在1959年的演讲《在底部有很多空间》中，他提出纳米技术这一想法。虽然没有使用“纳米”这个词，但他实际上阐述了纳米技术的基本概念。
1990年我国着名学者周海中教授在《论机器人》一文中预言：到二十一世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。
纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。涉及的内容可归纳为以下3个方面：
在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。
在纳米尺度上获得生命信息，例如，利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。
事实上，每一个细胞都是一个活生生的纳米技术应用的实例：细胞不仅将燃料转化为能量，而且按照储存在DNA中的信息来建造和激活蛋白质和酶，通过对不同物种的DNA进行重组，基因工程家已经学会建造新的这类纳米工具，例如用细菌细胞来生产医用激素。科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体微观世界行走的纳米机器人，有望用于清除有害物质、修复损坏基因、激活细胞能量、维护人体健康和延长人类寿命。医用纳米机器人目前还处在试验阶段。
纳米技术的大胆应用设想还包括：利用纳米机器将获取的碳原子逐个组织起来，变成精美的金刚石；将二氧化物分子重新分解为原来的组成部分；在人血中放入纳米巡航工具，它能自动寻找沉积于静脉血管壁上的胆固醇，然后将它们一一分解；将来纳米机器能够把草地上剪下来的草变成面包……在完全意义上讲，世上每一个现实存在的物体无论是电脑还是奶酪都是由分子组成的；
在理论上，纳米机器可以构建所有的物体，当然从理论到真正实现应用是不能等同的。
但纳米机械专家已经表明，实现纳米技术的应用是可行的。在扫描隧道显微镜帮助下，纳米机械专家已经能将独立的原子安排成自然界从未有的结构。此外，纳米机械专家还设计出了只由几个分子组成的微小齿轮和马达。（切勿将这些齿轮和马达与那些由数以百万计分子组成的用传统技术构建的微小齿轮和马达相混淆，这些机器同未来制造的机器相比较实在是太巨大了）。
纳米机器人执行任何任务，包括自身复制，都必须动用大量的纳米机器。血液里可能存在数以百万计的纳米机器人；在每一个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人，要制造一辆汽车可能要调动数以100亿亿计的纳米机器人同时工作。然而，没有一个生产线能生产如此巨大数量的纳米机器人。
但是，纳米科学家眼中的纳米机器可以做到这点。他们设计的纳米机器人可以完成两件事：执行它们的主要任务和制造出它们自身完美的复制体。如果第一个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出两个自己的复制体，很快就可以获得数万亿个纳米机器人。
但是，假如纳米机器人忘记停止复制，会发生什么？如果没有一些内建的停止信号，纳米机器人忘记停止复制，这种灾难的可能后果将会是无法计算的。纳米机器人在人体内快速复制，能够比癌症扩散还要快地布满正常组织；一个发疯的制造食物机器人能够把地球的整个生物圈变成一块巨大的奶酪。
纳米技术学家没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中一个办法是设计出一种软件程序使纳米机器人在复制数代后自我摧毁。另一种办法是设计出一种只在特定条件下复制的机器人，例如只有在有毒化学物质以较高浓度出现时机器人才能复制，或者在一个很窄的温度和湿度范围内机器人才能复制。
就像电脑病毒的传播一样，所有以上这些努力都无法阻止那些不怀好意的人有意释放某种纳米机器人作为害人武器。事实上，一些批评家指出纳米技术可能的危险要大于它的益处。然而，仅仅这些利益就已经太具诱惑力了，纳米技术必将超过电子计算机和基因制药而成为新世纪的技术发展方向。世界可能会需要一个纳米技术免疫系统，这个系统中纳米机器人警察不断地在微观世界中同那些不怀好意的机器人进行战斗。
