Ein molekularer Monteur, wie definiert, durch K. Eric Drexler, ist ein "vorgeschlagenes Gerät, das fähig ist, chemische Reaktionen durch die Positionierung reaktiver Moleküle mit der Atompräzision zu führen". Einige biologische Moleküle wie ribosomes passen diese Definition. Das ist, weil sie Instruktionen von der Bote-RNS erhalten und dann spezifische Folgen von Aminosäuren sammeln, um Protein-Moleküle zu bauen. Jedoch bezieht sich der Begriff "molekularer Monteur" gewöhnlich auf theoretische Mensch-gemachte Geräte.

2007, die britische Physische und Technikwissenschaftsforschungsratskapital-Entwicklung von ribosome ähnlichen molekularen Monteuren beginnend. Klar sind molekulare Monteure in diesem beschränkten Sinn möglich. Ein Technologiefahrplan-Projekt, das vom Battelle Gedächtnisinstitut geführt ist und von mehreren amerikanischen Nationalen Laboratorien veranstaltet ist, hat eine Reihe atomar genauer Herstellungstechnologien, sowohl einschließlich der frühen Generation als auch einschließlich längerfristigen Aussichten für den programmierbaren molekularen Zusammenbau erforscht; der Bericht wurde im Dezember 2007 veröffentlicht. 2008 hat der Physische und Technikwissenschaftsforschungsrat Finanzierung von 1.5 Millionen Pfunden mehr als sechs Jahre für die Forschung zur Verfügung gestellt, die zu mechanisiertem mechanosynthesis, in der Partnerschaft mit dem Institut für die Molekulare Herstellung, unter anderen arbeitet.

Ebenfalls ist der Begriff "molekularer Monteur" in der Sciencefiction und populären Kultur gebraucht worden, um sich auf eine breite Reihe der fantastischen Atom-Manipulierung nanomachines zu beziehen, von denen viele in Wirklichkeit physisch unmöglich sein können. Viel von der Meinungsverschiedenheit bezüglich "molekularer Monteure" ergibt sich aus der Verwirrung im Gebrauch des Namens sowohl für technische Konzepte als auch für populäre Fantasien. 1992 hat Drexler den zusammenhängenden, aber besser verstandenen Begriff "molekulare Herstellung," eingeführt, den er als die programmierte "chemische Synthese von komplizierten Strukturen definiert hat, indem er reaktive Moleküle, nicht mechanisch eingestellt hat, indem er individuelle Atome manipuliert hat."

Dieser Artikel bespricht größtenteils "molekulare Monteure" im populären Sinn. Diese schließen hypothetische Maschinen ein, die individuelle Atome und Maschinen mit einem Organismus ähnlichen geistigen Selbstwiederholen-Anlagen, Beweglichkeit, Fähigkeit manipulieren, Essen und so weiter zu verbrauchen. Diese sind von Geräten ziemlich verschieden, die bloß (wie definiert, oben) "chemische Reaktionen durch die Positionierung reaktiver Moleküle mit der Atompräzision führen".

Weil synthetische molekulare Monteure nie gebaut worden sind und wegen der Verwirrung bezüglich der Bedeutung des Begriffes, hat es viel Meinungsverschiedenheit betreffs gegeben, ob "molekulare Monteure" möglich sind oder einfach Sciencefiction. Verwirrung und Meinungsverschiedenheit stammen auch von ihrer Klassifikation als Nanotechnologie, die ein aktives Gebiet der Laborforschung ist, die bereits auf die Produktion von echten Produkten angewandt worden ist; jedoch hatte es, bis neulich, keine Forschungsanstrengungen in den wirklichen Aufbau "molekularer Monteure" gegeben. Eine primäre Kritik der rechenbetonten Forschung in Produkte von fortgeschrittenen "molekularen Monteuren" besteht darin, dass die untersuchten Strukturen unmöglich sind, heute zu machen.

Nanofactories

Ein nanofactory ist ein vorgeschlagenes System, in dem nanomachines (molekularen Monteuren oder Industrieroboterarmen ähnelnd), reaktive Moleküle über mechanosynthesis verbinden würde, um größere atomar genaue Teile zu bauen. Diese würden abwechselnd durch die Positionierung von Mechanismen geordneter Größen gesammelt, makroskopisch (sichtbar), aber noch atomar genaue Produkte zu bauen.

