¡Por qué, glucosa y oxígeno!

Estos tienen beneficios significativos:

• Las celdas de combustible ya son tecnología disponible, por lo que puede obtener electricidad de casi cualquier cosa que normalmente se quemaría. Debería ser posible adaptarlo para que funcione con glucosa.
• Ya quieres oxígeno y glucosa en sangre.
• Ambos son bastante fáciles de complementar.
• No hay una necesidad real de almacenar energía, ya que el cuerpo humano está haciendo todo lo posible para mantener constantes los niveles de oxígeno y glucosa, por lo que siempre debe estar disponible en los sujetos sanos de las víctimas de la prueba.

Los efectos secundarios pueden incluir

• Apetito incrementado
• fatiga ligera grave si los nanobots están bajo una carga pesada
• los vasos sanguíneos obstruyen mareos si el paciente tiene mucha hambre
• complicaciones de muerte instantánea en sujetos que padecen diabetes

No hay nada que no puedas resolver, pero todos pueden ser interesantes ganchos de trama.

¿No sería un problema en las venas, no hay oxígeno en ellas?

• Sin energía, los nanobots no pueden transportar oxígeno. Así que no pueden transportar oxígeno si no hay oxígeno. Eso es un gran... Espera.

• La sangre se llena por todo el cuerpo en aproximadamente un minuto. Eso nos da 30 segundos sin energía. No es un gran trato.

• De todos modos, la membrana de la celda de combustible funciona como almacenamiento a corto plazo.

• Por último, pero no menos importante, hay suficiente oxígeno y glucosa para alimentar las células sanguíneas. No es su funcionalidad completa, pero vea la primera viñeta, no la necesitamos. Solo necesitamos bots para tener una economía de combustible al menos tan buena como las celdas que reemplazaron y no hay problema.

Como mencionó King-Ink , hacer que funcionen con grasa podría ser bueno. Punto de venta adicional, sin duda. Simplemente guarde silencio sobre la forma en que permite que más grasa ingrese al torrente sanguíneo (y los efectos secundarios de esto), y nunca mencione el aumento de las tasas de falla debido a la mayor complejidad de sus celdas de combustible.

O hacerlos de doble combustible. ¡ Duplica las tasas de fallas de energía disponible!

Piezoelectricidad

Dado que la plasticidad es una función requerida de estos nanobots y el corazón los comprimirá a un ritmo constante, la piezoelectricidad es su mejor amigo aquí. Como se genera de manera muy simple, no se requieren partes móviles, ni baterías para cargar, ni productos químicos complejos, todo lo que tiene que hacer es mantenerse con vida y seguirán funcionando, funcionarán aún mejor cuando usted esté corriendo.

Los efectos secundarios son mínimos, posiblemente un poco más de tensión en el corazón.

Como todos los demás en los que pensé ya se han usado, tuve que ir a buscar algo más.

El que iba a usar era piezoelectricidad (¡aunque no sabía cómo se llamaba!) y creo que sería el más útil para máquinas de este tamaño.

Sin embargo, mi contribución a esto sería la carga inductiva .

Utiliza un campo electromagnético para transferir energía entre dos objetos.

Recién se está comenzando a usar para más productos electrónicos comerciales para cargar baterías. Algunos quieren obtener cargadores de teléfonos celulares de esta manera, eliminaría el pequeño puerto y la cubierta.

Entonces, alguien podría usar un brazalete o pulsera (¿reloj?) y los pequeños nanobots recogerían una carga a medida que fluyen a través de esa parte del cuerpo. Incluso sería posible caminar a través de un arco y cargar todo el cuerpo de una sola vez. Entonces el brazalete solo necesitaría mantener una carga lenta.

Hay algunas opciones aquí. Las más sencillas serían probablemente las diminutas baterías de las nanomáquinas. Usaría algún tipo de paquete de carga (por ejemplo, tal vez alrededor de su muñeca como un reloj) y usaría campos magnéticos para cargar nano máquinas a medida que fluyen en el torrente sanguíneo.

Otra opción sería que tuvieran reactores orgánicos a bordo, por ejemplo, tal vez puedan extraer azúcar, grasa, oxígeno o algo similar de la sangre y usarlo para alimentarse. Tenga en cuenta que incluso un gran número de nanobots seguiría utilizando una pequeña cantidad de energía. Incluso podría usarlos como ayuda para la dieta :)

La energía cinética parece la solución más obvia. Su corazón empuja constantemente la sangre por todo el cuerpo, suministrando energía cinética que las nanomáquinas pueden aprovechar. Los relojes automáticos utilizan exactamente este principio: funcionan con el movimiento regular de los brazos. Un diminuto oscilador dentro de las nanomáquinas se movería de un lado a otro sobre diminutos imanes, convirtiendo la energía cinética en energía eléctrica.

