美国宇航局把目光转向新的领域，那就是人体的内部世界，先驱者们开发了惊人的新技术，那就是微型医疗机器人，它们的体积极小，比我们血管中的血球还小很多，困扰我们人类很多的疾病将能治愈，根除这些疾病的是肉眼看不见的微型机器，它们将在我们体内巡逻执行消灭疾病的任务，过去的科学幻想将很快成为科学的事实，我们所知的世界也将从此改观。

体内奇航医疗微型机器人

探索开启了地球上的医疗新时代，背后推动者是宇宙局把人类送上火星的计划。太阳环境对生命构成巨大威胁，如果现在出发，我们将无法生存。

负责火星探索任务安全与健康工作的小组，由首席科学家凯蒂欧森领导。他说：“我们将在2020年登上火星，所以我们准备投资进行研究工作朝这个目标努力。美国宇航局在和时间赛跑。2020年，地球与火星的相对位置最适合展开着乡任务，如果错过这个机会，那么他们就只能再等15年。”

“我们不能错过这次机会，火星登陆小组在太空的时间将是宇航局有史以来最长的一次，在没有足够医疗设备的情况下，就有可能会造成人员死亡。”欧森必须设法让宇航员安全和健康地返航，对首席科学家来说，宇航员在长途旅行中的健康与安全是我们在研究工作中所面临的最大挑战。宇航员把解决这一挑战的最后期限定在2020年。

如何预防太空疾病

从20世纪60年代至今，已有数百人在太空工作过。宇航局从未让宇航员在太空停留超过1年时间，理由是经过一段时间后，身体会适应无重力环境，少了重力，肌肉会退化无法使用，骨骼也会开始碎裂，在返回地球后造成疼痛及骨折，症状与骨质疏松相同。

另一大危险是太阳，少了地球大气层的保护，强烈的辐射会导致患上癌症。由于宇宙飞船上的医疗设备极为有限，所以预防一直被视为最佳途径。目前最好的预防方式就是不要在太空中停留太久，尽快回到地球上。以今天的医疗科技探索火星是不可能成功的，前往火星的旅程是9个月，在那里停留1年半，然后返航，总共加起来要在太空中停留3年，这3年都没有医疗方面的护理，不会有一组医生和一个急诊室同时前往火星。在拥挤的宇航飞船中，没有空间放置X光断层扫描或放射治疗仪器。如果科学家们无法把机器变小，那么，探索火星将是异常危险。

1999年美国宇航局行政官员丹戈登认为太空医疗的困难是火星之旅的障碍不在于火箭推力或者电力系统和生命维持设施，而是如何在2到4年内维持宇航员的健康，你不可能派救护车把他们送往医院，你一小时飞行2万5千英里，距离地球2千5百万英里，你不可能赶回地球就医，丹戈登着手研发新的医疗技术。这些技术能让我们在火星工作和生活。

在探索和定居火星之前，宇航局必须设法在严苛的太空环境中保护人员安全，特别是预防癌症等疾病，他们必须研发出一套全新的科技设备，让人的体能保持在颠峰状态，让他们在危险环境中平安度过3年。

一旦踏上火星之后，我们必须等火星、月亮和地球排列位置适当是，才能再度起飞，我们必须在火星停留1年半之后才能返航。以今日的医疗科技而言，火星之旅不可能成行，宇航员都是在冒着生命危险在工作。宇航局正在寻求永远消除这些危险的方法，这个过程将使医疗技术从此改观。无重力状态会使宇航员体能衰退，因此，必须进行密集的运动和训练，但连运动也无法防止肌肉退化。

在为期3年的火星任务中，无论他们如何努力锻炼，回到地球后，仍然有可能患上癌症。

研制医疗微型机器人

2020年之前，科学家们必须大幅度改进医疗科技，地球上的每一个人也将因此受惠。

传统医疗监测设备体积太大，无法带上外太空，因此宇航局希望将设备规模缩小，缩小到人体内空间的那迷尺寸，为此目的，科学家们必须进行一次体内旅行，探索体内空间，进一步了解人体，在体内空间之旅中，显微影像将变成我们探索的壮阔景观，我们将进入细胞世界，这些自然的机器从不休息。这些机器的大小不是以毫米计算，而是10亿分之一米，也就是纳米，这样的尺寸难以想象，非常小，超乎想象地难以理解。1纳米是10亿分之一米，只是比构成人体的原子稍微大了。

为确保宇航员在火星任务中的安全和健康，他们的体内将置入微型机器人。宇航局的办法是吞入胶囊，胶囊回放出所谓的纳米探测器。宇航局的构想其实源自科幻领域。我们相信通过这些技术，将能检测诊断和治疗疾病，我们还能在它变成疾病之前检测出来。

药丸中将有几百万具微型机器，小机器人在体内巡逻，找出处于早期阶段的疾病，以这样的尺寸运作，原因是疾病最先在细胞内形成。

细胞是由许多小零件构成的基本机器，而且纳米科技可以让我们进入细胞，矫正细胞中造成问题的部分。人体由数不清的细胞构成，每个细胞本身都是一具复杂的纳米机器。

我们由自然的纳米机器构成，细胞分裂后，我们就长大，这些单个的细胞增殖，形成我们身体的各个部位。脉动细胞形成心肌组织。称为细胞的纳米机器集合起来，我们的身体就有了生命。我们出生时，身体就由无数个细胞构成。科学家制造医疗机器人在细胞内运作的构想，听起来好像是科幻小说。

