Un nanorobot o nanite è un robot i cui componenti sono su scala nanometrica (10 −9 metri), prodotto utilizzando nanotecnologie emergenti. Più specificamente, nanorobotica si riferisce al campo dell'ingegneria che si occupa della progettazione e costruzione di nanobot, le cui dimensioni variano tra 0,1 e 10 micrometri e che hanno componenti molecolari o basati su DNA.
Di solito tali macchine sono in fase di ricerca, ma alcuni dispositivi molecolari sono stati messi alla prova. Un esempio è un sensore con un interruttore di 1,5 nm di larghezza, in grado di contare molecole specifiche in un campione chimico. I nanobot potrebbero trovare la loro prima utile applicazione in medicina, servendo per identificare e distruggere le cellule tumorali. Un'altra possibile applicazione potrebbe essere quella di rilevare sostanze chimiche tossiche nell'ambiente e misurarne la concentrazione. La Rice University ha creato un'auto a molecola singola con buckminsterfullerenes come ruote, prodotte da un processo chimico.
Un'altra definizione sarebbe un robot in grado di interazioni precise con oggetti microscopici o in grado di eseguire manipolazioni su scala nanometrica. Tali dispositivi appartengono piuttosto alla microscopia o alla microscopia con sonda locale. Pertanto, anche un dispositivo di grandi dimensioni come un microscopio a forza atomica può essere considerato uno strumento nanobotico quando configurato per eseguire manipolazioni su scala nanometrica. È anche possibile includere in questa categoria di dispositivi robot di grandi dimensioni e tuttavia capaci di movimenti su scala nanometrica.
Secondo il fisico Richard Feynman , fu il suo ex studente laureato e collaboratore Albert Hibbs a suggerirgli per primo, intorno al 1959, l'uso di piccole macchine (immaginate da Feynman) per scopi medici. Hibbs ha suggerito che alcune macchine di riparazione potrebbero ridursi al punto in cui sarebbe teoricamente possibile (come ha detto Feynman) "inghiottire il dottore". L'idea è stata incorporata nel suo saggio del 1959 intitolato "C'è molto spazio in fondo".
Poiché questi robot sarebbero di dimensioni microscopiche , ne occorrerebbero indubbiamente una grande quantità insieme per eseguire compiti su scala macroscopica.
Robert Freitas presenta in ambito medico un'approfondita discussione teorica, che si occupa di problematiche progettuali (rilevamento, alimentazione, orientamento, movimentazione, spostamento e calcoli effettuati a bordo) . Alcune discussioni rimangono al livello dell'impraticabile e non si avvicinano al livello del genio specifico.
Sono possibili applicazioni in campo medico. Ad esempio, il sistema guidato dalle fibre muscolari potrebbe aiutare i pazienti con nervi frenici danneggiati, rendendo difficile la respirazione, a utilizzare le proprie fibre cardiache, costringendo il loro diaframma a contrarsi. Posizionati nel corpo umano, questi bio-robot piegherebbero un materiale piezoelettrico piuttosto che un filo di silicio e l'emissione di scariche di pochi millivolt stimolerebbe i nervi frenico e conico.
Tra le ipotetiche applicazioni più interessanti dei nanobot, possiamo vedere la costruzione di nanomacchine ipercomplesse e multifunzionali che consentirebbero la ricostruzione del tessuto vivente mediante una semplice iniezione sottocutanea. Questi nanobot, abbastanza piccoli da entrare in una cellula vivente, potrebbero sostituire o riparare gli organelli , modificare gli acidi nucleici - e quindi il codice genetico - o svolgere altri compiti non possibili senza microchirurgia invasiva. Possiamo anche immaginare che i nanobot possano curare i tumori, distruggendo le cellule che degenerano.
La rivista britannica New Scientist , nel suo numero di28 febbraio 2004, ha annunciato che il ricercatore americano Carlos Montemagno ei suoi colleghi dell'Università della California (Los Angeles) hanno sviluppato un nanorobot animato da un muscolo cardiaco di ratto. Questa "macchina", costituita da un filo di silicio in un arco ad arco sotto il quale sono attaccate le fibre del cuore, non è più spessa di un capello umano. Questo nanorobot è stato in grado di strisciare a una velocità di circa 40 micrometri al secondo grazie al glucosio, la fonte di energia del muscolo. Piegando e aprendo l'arco, la contrazione e il rilassamento delle fibre muscolari consentono così il movimento.
I nanobot sono un tema ricorrente negli universi di fantascienza . Gli sciami di nanorobot, compresi i replicatori nel cuore della nebbia di utilità o della sostanza appiccicosa grigia , sono ritratti in diverse opere di fantascienza come Star Trek , Stargate , Beyond the real o The Day the Earth Stood Still (il remake del 2008, diretto da Scott Derrickson ), o i romanzi The Prey , di Michael Crichton , The Summer Queen , di Joan D. Vinge , o Ventus , di Karl Schroeder .
Alcuni sostenitori della robotica su scala nanometrica, in risposta all'eccitazione della supposizione di gelatina grigia, sostengono che i nanobot in grado di replicarsi al di fuori di una fabbrica chiusa non sono affatto una parte necessaria della tecnica e che l' auto - replicazione , se mai sviluppata, potrebbe essere eseguito il backup. Inoltre, affermano che i loro attuali piani per sviluppare e utilizzare la produzione molecolare non includono replicatori sciolti.