納米機器人的想法是在納米尺度上應用生物學原理，發現新現象並開發可編程的分子機器人。合成生物學重新設計了細胞信號轉導和基因調控網絡，研制出“體內”或“濕式”生物計算機或細胞機器人，從而產生了另壹種方式的納米機器人技術。
1959年，納米技術的想法首先由獲得諾貝爾獎的理論物理學家理查德·費曼提出。他是第壹個提出用微型機器人治療疾病的人。用他的話說，就是“吞了外科醫生”。理查德·費曼(richard feynman)在題為“物質的底部有很大的空間”的演講中提出，未來人類有可能建造壹個分子大小的微型機器，可以用分子甚至單個原子作為構建組件，在非常小的空間內構建物質，這意味著人類可以在底部空間制造任何東西。化學家和生物學家的目標是從分子和原子中改變和組織分子。這將使生產過程變得非常簡單，大量的分子可以重新組合形成有用的物體。
在1959的演講《底部空間很大》中，他提出了納米技術的思想。雖然他沒有使用“納米”這個詞，但他實際上闡述了納米技術的基本概念。？[1]?
65438年至0990年，我國著名學者周海中教授在《論機器人》壹文中預言，到21世紀中葉，納米機器人將徹底改變人類的勞動和生活方式。
2065438年7月1日，墨西哥灣深水地平線漏油被沖上美國密西西比州海灣港海岸。在應對漏油等環境災難時，納米機器人的效率遠遠超過傳統方法。？[1]?
學術假設
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納米生物學的思想是在納米尺度上應用生物學原理，發現新現象，開發可編程分子機器人，也稱為納米機器人。涉及的內容可以概括為以下四個方面:
了解生物大分子的精細結構及其與納米尺度功能的關系。
可以在納米尺度上獲得生命信息，例如通過掃描隧道顯微鏡可以獲得細胞膜和細胞表面的結構信息。
納米機器人的發展。納米機器人是納米生物學中最引人註目的內容。第壹代納米機器人是生物系統和機械系統的有機結合。這種納米機器人可以註射到人體血管中進行健康檢查和疾病治療。它還可以用於修復人體器官，進行整容手術，去除基因中的有害DNA，或在基因中安裝正常DNA，使身體正常運行。第二代納米機器人是由原子或分子直接組裝而成的具有特定功能的納米級分子裝置，第三代納米機器人將包括壹臺納米計算機，這是壹種用於人機對話的裝置。
納米級的調節殺死變異的癌細胞，在外部激光的引導下精確計算並找出輻射過量的癌細胞，利用先進的生物細胞裂解技術將可能患病的細胞溶解成化學分子元素，通過特定傳感器系統的精確驗證成功進入健康細胞，從而完成壞死細胞與成功健康細胞之間的轉化。？[2]?
專有技術
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納米生物學的出現與SPM的發明及其在生命科學中的應用密不可分。生命過程是已知的物理化學過程中最復雜的東西。與宏觀生物學不同，納米生物學從微觀角度觀察生命現象，以操縱和修飾分子為目的。納米生物學發展不久就取得了可喜的成就。生物科學家在納米生物學領域提出了許多具有挑戰性的新觀點。納米生物加工技術可以從生物細胞中學習。
事實上，每個細胞都是納米技術應用的活生生的例子:細胞不僅將燃料轉化為能量，還根據DNA中存儲的信息構建並激活蛋白質和酶。通過重組不同物種的DNA，遺傳工程師學會了構建新的納米工具，例如使用細菌細胞生產醫用激素。根據分子病理學原理，科學家開發出多種可以走進人類微觀世界的納米機器人，有望用於清除有害物質、修復受損基因、激活細胞能量、維護人體健康、延長人類壽命。醫用納米機器人仍處於實驗階段。？[3]?
