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利用DNA折纸技术,科学家开发出可定制和编程纳米机器人

人工智能学家  · 公众号  · AI  · 2024-11-29 15:08

正文

来源:科学的乐园

澳大利亚悉尼大学纳米研究所团队利用DNA折纸技术,成功开发出定制设计且可编程的纳米机器人。这一创新成果展示了广泛的应用前景,涵盖靶向药物递送、响应性材料以及节能光信号处理等多个领域,成果于11月27日刊登在《科学·机器人》杂志上。

DNA折纸技术基于DNA分子自身的折叠特性,通过精心设计,可构建出全新的生物结构。研究团队此次制作了超过50种纳米级别的物体模型,其中包括一个“纳米恐龙”、一个“跳舞机器人”以及一幅宽度仅为150纳米的微缩澳大利亚地图。

该研究特别关注如何构建模块化的DNA折纸“体素”(类似于三维空间中的像素),以组装成更为复杂的三维结构。这些结构可根据特定需求进行编程调整,从而迅速生成各种形态的原型。此特性对于开发能完成合成生物学、纳米医学及材料科学研究任务的纳米级机器人系统尤为重要。

团队通过引入额外的DNA链至纳米结构表面,用作可编程的连接点,实现了对体素间组合方式的精准调控。这些连接点如同彩色尼龙搭扣一般,当“颜色”(即DNA序列)匹配时才能相互连接,这确保了构建过程中结构的准确性和特异性。

这项技术的一个重要应用,在于制造能将药物精准递送至体内特定区域的纳米机器人。借助DNA折纸技术,科学家能够设计出对特定生物信号敏感的纳米载体,保证药物在预定的时间与地点释放,极大提升了治疗效果的同时减少了副作用。此外,团队也正在探索开发能对外界刺激作出反应的新材料。这类材料能够根据负载变化、温度或酸碱度等因素调整自身属性,有望影响医疗、计算和电子等多个行业。

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1. 牛津大学博士论文《深度具身智能体的空间推理与规划》230页

2. 2024低空经济场景白皮书v1.0(167页)

3. 战略与国际研究中心(CSIS)人类地月空间探索的总体状况研究报告(2024)

4. 人工智能与物理学相遇的综述(86页)

5. 麦肯锡:全球难题,应对能源转型的现实问题(196页)

6. 欧米伽理论,智能科学视野下的万物理论新探索(50页报告)

7. 《美国反无人机系统未来趋势报告(2024-2029 年)》

8. Gartner 2025 年主要战略技术趋势研究报告

9. 2024人工智能国外大模型使用手册+中文大模型使用手册

10. 详解光刻巨人ASML成功之奥妙-241015(94页)

11. CB Insights:未来变革者:2025年九大科技趋势研究报告

12. 国际电信联盟2023-2024年联合国人工智能AI活动报告388页

13. 《人工智能能力的人类系统集成测试和评估》最新51页,美国防部首席数字和人工智能办公室(CDAO)

14. 2024瑞典皇家科学院诺贝尔化学奖官方成果介绍报告

15. MHP:2024全球工业4.0晴雨表白皮书

16. 世界经济论坛白皮书《AI价值洞察:引导人工智能实现人类共同目标》

17. 瑞典皇家科学院诺贝尔物理学奖科学背景报告资料

18. AI智能体的崛起:整合人工智能、区块链技术与量子计算(研究报告,书)

19. OpenAI o1 评估:AGI 的机遇和挑战(280页)

20. 世界知识产权组织:2024 年全球创新指数(326页)

21. 美国白宫:国家近地天体防御策略与行动计划

22. 【CMU博士论文】持续改进机器人的探索,243页

23. 中国信通院:量子计算发展态势研究报告2024年58页

24. 2024年OpenAI最新大模型o1革新进展突出表现及领域推进作用分析报告

25. 【新书】通用人工智能,144页

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40. GLG格理集团:2024深度解读半导体行业关键趋势和专家洞见报告15页

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