภูมิต่างกัน เนื่องจากเป็นการยากที่ จะพึ่งพาการไล่ระดับอุณหภูมิภายในร่างกาย จึงเป็นไปได้ยากที่จะได้เห็นหุ่นยนต์นาโนหลายตัวจะใช้ความร้อนจากร่างกายเป็นพลังงาน แม้ว่าอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างแบตเตอรี่ให้มีขนาดเล็ก พอที่จะใส่ในนาโนโรบอทได้แต่โดยทั่วไปมักไม่ถูกมองว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ใช้งานได้ปัญหาคือแบตเตอรี่จ่ายพลังงานในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย
ตามขนาดและน้ำหนัก ดังนั้นแบตเตอรี่ขนาดเล็กมาก จึงให้พลังงานเพียงเศษเสี้ยวของพลังงานที่หุ่นยนต์นาโนต้องการ ตัวเลือกที่เป็นไปได้มากกว่าคือตัวเก็บประจุ ซึ่งมีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักที่ดีกว่าเล็กน้อย ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งสำหรับหุ่นยนต์นาโนคือการใช้แหล่งพลังงานนิวเคลียร์ ความคิดของหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่ขับเคลื่อน ด้วยพลังงานนิวเคลียร์ทำให้บางคนมีความมุ่งมั่นแต่โปรดจำไว้ว่าวัสดุมีจำนวนน้อย และตามที่ผู้เชี่ยวชาญบางคนป้องกันได้ง่าย
ถึงกระนั้น ความคิดเห็นของสาธารณะ เกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ทำให้ความเป็นไปได้นี้เป็นไปได้ยากที่สุด แหล่งพลังงานภายนอกรวมถึงระบบที่นาโนโรบอทเชื่อมต่อกับโลกภายนอกหรือควบคุมโดยไม่ใช้สายโยงเครือข่าย จำเป็นต้องมีสายไฟระหว่างหุ่นยนต์นาโน และแหล่งพลังงาน ลวดจะต้องแข็งแรง แต่ก็ต้องเคลื่อนผ่านร่างกายมนุษย์ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ทำให้เกิดความเสียหายการเชื่อมโยงทางกายภาพ สามารถจ่ายพลังงานได้ทั้งทางไฟฟ้าหรือทางแสง
ระบบออปติกใช้แสงผ่านใยแก้วนำแสง ซึ่งจะต้องแปลงเป็นไฟฟ้าบนหุ่นยนต์ และผลกระทบของเพียโซอิเล็กทริกคริสทัลบางชนิดได้รับประจุไฟฟ้าหากคุณออกแรงกด ในทางกลับกัน หากคุณใช้ประจุไฟฟ้ากับหนึ่งในคริสทัลเหล่านี้ คริสทัลจะสั่นสะเทือนเป็นผลให้ส่งสัญญาณอัลตราโซนิกออกมาควอตซ์น่าจะเป็นคริสทัล ที่คุ้นเคยกับเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกมากที่สุด ระบบภายนอกที่ไม่ใช้สายโยงอาจอาศัยไมโครเวฟ สัญญาณอัลตราโซนิก หรือสนามแม่เหล็ก
ไมโครเวฟมีโอกาสเป็นไปได้น้อยที่สุด เนื่องจากการฉายคลื่นไมโครเวฟใส่ผู้ป่วยจะส่งผลให้เนื้อเยื่อเสียหาย เนื่องจากร่างกายของผู้ป่วยจะดูดซับไมโครเวฟส่วนใหญ่และทำให้ร้อนขึ้นหุ่นยนต์นาโนที่มีเมมเบรนเพียโซอิเล็กทริก สามารถรับสัญญาณอัลตราโซนิกและแปลงเป็นไฟฟ้าได้ ระบบที่ใช้สนามแม่เหล็ก เช่นเดียวกับที่แพทย์กำลังทำการทดลองในมอนทรีออล สามารถจัดการหุ่นยนต์นาโนได้โดยตรงหรือเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้า
สมมติว่าหุ่นยนต์นาโนไม่ได้ถูกล่ามไว้หรือถูกออกแบบมาให้ลอยผ่านกระแสเลือดได้ มันจะต้องมีกลไกขับเคลื่อนเพื่อเคลื่อนที่ไปรอบๆ ร่างกายเนื่องจากอาจต้องเดินทางสวนทางกับการไหลเวียนของเลือดและระบบขับเคลื่อนจึงต้องค่อนข้างแข็งแรงสำหรับขนาด การพิจารณาที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความปลอดภัยของผู้ป่วย ระบบต้องสามารถเคลื่อนย้ายนาโนโรบอตไปรอบๆ ได้โดยไม่สร้างความเสียหายต่อโฮสต์