Ein typischer nanofactory würde einen Tischkasten in der Vision von in Nanosystems veröffentlichtem K. Eric Drexler einfügen: Molekulare Maschinerie, Herstellung und Berechnung (1992), eine bemerkenswerte Arbeit der "Forschungstechnik". Während des letzten Jahrzehnts haben andere das nanofactory Konzept, einschließlich einer Analyse des nanofactory konvergenten Zusammenbaues durch Ralph Merkle, ein Systemdesign eines Wiederholens nanofactory Architektur durch J. Storrs Hall, der "Universale Monteur von Forrest Bishop", der patentierte Exponentialzusammenbau-Prozess durch Zyvex und ein Systemdesign auf höchster Ebene für einen 'primitiven nanofactory' durch Chris Phoenix (Direktor der Forschung am Zentrum für die Verantwortliche Nanotechnologie) erweitert. Alle diese nanofactory Designs (und mehr) werden im Kapitel 4 von Kinematischen Selbstwiederholen-Maschinen (2004) von Robert Freitas und Ralph Merkle zusammengefasst. Die Nanofactory Kollaboration, die von Freitas und Merkle 2000 gegründet ist, ist eine eingestellte andauernde Anstrengung, die 23 Forscher von 10 Organisationen und 4 Ländern einbezieht, der eine praktische Forschungstagesordnung entwickelt, die spezifisch auf den Stellungs-kontrollierten Diamanten mechanosynthesis und diamondoid nanofactory Entwicklung gerichtet ist.

2005 wurde ein computerbelebter kurzer Film des nanofactory Konzepts von John Burch in der Kollaboration mit Drexler erzeugt. Solche Visionen sind das Thema von viel Debatte auf mehreren intellektuellen Niveaus gewesen. Keiner hat ein unüberwindliches Problem mit den zu Grunde liegenden Theorien entdeckt, und keiner hat bewiesen, dass die Theorien in die Praxis übersetzt werden können. Jedoch geht die Debatte, mit etwas davon weiter, im Molekularen Nanotechnologie-Artikel zusammengefasst werden.

Wenn nanofactories gebaut werden konnte, würde die strenge Störung zur Weltwirtschaft einer von vielen möglichen negativen Einflüssen sein, obwohl es behauptet werden konnte, dass diese Störung wenig negative Wirkung haben würde, wenn jeder solchen nanofactories hätte. Große Vorteile würden auch vorausgesehen. Verschiedene Arbeiten der Sciencefiction haben diese und ähnlichen Konzepte erforscht. Das Potenzial für solche Geräte war ein Teil des Mandats einer von Maschinenbau-Professor Dame Ann Dowling geführten Hauptstudie des Vereinigten Königreichs. Der Bericht ist jetzt abgeschlossen.

Selbsterwiderung

"Molekulare Monteure" sind mit dem Selbstwiederholen von Maschinen verwirrt gewesen. Um eine praktische Menge eines gewünschten Produktes, die nanoscale Größe einer typischen Sciencefiction zu erzeugen, verlangt universaler molekularer Monteur eine äußerst hohe Zahl solcher Geräte. Jedoch könnte eine Single solcher theoretischer molekularer Monteur programmiert werden, um zu selbstwiederholen, viele Kopien von sich bauend. Das würde eine Exponentialrate der Produktion erlauben. Dann, nachdem genügend Mengen der molekularen Monteure verfügbar waren, würden sie dann für die Produktion des gewünschten Produktes wiederprogrammiert. Jedoch, wenn die Selbsterwiderung von molekularen Monteuren dann nicht zurückgehalten wurde, könnte sie zu Konkurrenz mit natürlich vorkommenden Organismen führen. Das ist ecophagy oder das graue Schmiere-Problem genannt worden.

Eine Methode zum Gebäude molekularer Monteure soll durch biologische Systeme verwendete Entwicklungsprozesse nachahmen. Biologische Evolution geht durch die zufällige Schwankung weiter, die mit dem Auswählen verbunden ist, weniger - erfolgreiche Varianten und Fortpflanzung mehr - erfolgreiche Varianten. Die Produktion von komplizierten molekularen Monteuren könnte von einfacheren Systemen seitdem "Ein kompliziertes System entwickelt werden, das sich Arbeiten, wie man unveränderlich findet, von einem einfachen System entwickelt hat, das gearbeitet hat.... Ein kompliziertes System, das von Kratzer nie entworfen ist, arbeitet und kann bis dazu nicht geflickt werden lassen es arbeiten. Sie müssen anfangen, mit einem System beginnend, das arbeitet." Jedoch schließen am meisten veröffentlichte Sicherheitsrichtlinien ein

"Empfehlungen gegen das Entwickeln... von Wiederholangabe-Designs, die erlauben, Veränderung zu überleben oder Evolution zu erleben".

