Waterloo Üniversitesi Nano Robotik Grubu - University of Waterloo Nano Robotics Group

Waterloo Üniversitesi Nanorobotics Group (UWNRG), birkaç farklı mühendislik programından öğrencilerden oluşan bir lisans grubudur. Nanoteknoloji, Mekatronik, Elektriksel, Bilgisayar, ve Yazılım Mühendisliği, çeşitli Matematik ve Sanat programları Waterloo Üniversitesi. Birincil hedefleri, mikro robotlar yanı sıra tanıtımı nanoteknoloji ve programları. Grup 2007'de kuruldu ve en son başarıları 2013'te Microassembly Challenge'ı kazanmaktı. IEEE Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı (ICRA).[1] Tamamen tek onlardı lisans takımı, hem de yarışan tek Kanadalı takım.[2] UWNRG o zamandan beri robotik yarışmasından gelişti ve şimdi MAYA aracılığıyla endüstriyel ve tıbbi uygulamalar için mikro robotik geliştirmeye ve Vision aracılığıyla tarım uygulamalarına bakıyor.

Güncel Araştırma

Vizyon

Vision, mikro ve moleküler biyolojiyi robotik ile birleştirmek amacıyla 2019 yılının ortalarında oluşturulan bir araştırma ekibidir. Mevcut proje olan Sağlıklı Hidroponik, bakteri ve hidroponik sistem mühendisliği yaparak daha iyi kapalı ve tam otomatik bitki büyütme makineleri yaratmayı amaçlamaktadır. Altında çalışmak Dr. Trevor Charles birlikte, bu projenin üç ana bileşenini özetlediler: hidroponik sistem kullanan tam otomatik bir sensör, bitki gelişimini ifade edebilen suda yaşayan bakterilerin oluşturulması ve son olarak, olası patojenleri tespit etmek için bir mikrobiyal sensör. UWNRG'de daha fazla bilgi bulunabilir İnternet sitesi.

Mevcut Robotlar

MAYA

MAYA (Mikro Montaj YBCO Aparatı), şu kavramını kullanan deneysel bir robottur. kuantum kilitleme.[3] Bu konsepti kullanarak, yüksek sıcaklıkta bir süper iletken olan YBCO, kendi üstündeki uzayda bir mikro mıknatısı görüntüleyebilir. Oradan, YBCO'nun konumu, mikro mıknatısın hareketi ile sonuçlanan motorlar ve aktüatörler kullanılarak kontrol edilebilir. MAYA, makro ve mikro ölçekli hareketler arasındaki hatayı açıklayabilen ve yüksek hassasiyetli çalıştırma sağlayan bir optik izleme sistemiyle birlikte gelir. UWNRG'de daha fazla bilgi bulunabilir İnternet sitesi.

Önceki robotlar

MICHELLE

MICHELLE (Lorentz Uyarımından Yararlanan Şeffaf Bir Habitat Muhafazasında Cıva), mikroakışkanlar Robotu başka bir akışkan ortamdan doğru şekilde hareket ettirmek için.[3]

SAM

SAM (Solenoidle Harekete Geçirilen Microrobot), bir manyetik alanın yer değiştirmesini kullanan EMMA robotunun manevi halefidir.[3]

TESTERE

Akustik dalgaları bir MEMS cihazı için itici güç olarak kullanan UWNRG'nin yüzey akustik dalga ekibi (SAW olarak bilinir), grubun mikrorobotik başarılar cephaneliğini çeşitlendirmeye çalışıyor. SAW tasarımı ilk olarak 2011 NIST Mobile Microrobotics Challenge'daki başarımızın ardından tasarlandı ve grubun ilk tamamen akışkan ters piezoelektrik mikro robot tasarımını içeriyor.[4] Tasarım, bir nanolitre sıvı damlacığından oluşur ve bir silanize cam substratın üzerinde hareket eder. interdigital dönüştürücü (IDT). Titanyum ve altın ince filmlerle tabakalanmış bir lityum niyobat gofret, gofret yüzeyinde salınımlar üretecek bir yüzey akustik dalga üreteci görevi görecek. Bu, uyarılmış bir sıvı damlacığı verecek ve sonuçta sıvı mikro robotun doğrusal itilmesine neden olacaktır.[5]

