Drexler har foreslået en "assembler" (samler). En konstruktion der har en submikroskopisk computersyret robot-arm. Den vil være i stand til at holde og placere aktive elementer, og derved styre hvilke kemiske reaktioner der sker. Denne generelle fremgangsmåde burde gøre det muligt at konstruere store, atomare præcise objekter, via en sekvens af præcist kontrollerede kemiske reaktioner. For på den måde at opbygge objekter, molekyle på molekyle. Hvis de er designet til det, vil assemblere være i stand til at bygge kopier af sig selv.

Netop fordi de vil være i stand til at bygge kopier af sig selv, vil assemblere være billige. Dette kan man også se, hvis man tænker på at de mange andre produkter der bliver fremstillet af molekylære maskiner, brænde, hø, kartofler osv. er meget billige.

Ved at arbejde i store grupper vil assemblere, og mere specialiserede nanomaskiner, være i stand til at bygge objekter billigt.

Ved at sikre sig at hvert atom er placeret korrekt, vil de fremstille produkter med høj kvalitet og pålidelighed. Overskuds molekyler vil også være underkastet den samme strikse kontrol. Hvilket gør fremstillingsprocessen ekstremt ren.

Sandsynligheden for denne fremgangsmåde kan illustreres ved hjælp af ribosomer. Ribosomer fremstiller alle de proteiner der bliver brugt i alt levende på denne planet. Et typiske ribosom er relativt lille (få tusinde kubiske nanometer) og er i stand til at bygge næsten ethvert protein, ved at sammenkæde aminosyrer (proteinernes byggestene) i en præcis lineær sekvens.

For at gøre dette, har ribosomet en måde at gribe fat i en specifik aminosyre. (mere præcist har det evnen til selektivt at gribe fast i et specifikt transfer RNA, hvilket igen er kemisk bundet af et specifikt enzym til en specifik aminosyre). Ribbosomet kan gribe fat i den voksende polypeptid, og få den specifikke aminosyre til at reagere med, og blive tilføjet til enden af polypeptidet

På samme måde vil en assembler bygge en vilkårlig molekylær struktur ved at følge en sekvens af instruktioner. Men assembleren vil give fuld tre-dimensionel kontrol over den molekylære komponent (tilsvarende de individuelle aminosyrer), der bliver tilføjet til en voksende komplex molekylær struktur (tilsvarende den voksende polypeptid). Derudover vil assembleren være i stand til at danne mange slags kemiske forbindelser. Ikke kun den ene (peptid forbindelsen) som ribosomet laver.

En konsekvens af assemblere vil være, at de er billige, da en assembler kan programmeres til at bygge næsten en hvilken som helst struktur. Den kan specielt bruges til at bygge en anden assembler. Derfor skulle selv-reproducerende assemblere være mulige, konsekvensen heraf er, at produktionsprisen på assembleren primært vil være prisen på råmaterialer, og den energi der kræves til konstruktionen.

Et af hovedproblemerne ved nanoteknologi er boot problemet. Hvordan man skal bygge den første assembler.

Der er adskillige retninger. Én er at forbedre et "scanning tunneling" mikroskop, eller et "atomic force" mikroskop, så det får den nødvendige flexibilitet og gribeevne, som vil gøre det muligt at placere atomer og molekyler med tilstrækkelig præcision i et 3D rum.

Der sker fremskridt på dette område. IBM's logo der blev skrevet på en overflade, med 35 præcist placerede xenon atomer, var forside-nyt for få år siden.

En anden retning imod den første assembler, er gennem syntetisk kemi. Man kan forestille sig at syntisere smart designede kemiske byggeblokke, der kan samle sig selv i en opløsning.

En anden vej er gennem biokemi. Ribosomer er specielle assemblere, og vi kunne bruge dem til at lave assemblere med mere generelle egenskaber.

En alvorlig forhindring i den retning er protein-foldnings problemet. At forudse formen på en given sekvens af aminosyrer i en opløsning. Selvom den generelle løsning på dette problem ikke kan udregnes, er det måske muligt at at forudsige formen på det resulterende protein i visse specielle tilfælde. Der vil måske være mange nok af disse forudsigelige proteiner til at vi kan bruge dem til at bygge en mere generel assembler.

I Drexlers bog "Nanosystems" (1992) blev det påvist at generelle assemblere er konsistente med kemiens love. Denne bog viste også at generelle assemblere kunne bygge en bred vifte af nyttige strukturer. Inklusiv ultra-kraftige computere. Faktisk kan en hvilken som helst struktur der er specificeret i atomære detaljer, og som er konsistente med kemiens love, bygges af en molekylær assembler. Billigt og næsten uden spild.

Det er også muligt at en "moden" nanoteknologi vil gøre det muligt at genoplive nedfrosne mennesker, og gøre "uploading" muligt. (se senere faq)

Selvom det syntes rimeligt veletableret at molekylær nanoteknologi er principielt muligt, er det mere vanskeligt at fastslå hvor længe det vil tage at udvikle det. Et almindeligt gæt blandt specialisterne, er at den første generelle assembler vil blive bygget omkring år 2017 +- et årti. Men der er rig mulighed for uenighed i dette.

Da udviklingsmulighederne i nanoteknologi er så enorme, er det nødvendigt at folk begynder at tænke alvorligt over dette emne nu. Hvis nanoteknologi bliver misbugt, kan det får alt ødelæggende konsekvenser. Samfundet har behov for at udvikle metoder til at minimere denne risiko.

Referencer:

• Drexler, E. 1986. The Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology
• Drexler, E. 1992. Nanosystems, John Wiley & Sons, Inc., NY.
• Foresight Institute
• The Transhumanist Faq - What is nanotechnology?