纳米机器人定位系统的制作方法

本发明涉及纳米机器人技术领域，尤其涉及一种纳米机器人定位系统。

背景技术：

纳米机器人是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”；其研制属于分子仿生学的范畴，所以纳米机器人也称“分子机器人”。理论上讲，纳米机器人是大量原子或分子按确定顺序聚集而成为具有确定功能的微型器件。某些情况下，能进行纳米尺度微加工或操作的自动化装置也被称之为纳米机器人。因此，广义上来说，纳米机器人可分为生物纳米机器人和进行纳米加工的自动化装置两种。

纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的dna，或把正常的dna安装在基因中，使机体正常运行。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。第三代生物纳米机器人目前还处于设想阶段。

纳米机器人在许多领域都有着广泛的应用，其中最重要的就是在医疗卫生领域的应用。

目前，纳米机器人到达指定位置后，由于身体运动(包括分子运动、呼吸、血液循环等等运动)使得纳米机器人会在体内扩散，使集中治疗效果差。为了让纳米机器人更具有实用性，使纳米机器人能够固定在患者指定位置持续治疗，需要解决医药纳米机器人在指定位置的定位问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纳米机器人定位系统，用于使纳米机器集中对指定位置进治疗。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

纳米机器人定位系统，应用于磁性的纳米机器人，包括磁性固定装置，所述磁性固定装置包括至少一对磁吸部以及用于承载所述磁吸部的包装载体，每对所述磁吸部的异名磁极用于在所述纳米机器人所在区域的两侧相对布置。

优选地，上述纳米机器人定位系统还包括用于驱动纳米机器人运动和检测纳米机器人位置的纳米机器人动力系统。

优选地，在上述纳米机器人定位系统中，所述磁吸部为永磁体、软磁体或电磁体。

优选地，所述包装载体为固定有所述磁吸部的磁性胶带。

优选地，所述包装载体为穿戴设备，所述穿戴设备设有多个用于容纳所述磁吸部的容纳部。

优选地，所述包装载体为柔性袋，所述柔性袋包括多个用于容纳所述磁吸部的口袋。

本发明提供的纳米机器人定位系统，应用于磁性的纳米机器人，包括磁性固定装置，所述磁性固定装置包括至少一对磁吸部以及用于承载所述磁吸部的包装载体，每对所述磁吸部的异名磁极用于在所述纳米机器人所在区域的两侧相对布置。

本发明的工作原理为：首先利用纳米机器人动力系统将纳米机器人运送到指定位置，然后，利用带磁吸部的包装载体对指定位置进行包扎，并且使成对的磁吸部的异名磁极分布在纳米机器人两侧，根据磁体异极相吸的原理，通过对磁吸部形成的磁场的强度和角度进行控制，磁性的纳米机器人会集中在指定位置持续治疗等操作。本方案解决了纳米机器人难以定位的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例中的纳米机器人定位系统的工作原理示意图；

图2为本发明具体实施例中的磁吸固定装置示意图。

图1至图2中：

1-纳米机器人、2-磁吸部、3-口袋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1和图2，图1为本发明具体实施例中的纳米机器人定位系统的工作原理示意图；图2为本发明具体实施例中的磁吸固定装置示意图。

在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种纳米机器人定位系统，应用于磁性的纳米机器人1，包括磁性固定装置，磁性固定装置包括至少一对磁吸部2以及用于承载磁吸部2的包装载体，每对磁吸部2的异名磁极用于在纳米机器人1所在区域的两侧相对布置。

本发明的工作原理为：首先利用纳米机器人动力系统将纳米机器人1运送到指定位置，然后，利用带磁吸部2的包装载体对指定位置进行包扎，并且使成对的磁吸部2的异名磁极分布在纳米机器人1两侧，根据磁体异极相吸的原理，通过对磁吸部2形成的磁场的强度和角度进行控制，达到动态平衡时，磁性的纳米机器人1会集中在指定位置持续治疗等操作，治疗完成后引导纳米机器人1排出病人体外。本方案解决了纳米机器人难以定位的问题。

