Los nanorobots son dispositivos microscópicos teóricos medidos en la escala de nanómetros (1 nm equivale a una millonésima parte de 1 milímetro). Cuando se realizaran por completo desde la etapa hipotética, trabajarían a nivel atómico, molecular y celular para realizar tareas en los campos médico e industrial que hasta ahora han sido materia de ciencia ficción.
En unas pocas generaciones, a alguien diagnosticado con cáncer se le podría ofrecer una nueva alternativa a la quimioterapia, el tratamiento tradicional de radiación que mata no solo las células cancerosas sino también las células humanas sanas, causando pérdida de cabello, fatiga, náuseas, depresión y una serie de otros síntomas. Un médico que practica la nanomedicina le ofrecería al paciente una inyección de un tipo especial de nanorobot que buscaría las células cancerosas y las destruiría, disipando la enfermedad en su origen y dejando intactas las células sanas. La magnitud de las dificultades para el paciente sería esencialmente un pinchazo en el brazo. Una persona que se somete a un tratamiento con nanorobóticos podría esperar no tener conciencia de los dispositivos moleculares que funcionan en su interior, aparte de la rápida mejora de su salud.
Los nanorobots de la nanomedicina son tan pequeños que pueden atravesar fácilmente el cuerpo humano. Los científicos informan que el exterior de un nanorobot probablemente estará construido con átomos de carbono en una estructura diamondoide debido a sus propiedades inertes y resistencia. Las superficies súper lisas disminuirán la probabilidad de activar el sistema inmunológico del cuerpo, lo que permitirá a los nanorobots realizar sus tareas sin obstáculos. La glucosa o los azúcares corporales naturales y el oxígeno pueden ser una fuente de propulsión, y el nanorobot tendrá otras partes bioquímicas o moleculares dependiendo de su tarea.
Según las teorías actuales, los nanorobots poseerán al menos una comunicación bidireccional rudimentaria; responderá a señales acústicas; y podrá recibir energía o incluso reprogramar instrucciones de una fuente externa a través de ondas de sonido. Una red de nanorobots estacionarios especiales podría colocarse estratégicamente en todo el cuerpo, registrando cada nanorobot activo a medida que pasa y luego informando esos resultados, lo que permite que una interfaz realice un seguimiento de todos los dispositivos del cuerpo. Un médico no solo podía monitorear el progreso de un paciente, sino también cambiar las instrucciones de los nanorobots in vivo para avanzar a otra etapa de curación. Cuando se complete la tarea, los nanorobots se eliminarán del cuerpo.
La nanotecnología molecular (MNT), la ciencia general de la nanomedicina, prevé nanorobots fabricados en nanofábricas no más grandes que la impresora de escritorio promedio. Las nanofábricas utilizarían herramientas a nanoescala capaces de construir nanorobots con especificaciones exigentes. El diseño, la forma, el tamaño y el tipo de átomos, moléculas y componentes computarizados incluidos serían específicos de la tarea. La materia prima para fabricar los nanorobots sería casi gratuita y el proceso prácticamente libre de contaminación, lo que haría de los nanorobots una tecnología extremadamente asequible y muy atractiva.
La primera generación de nanorobots probablemente cumplirá tareas muy simples, volviéndose más sofisticadas a medida que avanza la ciencia. Se controlarán no solo a través de una funcionalidad de diseño limitada, sino también a través de la programación y la señalización acústica antes mencionada, que se puede utilizar, en particular, para apagar los nanorobots.
Robert A. Freitas Jr., autor de Nanomedicine, nos da un ejemplo de un tipo de nanorobot médico que ha diseñado y que actuaría como glóbulo rojo. Consiste en átomos de carbono en un patrón de diamante para crear lo que es básicamente un pequeño tanque esférico presurizado, con «rotores de clasificación molecular» que cubren poco más de un tercio de la superficie. Para hacer una analogía aproximada, estas moléculas actuarían como los remos de un barco fluvial que capturan moléculas de oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2), que luego pasarían a la estructura interna del nanorobot.
Todo el nanorobot, al que Freitas denominó respirocito, consta de 18 mil millones de átomos y puede contener hasta 9 mil millones de moléculas de O2 y CO2, o poco más de 235 veces la capacidad de un glóbulo rojo humano. Esta mayor capacidad es posible debido a que la estructura del diamante soporta mayores presiones que una célula humana. Los sensores del nanorobot activarían los rotores moleculares para liberar gases o recogerlos, según las necesidades de los tejidos circundantes. Una dosis saludable de estos nanorobots inyectada en un paciente en solución, explica Freitas, permitiría a alguien sentarse cómodamente bajo el agua cerca del desagüe de la piscina del jardín durante casi cuatro horas, o correr a toda velocidad durante 15 minutos antes de respirar.
Si bien las posibles aplicaciones médicas e incluso militares parecen obvias para este tipo simple de nanorobot, las implicaciones para la vida cotidiana también son intrigantes. Imagínese el buceo sin tanque ni regulador, pero con un enjambre de respirocytes en su torrente sanguíneo; o los Juegos Olímpicos de 2030 cuando, tal vez, no se escaneará a los súper atletas en busca de drogas, sino de aumento nanorobótico.
Aunque los nanorobots aplicados a la medicina son muy prometedores, desde erradicar enfermedades hasta revertir el proceso de envejecimiento (las arrugas, la pérdida de masa ósea y las afecciones relacionadas con la edad son tratables a nivel celular), los nanorobots también son candidatos para aplicaciones industriales. En grandes enjambres podrían limpiar el aire de dióxido de carbono, reparar el agujero en el ozono, limpiar el agua de contaminantes y restaurar nuestros ecosistemas.
Las primeras teorías en The Engines Of Creation (1986), del “padre de la nanotecnología”, Eric Drexler, concibieron a los nanorobots como autorreplicantes. Esta idea ahora es obsoleta, pero en ese momento el autor ofreció el peor de los casos como nota de advertencia. Nanobugs microscópicos fugitivos que desarman exponencialmente la materia a nivel celular para hacer más copias de sí mismos, una situación que podría acabar rápidamente con toda la vida en la Tierra al convertirla en una «sustancia viscosa gris». Este ecofágico improbable pero teóricamente factible provocó una reacción violenta y un bloqueo a la financiación. La idea de nanobugs autorreplicantes se arraigó rápidamente en muchos temas populares de ciencia ficción, incluido el nanoalien de Star Trek, los Borg.
A lo largo de los años, la teoría MNT siguió evolucionando eliminando los nanorobots autorreplicantes. Esto se refleja en el trabajo posterior de Drexler, Nanosystems (1992). La necesidad de un mayor control sobre el proceso y la posición de las nanomáquinas ha llevado a un enfoque más mecánico, dejando pocas posibilidades de que se produzcan procesos biológicos descontrolados.
Los nanorobots están preparados para traer la próxima revolución en tecnología y medicina, reemplazando la engorrosa y tóxica Era Industrial y abriendo a la humanidad a posibilidades increíbles. Pero aunque la sustancia pegajosa gris ya no es una preocupación central, los científicos y los grupos de vigilancia siguen considerando más peligros y abusos potenciales de la nanotecnología.