Al usar un Fractal Rectenna EM, la energía se puede recolectar de los campos de RF ambientales e incluso posiblemente a escalas nanométricas, la luz IR (que es muy buena ya que los seres vivos tienden a calentarse) o incluso el sistema WiFi.

Podría incorporarse a la estructura de los propios nanobots o podría utilizarse un nanobot de "comando" más grande como estación de recarga y punto de distribución de información.

Solo quiero señalarle una referencia más completa:

Usted está solicitando un método de recolección de energía que pueda usarse a escala nanométrica dentro del cuerpo humano.

Solución de bajo consumo

Personalmente, votaría por la piezoelectricidad como sugirió el usuario 16295 si no necesita mucha energía. La idea de usar piezoelectricidad para alimentar etiquetas RFID se presentó hace una década y los sensores piezoeléctricos imprimibles ya están en uso en la actualidad.

Como se pueden producir en masa y hay investigaciones prometedoras sobre el uso de materiales sostenibles baratos , se puede esperar que esta tecnología sea aún más asequible en un futuro próximo.

Solución de alta potencia

Si echa un vistazo en un futuro más lejano , las células de biocombustibles podrían ser una forma de generar más energía de la que permitiría la piezoelectricidad. Sin embargo, no creo que esto sea factible a escala nanométrica todavía.

Dependiendo del caso de uso, también podría implantar un dispositivo más grande usando una celda de biocombustible para generar energía y cargar sus nanobots usando inducción.

La energía solar es una posibilidad. Pueden cargarse cuando la sangre está lo suficientemente cerca de la superficie de la piel y mantener suficiente energía para seguir funcionando el resto del tiempo. La desventaja es que no funcionarían muy bien por la noche o en lugares donde el sol no brilla si me entiendes. Pero al final toda la sangre regresa al corazón, y si los bots son lo suficientemente inteligentes, pueden elegir qué arterias bajar para que las que más necesitan una recarga sean enviadas a las partes del cuerpo que reciben la energía. la mayoría de la luz (por ejemplo, cabeza, manos).

Los amantes de la playa y los nudistas obtendrían energía adicional debido a su grado de exposición. Si los nanobots se construyen para combatir cosas como el cáncer de piel, sus propios medios para alimentarse contrarrestarían los peligros de la sobreexposición al sol. No recomendado para aquellos que viven en climas fríos, especialmente más allá de los círculos árticos/antárticos durante sus respectivos meses de invierno.

Instale el cableado dentro del cuerpo en un patrón similar a los vasos sanguíneos. Los cables más grandes se dividen repetidamente en nanocables del tamaño de un capilar. Los nanobots se conectan en cualquier lugar a lo largo de la línea para recargar y almacenar energía en forma de batería química en miniatura.

En la escala macro, el usuario puede usar cualquiera de varios métodos para proporcionar electricidad a sus nanobots. Podrían usar la celda de biocombustible instalada que quema glucosa y oxígeno cuando no hay otras fuentes de energía disponibles, o conectar un cable de alimentación de una verruga de pared (adaptador de alimentación de CA a CC) o un paquete de baterías para evitar tener que comer 5 comidas/día.

Característica adicional: los trabajadores de escritorio podrían enchufar un cable de alimentación y hacer funcionar la celda de biocombustible en reversa. Nunca necesitarían tomar un descanso para almorzar.

¿Cómo se implantan estos cables sin una cirugía dolorosa, invasiva y en todo el cuerpo? ¡Haciendo que los nanobots lo construyan, por supuesto! Instale el núcleo de energía en una cirugía normal a macroescala, luego deje que los nanobots construyan el sistema de suministro de energía en el transcurso de unas pocas semanas. Los sujetos de prueba de la víctima tendrán que tomar píldoras de suplementos de vitaminas, minerales y metales para proporcionar a los nanobots materiales que normalmente no están disponibles en el cuerpo humano.

Durante la fase de construcción, cualquier nanobot que se aleje demasiado de la fuente de alimentación y no pueda volver antes de quedarse sin energía deberá autodestruirse* para que no provoque coágulos de sangre y efectos secundarios menores.