Die meisten Assemblerdesigns halten den "Quellcode" äußerlich zum physischen Monteur. An jedem Schritt eines Fertigungsverfahrens wird dieser Schritt von einer gewöhnlichen Computerdatei gelesen und zu allen Monteuren "übertragen".

Wenn ein Monteur aus Reihe dieses Computers herauskommt, oder wenn die Verbindung zwischen diesem Computer und den Monteuren gebrochen wird, oder wenn dieser Computer herausgezogen wird, hören die Monteure auf zu wiederholen.

Solch eine "Sendungsarchitektur" ist eine der Sicherheitseigenschaften, die durch die "Voraussicht-Richtlinien auf der Molekularen Nanotechnologie" empfohlen sind, und eine Karte des 137-dimensionalen Wiederholangabe-Designraums, der kürzlich von Freitas und Merkle veröffentlicht ist, stellt zahlreiche praktische Methoden zur Verfügung, durch die Wiederholangaben vom guten Design sicher kontrolliert werden können.

Drexler und Debatte von Smalley

Einer der freimütigsten Kritiker von einigen Konzepten "molekularer Monteure" war Professor Richard Smalley (1943-2005), wer den Nobelpreis für seine Beiträge zum Feld der Nanotechnologie gewonnen hat. Smalley hat geglaubt, dass solche Monteure nicht physisch möglich waren und wissenschaftliche Einwände zu ihnen eingeführt haben. Seine zwei technischen Haupteinwände wurden das "fette Finger-Problem" und das "klebrige Finger-Problem" genannt. Er hat geglaubt, dass diese die Möglichkeit "molekularer Monteure" das ausschließen würden, das durch die Präzisionsauswahl und das Stellen von individuellen Atomen gearbeitet ist. Drexler und Mitarbeiter haben auf diese zwei Probleme in einer 2001-Veröffentlichung geantwortet.

Smalley hat auch geglaubt, dass die Spekulationen von Drexler über apokalyptische Gefahren, Maschinen zu selbstwiederholen, die mit "molekularen Monteuren" ausgeglichen worden sind, der öffentlichen Unterstützung für die Entwicklung der Nanotechnologie drohen würden. Um die Debatte zwischen Drexler und Smalley bezüglich molekularer Monteure zu richten, haben Chemische & Techniknachrichten einen Punkt-Kontrapunkt veröffentlicht, der aus einem Schriftwechsel besteht, der die Probleme gerichtet hat.

Regulierung

Die Spekulation auf der Macht von Systemen, die "molekulare Monteure" genannt worden sind, hat eine breitere politische Diskussion über die Implikation der Nanotechnologie befeuert. Das ist teilweise auf Grund dessen, dass Nanotechnologie ein sehr breiter Begriff ist und "molekulare Monteure einschließen konnte." Die Diskussion der möglichen Implikationen von fantastischen molekularen Monteuren hat Aufrufe nach Regulierung der aktuellen und zukünftigen Nanotechnologie veranlasst. Es gibt sehr echte Sorgen mit der potenziellen Gesundheit und dem ökologischen Einfluss der Nanotechnologie, die in verfertigte Produkte integriert wird. Greenpeace hat zum Beispiel einen Bericht bezüglich der Nanotechnologie beauftragt, in der sie Sorge in die Giftigkeit von nanomaterials ausdrücken, die in der Umgebung eingeführt worden sind. Jedoch spielt es auf die "Assembler"-Technologie an. Das Vereinigte Königreich Königliche Gesellschaft und das Vereinigte Königreich Königliche Akademie der Technik hat auch einen Bericht betitelt "Nanoscience und Nanotechnologien beauftragt: Gelegenheiten und Unklarheiten" bezüglich der größeren sozialen und ökologischen Implikationen auf der Nanotechnologie. Dieser Bericht bespricht die durch potenzielle so genannte "molekulare Monteure dargestellte Bedrohung nicht."

