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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(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)人们熟知的AR（增强现实）技术。AR可以将虚拟信息叠加到真实世界，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(xiàng)技(jì)术(shù)通(tōng)过(guò)直(zhí)观(guān)且(qiě)吸(xī)引(yǐn)人(rén)的(de)方(fāng)式(shì)展(zhǎn)示(shì)出(chū)来(lái)呢(ne)？

研(yán)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(diǎn)街(jiē)机(jī)游(yóu)戏(xì)的(de)启(qǐ)发(fā)，设(shè)计(jì)出(chū)了(le)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。

操作手柄时，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。如果玩家按下“开火”的按键，电子束就会激发出纳米级的点状图案，这时三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(xiǎo)物(wù)体(tǐ)的(de)运(yùn)动(dòng)。正(zhèng)因(yīn)如(rú)此(cǐ)，在(zài)这(zhè)个(gè)小(xiǎo)射(shè)击(jī)游(yóu)戏(xì)里(lǐ)，玩(wán)家(jiā)才(cái)能(néng)通(tōng)过(guò)看(kàn)到(dào)的(de)画(huà)面(miàn)，控(kòng)制(zhì)虚(xū)拟(nǐ)的(de)飞(fēi)船(chuán)，发(fā)射(shè)子(zi)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(nà)米(mǐ)机(jī)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