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在日本名古屋大学的实验室里，科学家最近把严肃的实验室变成了“游戏厅”。他们用高能电子束当"遥控器"，发射出的子弹只有纳米级大小（一纳米大致相当于头发丝粗细十万分之一），开发出了世界上最小的射击游戏。

不过，这可不是科学家在摸鱼，而是一项可能改变未来的新科技，是朝着开发将虚拟对象与真实纳米材料无缝集成的计算机接口系统迈出的重要一步。

日本科学家打造的世界最小的射击游戏原理示(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)真实世界，从而实现真实与虚拟的融合互动，只不过“纳米混合现实”则是将数字虚拟对象与真实纳米世界无缝融合。

AR增强现实在日常生活中的应用

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(jiū)团(tuán)队(duì)想(xiǎng)到(dào)了(le)电(diàn)子(zi)游(yóu)戏(xì)。作(zuò)为(wèi)复(fù)古(gǔ)电(diàn)子(zi)游(yóu)戏(xì)的(de)爱(ài)好(hǎo)者(zhě)，研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)受(shòu)经(jīng)典街(jiē)机(jī)游(yóu)戏(xì)的(de)启(qǐ)发(fā)，设(shè)计(jì)出(chū)了(le)文章(zhāng)开(kāi)头(tóu)提(tí)到(dào)的(de)互(hù)动(dòng)射(shè)击(jī)游(yóu)戏(xì)。

只(zhǐ)需(xū)要(yào)普(pǔ)通(tōng)的(de)游(yóu)戏(xì)控(kòng)制(zhì)手(shǒu)柄(bǐng)，任(rèn)何(hé)玩(wán)家(jiā)都(dōu)可(kě)以(yǐ)操(cāo)作(zuò)这(zhè)款(kuǎn)小(xiǎo)游(yóu)戏(xì)。它(tā)的(de)工(gōng)作(zuò)原(yuán)理(lǐ)也(yě)非(fēi)常(cháng)巧(qiǎo)妙(miào)，整(zhěng)个(gè)游(yóu)戏(xì)区(qū)域实(shí)际(jì)上(shàng)在(zài)一(yī)块(kuài)硅(guī)氮(dàn)基(jī)板(bǎn)上(shàng)。

操(cāo)作(zuò)手(shǒu)柄(bǐng)时(shí)，手(shǒu)柄(bǐng)实(shí)际(jì)上(shàng)会(huì)移(yí)动(dòng)硅(guī)氮(dàn)基(jī)板(bǎn)下(xià)方(fāng)的(de)电(diàn)子(zi)束(shù)。电(diàn)子(zi)束(shù)会(huì)显(xiǎn)现(xiàn)出(chū)代(dài)表(biǎo)虚(xū)拟(nǐ)宇(yǔ)宙(zhòu)飞(fēi)船(chuán)的(de)三(sān)角(jiǎo)形(xíng)图(tú)案(àn)。如(rú)果(guǒ)玩(wán)家(jiā)按(àn)下(xià)“开(kāi)火(huǒ)”的(de)按(àn)键，电(diàn)子(zi)束(shù)就(jiù)会(huì)激(jī)发(fā)出(chū)纳(nà)米级的点状图(tú)案(àn)，这(zhè)时(shí)三(sān)角(jiǎo)形(xíng)飞(fēi)船(chuán)也(yě)就(jiù)发(fā)射(shè)出(chū)了(le)纳(nà)米(mǐ)级(jí)的(de)子(zi)弹(dàn)。

日(rì)本(běn)科(kē)学(xué)家(jiā)展(zhǎn)示(shì)的(de)游(yóu)戏(xì)画(huà)面(miàn)

在(zài)这(zhè)个(gè)游(yóu)戏(xì)里(lǐ)，三(sān)角(jiǎo)形(xíng)飞(fēi)船(chuán)和(hé)射(shè)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