纳米机器人是一种微型机器人，其尺寸一般在0.1~10微米之间，能在纳米尺度上对物体进行操作和控制。它的研究和应用突破了传统机器人只限于宏观操作的局限性，不仅开辟了在微观领域的应用前景，而且已经在一些特定领域展示出强大的功能和潜力。纳米机器人可以被视为分子机器人，它是一种基于分子水平的制造系统，利用单原子或分子来控制和操纵。制造纳米机器人是一项极具挑战性的任务，需要集成多种先进的技术，如逐层自组装、模版辅助自组装、微立体光刻技术以及利用3D打印技术等。
随着技术的发展，纳米机器人的实际应用已经开始在医疗、电子、材料科学、环境治理等多个领域中体现。纳米机器人能在人体内进行诊断、治疗或药物递送，为疾病治疗带来了革命性的变化。在材料科学领域，纳米机器人可以用于制造新型纳米材料，这些材料具有优异的物理、化学特性，可应用于电子、能源、建筑等行业。此外，在环境治理方面，纳米机器人可被用于污染控制和环境监测。
纳米机器人的设计和制造涉及将不同纳米级的功能零部件装配成一个能够执行特定任务的完整系统。这些零部件可能包括纳米棒、微夹持器、火箭式管状结构、生物分子等，它们通过化学修饰可以与特定的化学物质反应，从而实现特定功能。在制造过程中，纳米机器人往往需要通过物理驱动，例如电场、磁场、光驱动、热驱动、声驱动和压电驱动等。其中，电驱动和磁驱动是较为常见的方式。
电驱动主要通过电场作用产生动力，例如美国德克萨斯大学奥斯汀分校科学家们制造的微型发动机。而磁场驱动则借助了外部磁场来控制机器人，如麻省理工科学家们灵感来源于细菌鞭毛，利用3D打印技术制造出螺旋状机器人，覆涂镍钛后具有磁性，能够在外部磁场控制下移动。
纳米机器人能执行的任务非常广泛，从简单的搬运纳米尺度物体到复杂的生物医疗检测、治疗，以及高精度的机械加工等。例如，在医学领域，纳米机器人可以模拟自然界中生物体内的纳米运动，如细胞内部的输运蛋白的运动，以及利用大肠杆菌、精子细胞、草履虫等通过鞭毛和纤毛的活动来实现目标导向的移动。而在材料科学领域，纳米机器人可以用于加工极其精细的结构，例如使用“飞秒投影双光子光刻”技术制造出芝麻粒大小的微纳结构。
随着纳米机器人技术的不断迭代升级，未来可能会有更多新型的纳米机器人被设计和制造出来，用于探索人类尚未到达的微观世界，并为人类社会的工业、医疗、环境等领域带来深远的影响。不过，纳米机器人的研究和应用还面临许多挑战，包括组装精度、驱动方式、导航控制以及安全性等问题。纳米机器人技术仍处于不断的研究和探索阶段，它的长远发展需要跨学科的协作与持续的技术创新。