Formelle wissenschaftliche Rezension

2006 hat die amerikanische Nationale Akademie von Wissenschaften den Bericht einer Studie der molekularen Herstellung als ein Teil eines längeren Berichts, Eine Sache der Größe veröffentlicht: Die Dreijährige Rezension der Nationalen Nanotechnologie-Initiative Das Studienkomitee hat den technischen Inhalt von Nanosystems, und in seinem Beschluss nachgeprüft, stellt fest, dass keine aktuelle theoretische Analyse endgültig bezüglich mehrerer Fragen der potenziellen Systemleistung betrachtet werden kann, und dass optimale Pfade, um Hochleistungssysteme durchzuführen, mit dem Vertrauen nicht vorausgesagt werden können. Es empfiehlt experimenteller Forschung, Kenntnisse in diesem Gebiet vorzubringen:

: "Obwohl theoretische Berechnungen heute, die schließlich erreichbare Reihe von chemischen Reaktionszyklen, Fehlerraten, Bearbeitungsgeschwindigkeit gemacht werden können, und die thermodynamische Wirksamkeit solcher von unten nach oben Produktionssysteme in dieser Zeit nicht zuverlässig vorausgesagt werden kann. So können die schließlich erreichbare Vollkommenheit und Kompliziertheit von verfertigten Produkten, während sie in der Theorie berechnet werden können, nicht mit dem Vertrauen vorausgesagt werden. Schließlich können die optimalen Forschungspfade, die zu Systemen führen könnten, die außerordentlich die thermodynamische Wirksamkeit und anderen Fähigkeiten zu biologischen Systemen überschreiten, nicht in dieser Zeit zuverlässig vorausgesagt werden. Forschung, die finanziell unterstützt, der auf der Fähigkeit von Ermittlungsbeamten basiert, experimentelle Demonstrationen zu erzeugen, die sich verbinden, um Modelle zu abstrahieren und langfristige Vision zu führen, ist am passendsten, um dieses Ziel zu erreichen."

Graue Schmiere

Ein potenzielles Drehbuch, das vorgesehen worden ist, selbstwiederholt aus der Kontrolle molekulare Monteure in der Form der grauen Schmiere, die Kohlenstoff verbraucht, um seine Erwiderung fortzusetzen. Wenn ungehemmt solche mechanische Erwiderung ganzen ecoregions oder die ganze Erde (ecophagy) potenziell verbrauchen konnte, oder es einfach outcompete natürlicher lifeforms für notwendige Mittel wie Kohlenstoff, ATP oder UV Licht gekonnt hat (den einige nanomotor Beispiele auf führen). Es lohnt sich zu bemerken, dass der ecophagy und 'die graue Schmiere' Drehbücher, wie synthetische molekulare Monteure, auf noch theoretische Technologien basieren, die experimentell noch nicht demonstriert worden sind.

In der Fiktion

Molekulare Monteure sind ein populäres Thema in der Sciencefiction, zum Beispiel, dem Sache-Bearbeiter im Diamantalter und der Füllhorn-Maschine im Eigenartigkeitshimmel. Die Wiederholangabe im Sterntreck könnte auch als ein molekularer Monteur betrachtet werden. Ein molekularer Monteur ist auch ein Schlüsselelement des Anschlags des Computerspieles Deus Ex (hat einen "universalen Konstrukteur" im Spiel genannt).

Siehe auch

• Nanotechnologie
• Molekulare Maschine
• Bioethik
• Biosafety
• Biosecurity
• Biotechnologie
• Umweltzerstörung
• Ecophagy
• Maschine von Weihnachtsmann

Links

• Nanoengineer-1 freies modellierendes und Simulierungsmehrskala-Programm der Offenen Quelle für Nano-Zusammensetzungen mit der speziellen Unterstützung für die Struktur-DNA-Nanotechnologie
• Nano-Bienenstock: Nanospace kostenlose Simulator-Software, um nanotech Entitäten zu modellieren
• Voraussicht-Institut schlägt Richtlinien für die verantwortliche Entwicklung von molekularen Produktionstechnologien vor
• Zentrum für die verantwortliche Nanotechnologie
• Molekulare Assemblerwebsite
• Wut Gegen den (Grünen) Artikel Machine ursprünglich in Verdrahtetem
• Regierung fährt los nano studieren das Vereinigte Königreich EducationGuardian, am 11. Juni 2003
• "Die große Debatte über kleine Maschinen" ausfasernd
• Papier auf dem Zusammenbau
• http://www.zyvex.com/nanotech/nano4/merklePaper.html
• Kinematische Selbstwiederholen-Maschinen (http://www.MolecularAssembler.com/KSRM.htm) technisches Online-Buch: zuerst umfassender Überblick über molekulare Monteure (2004) durch Robert Freitas und Ralph Merkle
• Design eines primitiven Nanofactory
• Video - Nanofactory in der Handlung
• Technologie von Nanofactory
• Rezension der molekularen Herstellung