Los respirocitos diseñados  por Robert Freitas son unos nanorobots de una micra de diámetro que tienen la capacidad de imitar la acción de la hemoglobina dentro de los hematíes, liberando hasta 236 veces más de oxígeno que un glóbulo rojo normal. El material con el que está hecho es carbono diamantino, que le aporta muchísima resistencia, y en la superficie posee una serie de rotores que le permiten separar los gases del plasma de forma selectiva, almacenándolos de forma prácticamente pura.

Para poder controlar todo este proceso, tiene una gran variedad de sensores químicos, térmicos y de presión, y además posee un nanoprocesador que permite el control externo mediante señales acústicas para controlar el proceso en todo momento.