นักวิทยาศาสตร์บางคนกำลังมองหาโลกของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเพื่อหาแรงบันดาลใจพารามีเซียมเคลื่อนที่ผ่านสิ่งแวดล้อมโดยใช้แขนขาเล็กๆ คล้ายหางที่เรียกว่าขนตา ด้วยการสั่นของขนพารามีเซียมสามารถว่ายไปในทิศทางใดก็ได้ เช่นเดียวกับขนตาคือเซลล์ซึ่งเป็นโครงสร้างหางที่ยาวกว่า สิ่งมีชีวิตแส้แฟลเจลลาไปรอบๆ ด้วยวิธีการต่างๆ เพื่อเคลื่อนที่ไปมานักวิทยาศาสตร์ในอิสราเอลสร้างไมโครโรบอทซึ่งเป็นหุ่นยนต์ที่มีความยาวเพียงไม่กี่มิลลิเมตร
ซึ่งใช้อวัยวะเล็กๆ เพื่อจับและคลานผ่านหลอดเลือด นักวิทยาศาสตร์ควบคุมแขนด้วยการสร้าง สนามแม่เหล็กนอกร่างกายของผู้ป่วย สนามแม่เหล็กทำให้แขนของหุ่นยนต์สั่นดันแขนให้ทะลุผ่านหลอดเลือด นักวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าเนื่องจากพลังงานทั้งหมดสำหรับหุ่นยนต์นาโนมาจากแหล่งภายนอก จึงไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานภายใน พวกเขาหวังว่าการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่ายจะทำให้ง่ายต่อการสร้างหุ่นยนต์ที่มีขนาดเล็กลง
อุปกรณ์อื่นให้เสียงที่แปลกใหม่ยิ่งขึ้น จะใช้ตัวเก็บประจุเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่จะดึงของไหลที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าผ่านปลายด้านหนึ่งของปั๊มแม่เหล็กไฟฟ้าและยิงออกทางด้านหลังหุ่นยนต์นาโน จะเคลื่อนที่ไปมาเหมือนเครื่องบินเจ็ต ปั๊มเจ็ตขนาดเล็กสามารถใช้พลาสมาของเลือดเพื่อดันหุ่นยนต์นาโนไปข้างหน้าได้ แม้ว่าจะต้องมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวไม่เหมือนกับปั๊มแม่เหล็กไฟฟ้าอีกวิธีที่หุ่นยนต์นาโนสามารถเคลื่อนที่ได้ คือการใช้เมมเบรนที่สั่นสะเทือน
ด้วยการกระชับและผ่อนแรงบนเมมเบรน สลับกันหุ่นยนต์นาโนสามารถสร้างแรงขับได้เล็กน้อยในระดับนาโนแรงขับนี้อาจมีนัยสำคัญพอที่จะทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาของการเคลื่อนไหวได้ ไมโครบอทในปัจจุบันมีความยาวเพียงไม่กี่มิลลิเมตรและมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งมิลลิเมตร เมื่อเทียบกับระดับนาโนแล้วนับว่ามหาศาลมาก นาโนเมตรมีค่าเพียงหนึ่งในพันล้านของเมตรในขณะที่มิลลิเมตรมีค่าเท่ากับหนึ่งในพันของเมตรหุ่นยนต์นาโนในอนาคต
จะมีขนาดเล็กมาก คุณจะมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้นเครื่องมือหุ่นยนต์นาโนจะต้องมีขนาดเล็กลงต่อไปนี้เป็นรายการบางส่วนที่คุณอาจพบในชุดเครื่องมือของหุ่นยนต์นาโน ช่องยาส่วนกลวงภายในหุ่นยนต์นาโนอาจบรรจุยาหรือสารเคมีในปริมาณเล็กน้อย หุ่นยนต์สามารถปล่อยยาไปยังบริเวณที่เกิดการบาดเจ็บ หรือติดเชื้อได้โดยตรง นาโนโรบอทยังสามารถขนส่งสารเคมีที่ใช้ ในการรักษามะเร็งได้โดยตรงที่ไซต์แม้ว่าปริมาณของยาจะค่อนข้างน้อย
แต่การใช้โดยตรงกับเนื้อเยื่อมะเร็ง อาจมีประสิทธิภาพมากกว่าเคมีบำบัดแบบดั้งเดิม ซึ่งต้องอาศัยระบบไหลเวียนโลหิตของร่างกาย ในการนำพาสารเคมีไปทั่วร่างกายของผู้ป่วย โพรบมีดและสิ่ว เพื่อขจัดสิ่งอุดตันและคราบจุลินทรีย์ นาโนโรบอทจะต้องมีบางอย่างเพื่อคว้าและทำลายวัสดุ พวกเขาอาจต้องใช้อุปกรณ์ในการบีบลิ่มเลือดออกเป็นชิ้นเล็กๆ ด้วยหากลิ่มเลือดบางส่วนหลุดออกและเข้าสู่กระแสเลือดอาจทำให้เกิดปัญหามากขึ้นในระบบไหลเวียนโลหิต