科学家的许多构想出自《星舰迷航记》和《虎胆妙算》等节目。宇航局还在追被登月时，漫画和好莱坞电影就已提出医疗机器化的构想，《惊异大奇航》描写一群缩小的科学家，乘着潜艇进入人体，去执行消除血栓的任务。《惊异大奇航》提出一个构想，让小型装置进入血流。但当时科学家认为，他们采用的方法不可能做到，把潜艇缩小到那么小，看来并不可行，但以那样的尺寸制造微型机器装置，到是有可能做到。科幻成为事实的灵感来自大自然。科学家们认为，大自然创造生物的机制，就是以分子机器创造出生命。

如今，纳米医疗先驱们正在深入人体，他们认为大自然的机制已经证明纳米机器人是可行的。血液中含有红血球和白血球，白血球是人体对抗疾病的机制，这个白血球包围住住寄生虫，白血球追踪体内的入侵者并加以消灭，一个细胞机器会破坏另一个细胞，白血病还能共同攻击比自己大得多的细胞，以强烈的机械的及化学的作用毁灭敌人。

罗夫马可的机器可以通过身体的防御系统，与大自然的纳米机器一起合作。马可构想中的机器白血球，称为Microbivore，它是一种小型装置，它能吞噬细菌、病毒和其他病原体，构想相当简单，有结合面可辨认有害的入侵者，把有害的入侵者推到前面并吞噬它，将之分解成氨基酸成分，然后排出体外，再严重的感染也许1小时内就能解决。科学家们已在人体内部使用微型机器，过去人类无法想象的科技，现在已经成真。

药丸摄影机

英国伦敦皇家医院的保罗教授从1994年开始协助开发药丸摄影机，在患者体内巡游30英尺，观察整个消化系统。传统的体内摄影机必须透过固定的管子观察体内状况，虽然长度达8英尺，但仍然只能观察三分之一的消化系统，这类内窥镜可深入地观察患者体内，但会造成患者不适，可看到的范围也相当有限。

保罗的小药丸摄影机可以吞下，深入拍摄患者的胃部及小肠。以往医师必须动手术，才能看见这些部位，向患者说明的同时也能轻松安装设备，同时安装接收装置。这种药丸有3千万纳米长，宇航局的药丸中的纳米医疗机器人，比它小了几十万倍，它将是人类医疗的未来。

未来我们将看到人造机器，在我们的细胞内预防疾病。2020年前往火星的宇航员，必须预防癌症和其他疾病，因此他们将吞下几百万个机器人，在他们体内巡逻，这些机器可侦测和预防疾病，宇航局的科学家们正在研制探索人体内太空的技术。宇航局需要这种技术，以确保宇航员在外太空严酷环境中保持健康，这项研究将使我们向前迈进一大步。

超越皮肤、血液和骨骼，进入构成人体的单个细胞，深入生命的最基本要素，进入细胞的核心DNA。每个细胞都有DNA，它是生命的蓝图，科学界们在上个世纪50年代就已发现它，但直到2001年，科技才首次让我们看到单一基因束的动态画面。如果DNA螺旋直径大约5纳米，研制出更先进的新纳米科技后，我们就能研制出能测量和操纵DNA的更直接的方法。纳米科技能让我们探索以往无法到达的环境和无法了解的状况。科学家们现在知道，DNA中极小的变化都会造成细胞失常，结果可能会导致疾病。

治疗癌症的关键是纳米医学

登陆火星的宇航员细胞中任何微小的变化都可能致命，他们离开地球大气层的保护伞之后，将暴露在外太空强烈的辐射之下，当为期3年的火星任务开始时，我们在地球赖以生存的太阳，将成为直接威胁宇航员的致命武器，太阳射出放射性粒子以光速。在太空的直空状态下，宇航员无法保护自己。 以银河系太阳辐射而言，这些重金属或粒子会进入人体细胞内。在从地球前往火星的9个月里，我们估计每个脑细胞都会受到影响，细胞被辐射击中DNA因而受损。细胞将会失常并由我复制，但形成的不是健康组织，而是逐渐形成肿瘤，这就是癌症。宇航员体内的癌组胞成长几个月后，肿瘤才会变得明显。在地球上也是如此，以目前的癌症筛检技术，要确认是否有患有癌症？必须要有几百万个细胞。通常必须从可疑部位取得切片，利用X光切下一小片组织样本。卡洛达尔是凯蒂欧森小组成员，她认为治疗癌症的关键就在纳米医学。

目前辨认癌细胞的方法，是侦测人体组织上的变化，也就是组织本身的形状或结构变化。外观出现变化时，癌细胞其实已经增殖几百万次，也就是说疾病也已经产生。由于癌细胞组织是我们的身体制造的，防御机制会认为那是身体的一部分，因此不会加以攻击。动手术切除肿瘤会对健康组织造成伤害，手术以外的癌症疗法则会毒害整个身体。宇航局希望为登陆火星的宇航员提供新科技，以预防肿瘤的形成。纳米科学家们正在研究，更早诊断和治疗癌症的方法。义勇瞬间化学反应产生的几十亿个原子大小的粒子，不是纳米机器人而是几十亿个粒子。他们希望借此对纳米医学有所贡献。