* Autodestruirse no significa explotar. (Eso causaría importantes efectos secundarios de combustión humana espontánea ). Los nanobots se autodestruirían en el mismo sentido en que las células muertas se autodestruyen; dejan de funcionar y se descomponen en piezas biológicamente inofensivas.

Mi idea original implicaba carga inductiva, pero luego se me ocurrió una idea.

¿Cuánta energía necesitan sus nanobots? Si es del orden de unos pocos microvatios por nanobot, las propias células producen suficiente bioelectricidad para ese propósito. La diferencia de potencial entre el fluido tisular y el citoplasma se puede recolectar como una fuente de energía galvánica.

El requerimiento total de energía sería cercano a los 10^7 vatios para todos los microbots, por lo que esta no es una solución factible a largo plazo. Sin embargo, esta es una buena solución para alimentar a los nanobots durante el "período oscuro" de la carga inductiva.

37 billones de nanobots estarían recolectando energía de más de 50 billones de células epiteliales normales, por lo que no es un problema, pero la moderación es favorable ya que drenar demasiada energía de las células alterará los mecanismos de transporte celular (cayendo el potencial de membrana en reposo por debajo de -70mV podría convertirse en un problema incluso con células no excitables).

Podría usar un electrodo fino inyectado momentáneamente en una célula epitelial del revestimiento de los vasos sanguíneos para obtener energía. Aunque no por mucho tiempo. Y en absoluto con los nervios o los músculos, ya que son excitables y la caída potencial causada por la recolección de energía del nanobot podría causar contracciones involuntarias (espasmos/tetania).

Efectos secundarios... ¿No tienes sujetos de prueba dispuestos? ¡Úsalos y descúbrelo!

La mejor respuesta es no usar nada que necesite cargarse. Los nanobots también significan agregar pequeñas cantidades de fuentes generadoras de calor, lo que puede convertirse en algo posiblemente dañino. ¿Entonces que puedes hacer? Diseña células para que emitan las señales que emitirían tus nanobots. Las células se alimentarían de recursos naturales. Y, por supuesto, desactivaría la capacidad de replicación y todas las demás capacidades que harían que las células modificadas dañen a otras células.

Lo que estás describiendo es un respirocito , descrito por primera vez en 1998.

§3.1 resume Power (negrita mía):

La energía a bordo es proporcionada por un motor mecanoquímico que combina glucosa y oxígeno de forma exoérgica para generar energía mecánica para impulsar los rotores de clasificación molecular y otros subsistemas, como se demuestra en principio en una variedad de sistemas motores biológicos. El diseño del motor de glucosa, que posiblemente involucre una turbina balística impulsada por eyección de combustión del rotor que opere cerca de ~1000 atm, es un tema de investigación crítico. Drexler [2] estima que los motores pueden diseñarse para funcionar con una eficiencia superior al 99 %. Sin embargo, dado que las vías metabólicas celulares naturales que utilizan los ciclos de glucólisis y ácido tricarboxílico (TCA) alcanzan solo un 68% de eficiencia, adoptamos una eficiencia más conservadora del 50% para el presente estudio. Los rotores de clasificación absorben la glucosa directamente de la sangre y la almacenan en un tanque de combustible.El oxígeno se extrae del almacenamiento a bordo.

El sistema de energía está escalado de tal manera que cada motor de glucosa puede llenar el tanque de O2 _desde una condición completamente vacía en 10 segundos, lo que requiere una salida máxima continua de 3 x ^10-13 vatios. Esta velocidad de bombeo, ~10 ⁸ moléculas/seg para los gases, no está limitada por la difusión porque [86] corriente de difusión máxima J = 4 p RCD ~ 10 ⁹ moléculas/seg, para el coeficiente de difusión de gas D ~ 2 x 10 ⁻⁵ cm ₂ /seg para O ₂ y CO ₂ en agua destilada a 20 °C [87], C = 7,3 x 10 ²² moléculas de O ₂ /m ³ (sangre arterial), y R = 0,5 micras. Tomando la estimación de Drexler de 10 ⁹vatios/m ³ para la conversión de energía mecanoquímica [2], un motor de glucosa podría medir 42 nm x 42 nm x 175 nm de tamaño, que comprende 10 ⁸ átomos (~10 ⁻¹⁸ kg).