优选地，上述纳米机器人定位系统还包括用于驱动纳米机器人1运动和检测纳米机器人1位置的纳米机器人动力系统，该纳米机器人动力系统可以选用现有的系统。纳米机器人动力系统可以通过纳米机器人1的运动数据计算出纳米机器人1在所在区域内受到的阻力，从而计算出用于固定纳米机器人1位置时所需的磁场作用力，进而计算出平衡状态下设定的磁场强度和角度，建立一个模拟模型。根据计算得出的设定的磁场强度和角度，可以通过设置具体的磁吸部的数量与分布情况来建立磁场。最后，将磁性固定装置对指定位置进行包扎，即可在纳米机器人1所在区域内形成所需的磁场，以使纳米机器人1受力平衡并固定在指定位置进行治疗。

纳米机器人进入人体，通过纳米机器人动力系统来控制运动方向和速率大小，在各种环境阻力的共同作用下按照一定的速率运行到预定点完成相应的作业。纳米机器人在人体内环境下做定向移动将受到自身重力、液体浮力、环境阻力、粘滞阻力以及磁场的引力作用等因素的影响，根据流体运动和雷诺数得出纳米机器人在人体内环境层流形态中的粘滞阻力f，由牛顿第二定律和纳维-斯托克斯方程描述：

f＝-6πηrv相对

简单来说，纳米机器人动力系统可以根据纳米机器人在三维空间0xyz上的运动速度大小和方向由运动学公式f＝ma反馈得出纳米机器人在指定区域内所受到的阻力，再由力学平衡原理得出纳米机器人在停车位置所需的磁场作用力：

纳米机器人工作在温度恒定37℃，密度约为1.05g/cm³的环境下(人体血管模拟)，在磁场中纳米机器人模拟函数为：

磁场公式为：

代入磁场强度与磁化率的关系可以得出纳米机器人在空间直角坐标系中x、y、z方向上受到的力fmx、fmy、fmz，由电磁方程解出磁场模型。

本发明可以根据病患不同的治疗位置来设定磁吸部2的数量与分布情况，磁吸部2的数量可以设计为2～1000个，所建立的磁场强度为600～22000gs。本发明可以设计不同结构的磁性固定装置来对指定位置进行包扎。具体的，包装载体可以设计为多种结构。

在一种优选实施例方案中，包装载体为固定有磁吸部2的磁性胶带，用于包扎固定时使用。

在另一种优选实施例方案中，包装载体为穿戴设备，穿戴设备设有多个用于容纳磁吸部2的容纳部。当患者穿上该穿戴设备时，通过在纳米机器人1所在区域两侧的容纳部放置成对的磁吸部2，即可形成用于平衡固定纳米机器人1的磁场。具体的，上述穿戴设备可以为带有容纳部的背心、头盔、项圈、手环或腰带等。

如图2所示，在另一种优选实施例中，包装载体为柔性袋，柔性袋包括多个用于容纳磁吸部2的口袋3，该柔性袋与上述磁性胶带或穿戴设备的使用方法类似，都是在纳米机器人1的指定位置两侧形成稳定的磁场。另外，该柔性袋可以适用于身体多个部位，通过在不同位置的口袋3中固定磁吸部2，即可满足不同部位的定位治疗需求。

优选地，在上述纳米机器人定位系统中，磁吸部2为永磁体、软磁体或电磁体。当磁吸部2采用永磁体时，本方案可以通过增减磁吸部2的数量来改变设定磁场强度的大小。当磁吸部2采用软磁体或电磁体时，可以直接通过改变磁吸部2的磁场强度来调节用于固定纳米机器人1的磁场强度，使用方便。

需要说明的是，上述磁吸部2选用的磁性材料可以为金属铁、钴、镍中的一种或几种，也可以选用铷铁硼磁铁、钐钴磁铁、铁氧体磁铁、金属合金磁铁、天然磁石等永磁体。

本发明通过磁场角度和强度的控制以及包扎，解决了纳米机器人的定位治疗的难题，通过磁性固定装置对患者治疗部位进行包扎以实现动态平衡的控制，使纳米机器人停止运动集中对指定位置进行治疗，解决了由于身体运动(包括分子运动、呼吸、血液循环运动等等)导致的纳米机器人会在体内扩散，使治疗效果差的难题。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。