เครื่องปล่อยคลื่นไมโครเวฟและเครื่องกำเนิดสัญญาณอัลตราโซนิก เพื่อทำลายเซลล์มะเร็งแพทย์ต้องการวิธีการที่จะฆ่าเซลล์โดยไม่ทำให้เซลล์แตก เซลล์มะเร็งที่แตกอาจปล่อยสารเคมี ที่อาจทำให้มะเร็งแพร่กระจายต่อไป ด้วยการใช้คลื่นไมโครเวฟหรือสัญญาณอัลตราโซนิกที่ปรับแต่งอย่างละเอียดหุ่นยนต์นาโน สามารถทำลายพันธะเคมีในเซลล์มะเร็ง และฆ่ามันโดยไม่ทำลายผนังเซลล์ อีกทางหนึ่งหุ่นยนต์สามารถปล่อยคลื่นไมโครเวฟ หรือสัญญาณอัลตราโซนิก
เพื่อให้ความร้อนแก่เซลล์มะเร็งมากพอ ที่จะทำลายเซลล์ได้ อิเล็กโทรด อิเล็กโทรดสองตัวที่ยื่นออกมาจากหุ่นยนต์นาโน สามารถฆ่าเซลล์มะเร็งได้โดยการสร้างกระแสไฟฟ้า ทำให้เซลล์ร้อนขึ้นจนกระทั่งเซลล์ตาย เลเซอร์ขนาดเล็กและทรงพลังสามารถเผาผลาญวัสดุที่เป็นอันตราย เช่น คราบพลัคในหลอดเลือดแดง เซลล์มะเร็ง หรือลิ่มเลือดเลเซอร์จะทำให้เนื้อเยื่อกลายเป็นไอและความท้าทายและข้อกังวลที่ใหญ่ที่สุด 2 ประการ
ซึ่งที่นักวิทยาศาสตร์มีเกี่ยวกับเครื่องมือขนาดเล็กเหล่านี้ คือทำให้มีประสิทธิภาพและทำให้ปลอดภัย ตัวอย่างเช่น การสร้างเลเซอร์ขนาดเล็กที่มีพลังมากพอที่จะทำให้เซลล์มะเร็งกลายเป็นไอนั้นเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ แต่การออกแบบให้หุ่นยนต์นาโนไม่ทำร้ายเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีโดยรอบทำให้งานยากขึ้น ในขณะที่ทีมวิทยาศาสตร์หลายทีมได้พัฒนาหุ่นยนต์นาโนให้มีขนาดเล็กพอที่จะเข้าสู่กระแสเลือดได้ นั่นเป็นเพียงขั้นตอนแรกในการทำให้นาโนโรบอท
เป็นแอปพลิเคชันทางการแพทย์ที่แท้จริง ทีมงานทั่วโลกกำลังทำงานเพื่อสร้างหุ่นยนต์นาโน ทางการแพทย์ตัวแรกที่ใช้งานได้จริง หุ่นยนต์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่มิลลิเมตร ไปจนถึงหนักสองเซนติเมตรมีอยู่แล้ว แม้ว่าพวกมันทั้งหมดจะยังอยู่ในช่วงทดสอบการพัฒนาและยังไม่ได้ใช้กับคนก็ตาม คงอีกหลายปีที่จะได้เห็นหุ่นยนต์นาโนเข้าสู่ตลาดการแพทย์ ไมโครโรบอตในปัจจุบันเป็นเพียงต้นแบบ ที่ขาดความสามารถในการปฏิบัติงานทางการแพทย์
ในอนาคตหุ่นยนต์นาโนสามารถปฏิวัติการแพทย์ได้ แพทย์สามารถรักษาได้ทุกอย่างตั้งแต่โรคหัวใจไปจนถึงมะเร็งโดยใช้หุ่นยนต์ขนาดเล็กที่มีขนาดเท่ากับแบคทีเรียซึ่งเป็นสเกลที่เล็กกว่าหุ่นยนต์ในปัจจุบันมากหุ่นยนต์อาจทำงานคนเดียวหรือเป็นทีมเพื่อกำจัดโรคและรักษาอาการอื่นๆ บางคนเชื่อว่าหุ่นยนต์นาโนกึ่งอัตโนมัตินั้นอยู่ใกล้แค่เอื้อม แพทย์จะฝังหุ่นยนต์ที่สามารถลาดตระเวนร่างกายของมนุษย์และตอบสนองต่อปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้น
ซึ่งแตกต่างจากการรักษาแบบเฉียบพลันตรงที่หุ่นยนต์เหล่านี้จะอยู่ในร่างกายของผู้ป่วยตลอดไปการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี นาโนโรบอท ในอนาคตที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการปรับโครงสร้างร่างกายใหม่เพื่อให้ต้านทานต่อโรค เพิ่มความแข็งแรง หรือแม้แต่พัฒนาสติปัญญา ดร. ริชาร์ด ทอมป์สัน อดีตศาสตราจารย์ด้านจริยธรรม ได้เขียนเกี่ยวกับนัยทางจริยธรรมของนาโนเทคโนโลยีเขากล่าวว่าเครื่องมือที่สำคัญที่สุดคือการสื่อสารและนั่นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับชุมชนองค์กรทางการแพทย์และรัฐบาลในการพูดคุยเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีในขณะนี้ในขณะที่อุตสาหกรรมยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น
บทความที่น่าสนใจ ออกกำลังกาย อธิบายการกำจัดไขมันด้วยท่าบริหารในการ ออกกำลังกาย
