ACM TechNews摘要(2)——微纳米尺度的群机器人系统

2018年2月7日

北海道大学和关西大学的研究人员研制了对物理化学信号自动化群响应的DNA辅助机器人,有助于未来纳米机械设备的发展。新型群机器人长5微米,截面直径25纳米,具有和鱼群,蚁群和鸟群相似的运动特性,“包括在无组织条件下通过个体间局部作用构成复杂结构,明确分工,鲁棒性和柔韧性等”,北海道大学的Akira Kakugo如是说。新型群机器人系统的三个组分,即传感器,(信息)处理器和执行器;微管(MT,Microtubules,一种细胞蛋白质)和驱动蛋白(Kinesins)构成执行器,DNA分子作为信息处理器,而DNA附着的光敏性偶氮苯(azobenzene )的异构化作用作为群机器人系统的开关(传感器)。机器人系统作为基本的计算单元,通过执行如‘与’、‘或’、‘非’的简单数学逻辑运算来实现复杂结构和运动。

微管(MT)在ATP供能的驱动蛋白(Kinesins)“马达”驱动下,通过自身搭载的DNA分子链进行交互 (Keya J. J. et al., Nature Communications, January 31, 2018)
柔性微管群聚成环状结构(上图);在DNA输入信号的作用下解离 (下图). (Keya J. J. et al., Nature Communications, January 31, 2018)

Letting Molecular Robots Swarm Like Birds

https://www.global.hokudai.ac.jp/blog/letting-molecular-robots-swarm-like-birds/
Hokkaido University
Naoki Namba
January 31, 2018

Researchers at Hokkaido University and Kansai University in Japan have created DNA-assisted robots that autonomously swarm in response to chemical and physical signals, which could lead to the development of future nano-machines. The new "swarm robots" measure 25 nanometers in diameter and five micrometers in length, and they exhibit behavior similar to that of motile organisms such as fish, ants, and birds. "These include the formation of complex structures, distinct divisions of labor, robustness, and flexibility, all of which emerge through local interactions among the individuals without the presence of a leader," says Hokkaido University's Akira Kakugo. He notes the new system has three essential robot components--sensors, information processors, and actuators. The researchers used cellular proteins called microtubules and kinesins as the actuator, and DNA as the information processor. "The system acts as a basic computer by executing simple mathematical operations, such as AND or OR operations, leading to various structures and complex motions," Kakugo says.

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,884评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,347评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,435评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,509评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,611评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,837评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,987评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,730评论 0 267
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,194评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,525评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,664评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,334评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,944评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,764评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,997评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,389评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,554评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容

  • 选择器$和css用法一致, 关于css的选择或者设置js的等级是最高的 animate函数运动函数 还有很多插件可以用
    Issac357阅读 288评论 0 0
  • 时间过的很快 回想起来过去的几个月里 似乎也不那么煎熬 每天看着Fiona安静的睡下 似乎感觉一天就圆满了
    Jeszny阅读 184评论 0 0
  • 先上图一张: 前言 作为一种混合开发的模式,Hybrid APP底层依赖于Native提供的容器(UIWebvie...
    Jaren_lei阅读 1,286评论 0 2