在(zài)日(rì)本(běn)名古(gǔ)屋(wū)大(dà)学(xué)的(de)实(shí)验(yàn)室(shì)里(lǐ)，科(kē)学(xué)家(jiā)最(zuì)近(jìn)把(bǎ)严(yán)肃(sù)的(de)实(shí)验(yàn)室(shì)变(biàn)成(chéng)了(le)“游(yóu)戏(xì)厅(tīng)”。他(tā)们(men)用(yòng)高(gāo)能(néng)电(diàn)子(zi)束(shù)当(dāng)"遥(yáo)控(kòng)器(qì)"，发(fā)射(shè)出(chū)的(de)子(zi)弹(dàn)只(zhǐ)有(yǒu)纳(nà)米(mǐ)级(jí)大(dà)小(xiǎo)（一(yī)纳(nà)米(mǐ)大(dà)致(zhì)相(xiāng)当(dāng)于(yú)头(tóu)发(fā)丝(sī)粗(cū)细(xì)十(shí)万(wàn)分(fēn)之(zhī)一(yī)），开(kāi)发(fā)出(chū)了(le)世(shì)界(jiè)上(shàng)最(zuì)小(xiǎo)的(de)射(shè)击(jī)游(yóu)戏(xì)。

不(bù)过(guò)，这(zhè)可(kě)不(bù)是(shì)科(kē)学(xué)家(jiā)在(zài)摸(mō)鱼(yú)，而(ér)是(shì)一(yī)项(xiàng)可(kě)能(néng)改(gǎi)变(biàn)未(wèi)来(lái)的(de)新(xīn)科(kē)技(jì)，是(shì)朝(cháo)着(zhe)开(kāi)发(fā)将(jiāng)虚(xū)拟(nǐ)对(duì)象(xiàng)与(yǔ)真(zhēn)实(shí)纳(nà)米(mǐ)材(cái)料(liào)无(wú)缝(fèng)集成(chéng)的(de)计(jì)算(suàn)机(jī)接(jiē)口(kǒu)系(xì)统(tǒng)迈(mài)出(chū)的(de)重(zhòng)要(yào)一(yī)步(bù)。

日(rì)本(běn)科(kē)学(xué)家(jiā)打(dǎ)造(zào)的(de)世(shì)界(jiè)最(zuì)小(xiǎo)的(de)射(shè)击(jī)游(yóu)戏(xì)原(yuán)理(lǐ)示(shì)意(yì)图(tú)

PART 01

为(wèi)何(hé)打(dǎ)造(zào)纳(nà)米(mǐ)游(yóu)戏(xì)

通(tōng)过(guò)这(zhè)款(kuǎn)游(yóu)戏(xì)，研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)展(zhǎn)示(shì)了(le)他(tā)们(men)所(suǒ)谓(wèi)的(de)“纳(nà)米(mǐ)混(hùn)合(hé)现(xiàn)实(shí)”技(jì)术(shù)，这(zhè)有(yǒu)点(diǎn)类(lèi)似(shì)人(rén)们(men)熟(shú)知(zhī)的(de)AR（增(zēng)强(qiáng)现(xiàn)实(shí)）技(jì)术(shù)。AR可(kě)以(yǐ)将(jiāng)虚(xū)拟(nǐ)信(xìn)息(xi)叠(dié)加(jiā)到(dào)真(zhēn)实(shí)世(shì)界(jiè)，从(cóng)而(ér)实(shí)现(xiàn)真(zhēn)实(shí)与(yǔ)虚(xū)拟(nǐ)的(de)融(róng)合(hé)互(hù)动(dòng)，只(zhǐ)不(bù)过(guò)“纳(nà)米(mǐ)混(hùn)合(hé)现(xiàn)实(shí)”则(zé)是(shì)将(jiāng)数(shù)字(zì)虚(xū)拟(nǐ)对(duì)象(xiàng)与(yǔ)真(zhēn)实(shí)纳(nà)米(mǐ)世(shì)界(jiè)无(wú)缝(fèng)融(róng)合(hé)。

AR增(zēng)强(qiáng)现(xiàn)实(shí)在(zài)日(rì)常(cháng)生(shēng)活(huó)中(zhōng)的(de)应用

如何才能将这项技术通过直观且吸引人的方式展示出来呢？

研究团队想到了电子游戏。作为复古电子游戏的爱好者，研究人员受经典街机游戏的启发，设计出了文章开头提到的互动射击游戏。

只需要普通的游戏控制手柄，任何玩家都可以操作这款小游戏。它的工作原理也非常巧妙，整个游戏区域实际上在一块硅氮基板上。

操(cāo)作(zuò)手柄时，手柄实际上会移动硅氮基板下方的电子束。电子束会显现出代表虚拟宇宙飞船的三角形图案。如果玩家(jiā)按(àn)下(xià)“开(kāi)火(huǒ)”的(de)按(àn)键，电(diàn)子(zi)束(shù)就会激发出(chū)纳(nà)米(mǐ)级的点状图案，这(zhè)时(shí)三(sān)角形飞船也就发射出了纳米级的子弹。

日本科学家展示的游戏画面

在这个游戏里，三角形飞船和射出的纳米级子弹，就如同AR技术中叠加在真实世界里的虚拟标签或对象。那么虚拟的飞船和子弹为何能推动直径只有几微米的实体聚苯乙烯球呢？

原来，这些电子束就像看不见的手，能够产生电场，可以被用来控制微小物体的运动。正因如此，在这个小射击游戏里，玩家才能通过看到的画面，控制虚拟的飞船，发射子弹，推动真实存在的聚苯乙烯球。

PART 02

未来的前景

好在，游戏公司不用担心这款纳米级的小游戏会成为他们的竞争对手，这也不是研究团队的真正目的。

他们更希望借此展示无需物理接触就能移动微小物体的新技术。未来，它也可用于组装生物分子或纳米机器，并有望应用于纳米技术和生物医学工程，比如将药物引导至生物体内的病毒和细菌。

目前，此项研究成果已经发表在《日本应用物理学杂志》。

参考资料：

[1]https://phys.org/news/2025-02-world-smallest-video-game-nanoscale.html

[2]https://newatlas.com/games/world-smallest-video-game-nanoscale/

编译：文星

策划：刘颖 张超 李培元 杨柳

审核：国家纳米科学中心研究员 聂广军