EMMA

EMMA (ElectroMagnetic Micro Actuation), en iyi bilinen projesidir. 2010'da genel klasmanda 3. oldu NIST Mobil Microrobotics Challenge in Alaska,[6] 2011 yarışmasında birincilik Şangay, Çin.[6] EMMA, bir manyetik alaşım yer değiştirerek hareket eden manyetik alan robotu çevrelemek (manyetik çalıştırma). Ekip şu anda bir araştırma makalesi üzerinde çalışıyor, "Robotun etrafındaki yüzey gerilimini mikro ölçekte karakterize ediyor" ve tasarımı kendi ekseni boyunca dönecek şekilde yükseltiyor. EMMA'nın tamamlanmış birkaç yinelemesi, yinelemesi 1 ve yinelemesi vardır. Yineleme 2.0'ın mevcut tasarımlara göre bir gelişme olacağı umulmaktadır.[7]

Microrobot PAMELA'nın görüntüsü.

PAMELA

PAMELA (Uyarılmış Işık Absorpsiyonu ile Aracılık Edilen Pompa Aktüasyonu), mikroakışkan dayalı MEMS ilk olarak NanoRobotics Group tarafından geliştirilmiştir. İlk olarak 2007 yılında grubun kurucu üyeleri tarafından önerilen tasarım, mikro robotu akışkan bir ortam aracılığıyla manipüle etmek için itme kullanmaktır. Robotun tahrik sistemi, zara lazer ışıldadığında sıvıyı deforme edecek ve dışarı atacak olan ışığa duyarlı bir zardan yapılmış iki küçük pompadır. Robotun hareketi, lazer ışınını döndürmek için ayrı bir pompaya veya ileri hareket için aynı anda her iki pompaya odaklayarak belirlenir. PAMELA'nın EMMA üzerinde bir gelişme olması umulmaktadır çünkü EMMA'nın mevcut yinelemesinde şu anda eksik olan sola veya sağa dönme yeteneğine sahip olacaktır.

MİKROKOPTER

MICROCOPTER, helikopter tabanlı bir tahrik sistemi ile geliştirilmektedir. Robot, hızla dönen bir manyetik alana yerleştirilmiş rotor şeklinde bir manyetik dipol kullanır. Rotor kendisini bu manyetik alanla sürekli olarak hizalayacaktır, bu nedenle manyetik alan yeterince hızlı hareket ettirilebilirse bir helikopteri taklit edecektir.[5]

Geçmiş olaylar

Waterloo Nanoteknoloji Konferansı (WNC)

UWNRG, WNC'nin hem 2018 hem de 2019'daki poster oturumuna katılarak araştırmalarını ve güncel deneysel projelerini sundu. 2019'da MAYA'nın geçtiğimiz yıl kaydettiği ilerlemeyi gösteren canlı bir demo yapıldı ve buradan görülebilir.

Nanotech Fuarı

UWNRG, Nanotech Expo 2009'un katılımcısıydı Tokyo, Japonya 2009 yılında, grup hükümet yetkilileri ve özel kuruluşlarla birlikte Kanada delegasyonunu temsil etmek için Japonya'ya gitti. Grup, bu uluslararası etkinlikteki tek lisans organizasyonuydu. Grup mentorlarının (profesörler ve yüksek lisans öğrencileri) yardımıyla, grup nano ölçekli pnömatik pompa teknolojisini Tokyo'daki Kanada Büyükelçiliği'nde Japon hükümeti ve endüstri temsilcilerinden oluşan bir kitleye sundu.