El tanque de combustible de glucosa se escala de tal manera que un tanque lleno de combustible impulsa el motor de glucosa a su máximo rendimiento durante 10 segundos, consumiendo el 5% del gas O ₂ almacenado a bordo y liberando un volumen de agua residual aproximadamente igual al volumen de glucosa consumido. Tal tanque de combustible puede medir 42 nm x 42 nm x 115 nm en tamaño y comprende <10 ⁸ átomos (<10 ⁻¹⁸ kg), contener ~10 ⁶ moléculas de glucosa y llenarse usando ~10 ⁻³ segundos de potencia del motor. La potencia se transmite de forma mecánica o hidráulica utilizando un fluido de trabajo adecuado y se puede distribuir según se requiera mediante varillas y trenes de engranajes, o mediante tuberías y válvulas operadas mecánicamente, controladas por la computadora.

Algunas de las respuestas ya se refirieron a esto, pero creo que no se ha abordado por completo:

A medida que los alimentos se descomponen, la energía se libera en forma de electrones. Las células almacenan esa energía en forma de moléculas de ATP y NADH. Con el tiempo, si hay un exceso de energía, se forman azúcares y grasas como almacenamiento de energía a más largo plazo.

Aquí hay un artículo que explica el proceso en detalle.

Los bots pueden usar esas moléculas y hacer lo que hacen las células. Si eso no es suficiente, los bots pueden ayudar al tracto digestivo a absorber más completamente la energía de los alimentos que se consumieron.

Los conejillos de indias... Me refiero a los participantes dispuestos, tendrían que comer mucho, pero el beneficio es que no ganarán peso (y lo más probable es que pierdan algo).

Haz lo que hacen los seres vivos: con enzimas y motores moleculares.

La atpasa F0-F1 es un nanomotor muy potente, casi 100% eficiente y reversible que se encuentra en el corazón de cada célula viva, excluyendo algunas bacterias anaerobias heterótrofas.

Este motor es impulsado por hidrólisis de atp, lo que provoca un cambio conformacional dentro de las subunidades F0, girando un árbol de levas en el centro. Un tipo de glucosa/aminoácido oxidasa también crea un cambio conformacional significativo cuando funciona, que podría adaptarse a este mecanismo, impulsando un motor de tracción lineal, alternativo o rotatorio. Perfecto para la mayoría de los tipos de mamomachines.

Use la glucólisis para la fuente de su atp, y/o use un tipo de célula que produzca y libere atp libre dentro del cuerpo de su héroe (el atp es bastante difícil de ciclar dentro de sus nanobots de tamaño promedio) y haga que sus nanobots funcionen con atp, lo mismo como lo hacen las células de su héroe, por ejemplo, moviendo los músculos, pensando, haciendo química, etc., las nanomáquinas diamantinas tradicionales deberían ser accionadas tan fácilmente por este mecanismo como una nanomáquina basada en proteínas, o de hecho cualquier cosa dentro de una célula viva.

Se requieren nano guías distribuidas y conectadas a una fuente de energía por medio de un imán, para que luego puedan transferir energía a todos los nanobots, las nano guías también son necesarias para muchas otras tareas como transferir nuevas órdenes, actualizaciones, señales, etc. Estas nano guías se pueden colocar en una sola posición por lo que actúan como GUÍAS.

Un nanotubo de grafeno enrollado alrededor de un eje de oro y sintonizado a través de un circuito ladrón de joules y sintonizado con la radiación resultante del big bang no solo debería funcionar como una fuente de alimentación constante sino también como el reloj del sistema para cualquier rutina de proceso... utilizando el grafeno perfecto superconductor como base de sus nanobots.

Para agregar detalles, la radiación cósmica siempre presente permea a través de cada partícula de materia existente, que yo sepa, incluso el plomo no tiene la capacidad de filtrarla... la función no es tan diferente en otras bobinas de inducción propuestas, como las que se usan para cargar teléfonos celulares solo como si estuviéramos tratando con grafeno, el superconductor, la energía necesaria sería tan pequeña que la oscilación de esta frecuencia siempre presente debería impulsar el corazón de la máquina.

¿Y tu cerebro? Podrías usarlo como fuente de energía. Piensa en las cargas eléctricas que pasan por tu cuerpo cada segundo alimentadas por tu cerebro. Cuando se quedan sin carga, tal vez podría programarse en ellos, ahí es donde deben ir. Si de alguna manera pudieran aprovechar la electricidad natural proporcionada por el cerebro humano, sería posible mantenerlos siempre a cargo. No necesitarían un lugar permanente para recargarse, ya que el cuerpo humano siempre se está curando a sí mismo...