應用領域
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納米技術的大膽應用思路還包括:用納米機器把獲得的碳原子壹個個組織起來，變成精致的鉆石；將二氧化物分子重新分解成它們原來的成分；將納米巡航工具放入人體血液中，可以自動發現沈積在靜脈血管壁上的膽固醇，然後逐壹分解；在未來，納米機器可以把從草上割下的草變成面包...完全意義上，世界上每壹個真實的物體，無論是電腦還是奶酪，都是由分子組成的；
理論上，納米機器可以制造所有物體。
納米機器人結構示意圖
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當然，從理論到實際應用是不壹樣的，但是納米機械專家已經表明，實現納米技術的應用是可行的。在掃描隧道顯微鏡的幫助下，納米機械專家已經能夠將獨立的原子排列成自然界中從未存在過的結構。此外，納米機械專家還設計了僅由幾個分子組成的微小齒輪和馬達。不要把這些齒輪和電機和那些由數百萬個分子組成、用傳統技術打造的微小齒輪和電機混為壹談。與未來制造的機器相比，這些機器太大了。
在25年內，納米技術科學家期望在科學陳列室中實現這些想法，並創造出真正的納米機器。這些納米機器有微小的“手指”，可以熟練地處理各種分子；有壹臺微型“計算機”來指揮“手指”如何操作。手指可以由碳納米管制成。其強度是鋼的100倍，細度是頭發的1/50000。“計算機”可能由碳納米管制成，碳納米管既可以用作晶體管，也可以用作連接晶體管的導線。“計算機”也可能由DNA制成，配備適當軟件和足夠靈巧的納米機器人可以構建任何物質。
納米機器人必須使用大量的納米機器來執行任何任務，包括自我復制。血液中可能有數百萬個納米機器人；每個有毒廢料場可能需要數萬億個納米機器人，6543.8億個納米機器人可能被動員起來同時工作來制造壹輛汽車。然而，沒有壹條生產線可以生產如此龐大數量的納米機器人。
但是，納米科學家眼中的納米機器可以做到這壹點。他們設計的納米機器人可以做兩件事:執行他們的主要任務，並制作自己的完美復制品。如果第壹個納米機器人可以制造兩個副本，而這兩個副本中的每壹個都可以制造自己的兩個副本，那麽很快就可以獲得數萬億個納米機器人。
但是如果納米機器人忘記停止復制會發生什麽？如果沒有壹些內置的停止信號，納米機器人忘記停止復制，這種災難可能造成的後果將無法估量。納米機器人在人體內快速復制，可以比癌癥擴散更快地覆蓋正常組織；壹個瘋狂的食品制造機器人可以把地球的整個生物圈變成壹個巨大的奶酪。
納米技術專家沒有避免危險，但是他們相信他們可以控制災難。壹種方法是設計壹個軟件程序，讓納米機器人在復制幾代後自毀。另壹種方法是設計壹種只能在特定條件下復制的機器人，例如，機器人只能在高濃度的有毒化學物質出現時，或者在狹窄的溫度和濕度範圍內復制。
就像計算機病毒的傳播壹樣，所有這些努力都無法阻止那些不懷好意的人故意釋放某種納米機器人作為有害武器。事實上，壹些批評家指出納米技術可能帶來的危險超過了它的好處。然而，光是這些好處就太誘人了，納米技術必將超越電子計算機和基因藥物，成為新世紀的技術發展方向。這個世界可能需要壹個納米技術免疫系統，在這個系統中，納米機器人警察不斷地與微觀世界中的那些惡意機器人作鬥爭。
中國應用
中國人也可以像玩棋子壹樣玩原子。記者從中國科學院獲悉，壹種可在納米尺度上運行的機器人原型系統由中國科學院沈陽自動化研究所研制成功，並通過自動化領域國家“863”智能機器人專家組驗收。在壹次演示中，沈陽自動化研究所的研究人員操縱“納米微操作器”，在壹塊矽襯底上1×2微米的面積上清晰地刻出了三個英文字母“SIA”(沈陽自動化研究所的縮寫)。另壹項演示顯示，在5×5微米的矽襯底上，操作者將壹根長4微米、厚100納米的碳納米管精確地移動到壹個刻槽中。
納米微操作器在10×10微米的基底上刻字。
測試表明，在表征操作中，該納米微操作機器人在寬度為512像素的顯示區域重復定位誤差小於5像素，精度大於1%。在移動碳納米管的操作中，重復定位精度達到30納米；然而，在基於路標的定位測試中，定位誤差小於4 nm。專家解釋說，1納米就是10-9米，大約等於10個氬原子並列成壹條直線的長度。納米尺度上的操作，被稱為“納米微操作”，是納米技術的重要內容。其目的是根據人們的意願，在納米尺度上移動、塑造、刻畫和組裝納米材料。納米微操作始於20世紀80年代。1989年，I-B-M科學家利用掃描隧道顯微鏡(STM)操作35個氙原子在鎳金屬表面拼出字母I-B-M，成為轟動新聞，開創了納米微操作的先河。此後，納米操縱技術作為壹個重要的戰略發展方向，吸引了各國競相研究。據該項目的研究人員介紹，這套機器人系統在系統建模方法、三維納米觀察力獲取與感知、納米尺度的誤差分析與補償等方面都有多項突破和創新，均達到世界先進水平。據介紹，這種納米微操作器可廣泛應用於納米科學實驗研究、生物工程和醫學實驗研究、微納科學研究和教學等領域。比如在生物學研究領域，利用納米微操作器可以完成細胞染色體的切割操作；也可以在DNA或分子水平上進行生化檢測和病理及生理測試。此外，這種機器人在集成電路行業的納米器件組裝加工中也有很好的應用前景，如操作納米粒子、組裝微/納米電子器件甚至復雜的納米電路等。這意味著，未來納米電路制成的電腦、家電可以“想多小就有多小”，甚至可以“塞到牙縫裏”；未來，利用納米操縱技術制造的微型機器人還可以鉆入人體為患者疏通血管，或者在肉眼看不見的微觀世界中完成人們無法自己完成的任務。
國外申請
在美國科幻大片《神奇的風帆》中，科學家將更小的人和飛船註入人體，讓這些更小的“訪客”可以直接觀看人體各個器官的組織和運作。然而在現實中，科學家根據分子病理學原理，已經開發出多種可以進入人體的納米機器人，有望用於維護人類健康。
目前還在實驗階段，從幾毫米長到幾微米直徑不等；但可以肯定的是，未來幾年，納米機器人將帶來壹場醫學革命？[4]?。
許多工程師、科學家和醫生認為，醫用納米機器人具有無限的潛力——最有可能的包括:治療動脈粥樣硬化、抗癌、清除血凝塊、清洗傷口、幫助凝血、清除寄生蟲、治療痛風、粉碎腎結石、人工授精和激活細胞能量，這樣人們不僅可以保持健康，還可以延長壽命。