Na nanotecnologia , a auto-replicação é um processo em que dispositivos cujos diâmetros são de escala atómica, na ordem dos nanómetros, criam cópias de si mesmos. Um nanômetro é de 10 -9 metros ou um milionésimo de milímetro. Para que a auto-replicação ocorra de forma construtiva, três condições devem ser cumpridas.
A primeira exigência é que cada unidade seja uma máquina especializada chamada nanorobot, cuja função é construir pelo menos uma cópia de si mesma durante sua vida operacional. (Cada unidade também deve ter alguma outra função, a menos que o objetivo pretendido do agregado seja causar estragos, gerando o equivalente mecânico de um tumor cancerígeno). Um exemplo hipotético de um nanorobot construtivamente auto-replicável é um anticorpo artificial. Além de se reproduzir, ele procura e destrói organismos causadores de doenças.
O segundo requisito é a existência de toda a energia e ingredientes necessários para construir um certo número mínimo de cópias completas do nanorobot em questão. Idealmente, as quantidades de cada ingrediente devem ser tais que sejam consumidas na proporção correta. Se o processo for para ser finito, então quando o número desejado de nanorobots tiver sido construído, não devem restar quantidades não utilizadas de nenhum ingrediente.
O terceiro requisito é que o ambiente seja controlado para que o processo de replicação possa prosseguir eficientemente e sem avarias. A turbulência excessiva, temperaturas extremas, radiação intensa ou outras circunstâncias adversas podem impedir o bom funcionamento dos nanorobots e fazer com que o processo vacile ou falhe. Escritores de ficção científica sugeriram que mutações podem ocorrer em uma sofisticada comunidade nanorobótica auto-replicável, dando origem à máquina equivalente à seleção natural. Tal processo pode ser usado para criar uma colônia auto-sustentável e evolutiva de robôs em um planeta extraterrestre.
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