NIST Mobile Microrobotics Mücadelesi

Waterloo Üniversitesi Nanorobotik grubu, ev sahipliğini yaptığı Microrobotics yarışmasında yarıştı. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) son dört yıldır. 2013 Mobil Microrobotics Challenge sırasında Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı (ICRA) içinde Karlsruhe, Almanya UWNRG, microrobot EMMA ile Otonom Mobilite Mücadelesinde birinci oldu. ICRA 2011'de Şangay, Çin, UWNRG, Mobile Microrobotics Challenge'da birinci oldu,[8][9] uluslararası en iyi kurumlardan 10'dan fazla kayıtlı takımı yenerek. Buna Amerika Birleşik Devletleri, Fransa ve İtalya'dan gelenler dahildir. 2010 yılında UWNRG, Mobile Microrobotics Challenge'da genel olarak üçüncü oldu.[10][11] Kayıtlı takımlar arasında UWNRG tek lisans öğrencisi ve yarışan tek Kanadalı takımdı. Yarışma, tüm boyutlarda 600 mikrometrenin altında bir robot oluşturmayı ve 2 mm'lik çizgi gibi hareketliliği, çevikliği ve kontrolü test etmek için tasarlanmış zorluklarda rekabet etmeyi, robotu şekil 8 modelinde hareket ettirme zorluğu ve kullanımı içeren mikro montaj zorlukları gerektiriyordu. Robot küçük üçgen mandalları bir araya toplar.[5] Ekip, 2014'te tekrar yarışmayı planlıyor.

Üyeler

Ekip, 40'ın üzerinde farklı lisans öğrencisinden oluşmaktadır. Waterloo Üniversitesi. Ekibin üyeleri birkaç bağımsız alt ekibe ayrılmıştır: her bir robotun tasarımından sorumlu bir teknik ekip, robotların bir duruma nasıl tepki vereceğini kontrol eden yazılımı yazan kontrol sistemleri grubu, sorumlu olan iş geliştirme ekibi takım için sponsorlar ve takım için sosyal yardım etkinlikleri ve konferanslar düzenleyen pazarlama ekibi bulmak için.[5] İlgili Waterloo Üniversitesi profesörleri arasında Dr. Yavuz, Dr. Prouzet, Dr. Cui, Dr. Mansour ve Dr. Fidan bulunmaktadır.

Referanslar

  1. ^ "Waterloo öğrencileri mikrorobotikte büyük kazanıyor". Waterloo.ca. 17 Mayıs 2013.
  2. ^ Secula, Erik M. (16 Aralık 2009). "Microrobotics Challenge". Nist.gov.
  3. ^ a b c "Mevcut Projeler | UW_NRG". Csclub.uwaterloo.ca. Alındı 2016-01-27.
  4. ^ "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 2011-09-15 tarihinde. Alındı 2011-11-13.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  5. ^ a b c d "UW_NRG Ana Sayfası". Uwnrg.org. Alındı 22 Ekim 2018.
  6. ^ a b Thompson, Kristy D. (7 Haziran 2010). "Alaska'da İki NIST Robotik Yarışması İçin Hazırlanan Takımlar". Nist.gov.
  7. ^ [1]
  8. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). Arşivlenen orijinal (PDF) 2013-10-02 tarihinde. Alındı 2012-01-16.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  9. ^ "Demir Savaşçı» UW_NRG Mobil Microrobotics Mücadelesini Kazandı ". Iwarrior.uwaterloo.ca.
  10. ^ "UW Nanorobotics Group Üçüncü Sırayı Yakaladı" (PDF). Iwarrior.uwaterloo.ca. Alındı 22 Ekim 2018.
  11. ^ "Demir Savaşçı» Waterloo Undergrads, Kanada'yı Microrobotics İçin Haritaya Çıkardı ". Iwarrior.uwaterloo.ca.

Dış bağlantılar