纳米微操作机器人在10×10微米的基片上刻出的字样
在美国科幻大片《惊异大奇航》中，科学家把变小的人和飞船注射进人体，让这些缩小的“参观者”直接观看到人体各个器官的组织和运行情况。然而在现实中，科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体的纳米机器人，有望用于维护人体健康。
还处在试验阶段，大到长几毫米，小到直径几微米；但可以肯定的是，未来几年内，纳米机器人将会带来一场医学革命。
许多工程师、科学家和医生都认为，医用纳米机器人有着无限的潜力——而其中最有可能的包括：治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量，使人不仅保持健康，而且延长寿命。
在治疗心脏病时，纳米机器人将穿过一根直径2到3毫米的导管，进入需要治疗的特定部位。这种导管技术也可用于大脑以及其他部位，例如肠道和尿道。进入这些部位的最大难度就是一定要达到极高的精确度。出于这个原因，纳米技术长久以来一直被誉为未来对抗癌症的最理想武器。
科学家在极为脆弱的环境下对纳米机器人进行活体测试，这个极为脆弱的环境便是眼睛。测试中，它们穿过玻璃体——充满视网膜与晶体之间眼球的无色透明胶状物质——将药物送入视网膜，治疗与衰老有关的疾病，例如黄斑变性。黄斑变性可导致失明。
个装有大肠杆菌的培养皿。细菌拥有一个回转马达。现在，我们还无法制造这种马达，我们没有这方面的技术，但我们能够借助磁场实现相同的目的。我们采用了鞭毛的设计，对其进行磁化，允许机器人游动。
1、药物递送：
纳米机器人能够通过精准定位，将药物直接输送到病灶部位，如肿瘤组织，从而减少对健康细胞的损害，实现靶向治疗。例如，国家纳米科学中心的研究团队已经成功研制出药物递送DNA纳米机器人，并在活体（小鼠和猪）血管内完成了定点药物输运功能。
这些纳米机器人能够根据药物递送的不同目标做成各种形状，如柔软的“纳米布”或“纳米管”，并通过特异性DNA适配体功能化，精确靶向定位肿瘤血管内的皮细胞后释放药物，诱导肿瘤血管栓塞和组织坏死。
2、疾病诊断与治疗：
例如，武汉理工大学的研究团队成功研发出可放入动物体内的溶栓纳米机器人，这是全球首例此类技术，展示了纳米机器人在心血管疾病治疗中的潜力。
3、生物兼容性与安全性：
纳米机器人的生物兼容性方面也有新进展，能够保证它们在人体内不引发免疫反应或其他不良副作用。研究者们正在努力开发能够根据体内环境变化自我调整行为的纳米机器人，以提高治疗的安全性和有效性。
纳米机器人能够利用其微小的尺寸和精确操作能力，进入狭小空间并执行特定任务，如检测和修复管道中的漏洞，清除水体中的污染物等。这些应用对环境保护和可持续发展具有重要意义。
纳米机器人在工业制造中也有着广泛的应用前景。它们可以在微观尺度下进行精确操作，提高制造精度和效率。随着纳米机器人技术的不断进步，其在工业制造领域的应用将更加广泛和深入。
综上所述，纳米机器人在医疗、环境保护和工业制造等领域取得了显著进展，并展现出广阔的应用前景。随着科技的不断进步和研发投入的增加，纳米机器人技术将在未来发挥更加重要的作用。
纳米机器人的用途非常广泛，可以归纳为以下几个主要领域：
诊断和治疗：纳米机器人可以被设计成能够在人体内进行精确的诊断和治疗。例如，它们可以用于捕捉和移动单个细胞，清除血管壁甚至心脏动脉上的脂肪沉积物，帮助治疗心血管疾病。此外，纳米医用机器人还可以用于探测病变发生的位置，并针对单个的病变细胞释放精确剂量的药物，以降低药物的副作用并提高疗效。
环境监测和处理：纳米机器人可以用于检测和处理水、空气和土壤中的污染物。例如，它们可以用于监测空气中的有害物质，及时发现和解决环境污染问题。
构建纳米电路和计算机：纳米机器人也可以用于构建纳米电路和计算机，或者在不同物理样本之间进行数据传输。这有望为电子设备带来更高的信息传输和处理速度及效率。
总的来说，纳米机器人的应用领域非常广泛，随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展，纳米机器人的应用前景将会更加广阔。