L'auto-réplication en nanotechnologie est le processus par lequel des dispositifs nanotechnologiques de taille atomique, de l'ordre du nanomètre, créent des copies de leurs propres dispositifs. Un nanomètre correspond à 10 -9 mètres ou à un millionième de millimètre. Trois conditions sont requises pour l'auto-réplication de manière constructive. Premièrement, chaque unité doit être une machine spéciale appelée nanorobot. Sa fonction est de créer au moins une copie de la sienne pendant son fonctionnement. (Chaque unité doit également avoir une autre fonction, sauf si l'objectif de l'agrégat est de causer des ravages en générant l'équivalent mécanique d'une tumeur cancéreuse). Un exemple hypothétique de nanorobot auto-réplicatif constructif est un anticorps artificiel. En plus de se reproduire, il recherche et détruit les organismes pathogènes. La deuxième condition est l'existence de toute l'énergie et de tous les ingrédients nécessaires pour construire un certain nombre minimum de copies complètes du nanorobot en question. La quantité idéale de chaque ingrédient doit être suffisante pour qu'il soit consommé dans la bonne proportion. Si le processus est censé être fini, lorsque le nombre souhaité de nanorobots a été construit, il ne doit rester aucune quantité inutilisée d'un ingrédient. La troisième exigence est que l'environnement soit contrôlé de manière à ce que le processus de réplication puisse se dérouler efficacement et sans dysfonctionnement. Des turbulences excessives, des températures extrêmes, des radiations intenses ou d'autres circonstances défavorables peuvent empêcher le bon fonctionnement des nanorobots et faire échouer le processus. Des auteurs de science-fiction ont suggéré que des mutations pourraient se produire dans une communauté nanorobotique sophistiquée et autoreproductible, donnant lieu à l'équivalent mécanique de la sélection naturelle. Un tel processus pourrait être utilisé pour créer une colonie de robots évolutive et autonome sur une planète extraterrestre. Voir également assemblage exponentiel, nanotechnologie, assemblage positionnel et auto-assemblage.
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