（1）纳米机器人的定义、分类与核心特征；
（2）关键技术体系（材料、驱动、传感、控制、能源）的科学原理与最新进展；
（3）主要应用领域的实践案例与技术突破；
（4）当前面临的技术挑战、伦理问题与产业化障碍；
（5）未来发展趋势与潜在突破方向。
纳米机器人的基础理论与核心特征
2.1 定义与尺度边界
纳米机器人的定义需从“尺度”与“功能”两个维度界定：从尺度上看，其整体尺寸通常在1-1000纳米（1纳米=10⁻⁹米），核心功能部件（如驱动单元、传感器）的尺寸可低至1纳米；从功能上看，它需具备自主或半自主完成特定任务的能力，包括环境感知、运动控制、作业执行等。
与传统机器人相比，纳米机器人的尺度边界带来了显著差异：
- 力学特性：宏观世界中起主导作用的重力在纳米尺度可忽略，表面张力与范德华力成为主要作用力，导致纳米机器人的运动方式与宏观机器人截然不同（如依赖布朗运动辅助移动）；
- 能量需求：纳米尺度下能量损耗机制特殊，传统电机驱动方式失效，需采用化学、光、磁等微观驱动技术；
- 信息处理：无法集成宏观芯片，需依赖生物分子（如DNA）的分子计算或外部远程控制。
2.2 分类体系
根据不同的分类标准，纳米机器人可划分为多种类型：
2.2.1 按驱动方式分类
- 生物驱动型：以生物分子（如ATP酶、肌动蛋白）或微生物（如细菌、精子）为动力源，利用生物体内的能量代谢实现运动。例如，2018年美国麻省理工学院（MIT）研发的“精子机器人”，通过将药物载体与精子细胞结合，利用精子的自主游动实现靶向输送。
- 物理驱动型：通过外部物理场（光、磁、声、电）提供动力，具有可控性强的优势。如磁驱动纳米机器人可通过外部磁场梯度实现精准导航，是目前生物医学领域应用最广泛的类型。
- 化学驱动型：利用化学反应释放的能量驱动运动，如基于过氧化氢分解反应的纳米马达，在燃料存在时可自主运动，适用于无氧环境（如肿瘤组织）。
2.2.2 按材料构成分类
- 无机纳米机器人：以金属（金、银、铁）、半导体（硅）或碳材料（碳纳米管、石墨烯）为核心，具有机械强度高、稳定性好的特点，常用于体外检测或工业领域。
- 生物纳米机器人：由生物分子（DNA、蛋白质、脂质体）构建，生物相容性优异，可在生物体内降解，是体内诊疗的首选类型。例如，DNA折纸机器人可通过碱基互补配对实现自组装，且能被人体自然代谢。
- 复合纳米机器人：结合无机材料与生物材料的优势，如“金纳米壳-脂质体”复合机器人，既具备光响应性（金纳米壳），又具有生物相容性（脂质体）。
2.2.3 按应用场景分类
- 医用纳米机器人：包括诊断型（如生物标志物检测）、治疗型（如靶向给药、微创手术）、修复型（如细胞再生）；
- 环境纳米机器人：用于污染物检测（如重金属离子）、降解（如塑料微粒）；
