Groupe de nano robotique de l’Université de Waterloo wiki

Groupe nanorobotique de l’Université de Waterloo (UWNRG) est un groupe de premier cycle composé d’étudiants de plusieurs programmes d’ingénierie différents, notamment la nanotechnologie, la mécatronique, l’électricité, l’ingénierie informatique et logiciel, divers programmes de mathématiques et d’arts à l’Université de Waterloo. Leur objectif principal est la conception des microrobots, ainsi que la promotion de la nanotechnologie et leur programme. Le groupe a été fondé en 2007 et leur réalisation la plus récente a été de remporter le Microassembly Challenge lors de la Conférence internationale de l’IEEE 2013 sur la robotique et l’automatisation (ICRA). ^[d’abord] Ils étaient la seule équipe complètement de premier cycle, ainsi que la seule équipe canadienne en compétition. ^[2] L’UWNRG est depuis évolué à partir du concours de robotique et envisage maintenant de développer des micro-robotiques pour les applications industrielles et médicales par le biais de Maya, et des applications agricoles via la vision.

Les recherches en cours [ modifier ]]

Vision [ modifier ]]

Vision est une équipe de recherche formée à la mi-2019 dans le but de combiner la biologie micro et moléculaire avec la robotique. Le projet actuel, Healthy Hydroponics, cherche à créer de meilleures machines de croissance des plantes intérieures et entièrement automatisées par des bactéries d’ingénierie et un système hydroponique. Travaillant sous Dr Trevor Charles , ensemble, ils ont décrit les trois principaux composants de ce projet: un capteur entièrement automatisé maniant un système hydroponique, la création de bactéries aquatiques qui peuvent exprimer la promotion des plantes et enfin, un capteur microbien pour détecter les agents pathogènes possibles. Plus d’informations peuvent être trouvées sur l’UWNRG site Internet .

Robots actuels [ modifier ]]

MAYA [ modifier ]]

Maya (micro-assemblage YBCO Apparatus) est un robot expérimental qui utilise le concept de verrouillage quantique. ^[3] En utilisant ce concept, le YBCO, un supraconducteur à haute température, peut imaginer un micro-aimant dans l’espace au-dessus d’elle-même. De là, la position du YBCO peut être contrôlée à l’aide de moteurs et d’actionneurs, ce qui entraîne le mouvement du micro-magnét. Maya est livrée avec un système de suivi optique qui peut tenir compte de l’erreur entre les mouvements macro et micro-échelles, entraînant une action de haute précision. Plus d’informations peuvent être trouvées sur l’UWNRG site Internet .

Robots précédents [ modifier ]]

Michelle [ modifier ]]

Michelle (Mercure dans une enceinte d’habitat claire tirant parti de l’excitation de Lorentz) utilise la microfluidique pour déplacer avec précision le robot à travers un autre milieu fluidique. ^[3]

LUI-MÊME [ modifier ]]

Sam (Solénoïde actionné par microrobot) est le successeur spirituel du robot Emma, ​​utilisant le déplacement d’un champ magnétique. ^[3]

SCIE [ modifier ]]

En utilisant des ondes acoustiques comme propulsion pour un dispositif MEMS, l’équipe de surface acoustique de surface d’UWNRG (connue sous le nom de SAW) tente de diversifier l’arsenal du groupe des réalisations microrobotiques. La conception de SAW a été initialement conçue à la suite de notre succès dans le NIST Mobile Micorobotics Challenge 2011 et présente la première conception de microrobot entièrement piézoélectrique entièrement fluide du groupe. ^[4] La conception se compose d’une gouttelette de liquide de nanolitre, se déplaçant au sommet d’un substrat en verre silanisé qui a été modelé en un transducteur interdigital (IDT). Une tranche de niobate de lithium en couches avec des films minces en titane et en or sera un générateur d’ondes acoustiques de surface, qui produira des oscillations sur la surface de la plaquette. Cela donnera une gouttelette fluide excitée et entraînera finalement une propulsion linéaire du microrobot fluide. ^[5]

Emma [ modifier ]]

Emma (micro-actionnement électromagnétique) est leur projet le plus connu. Il s’est classé 3e au classement général du NIST Mobile Micorobotics Challenge 2010 en Alaska, ^[6] et la première place de la compétition de 2011 à Shanghai, en Chine. ^[6] Emma est faite d’un alliage magnétique qui se déplace en déplaçant le champ magnétique entourant le robot (actionnement magnétique). L’équipe travaille actuellement sur un document de recherche, “caractérisant la tension de surface autour du robot à une échelle micro”, et améliorant la conception pour avoir une rotation le long de son axe. Emma a plusieurs itérations, itération 1 et itération 1.5 ayant été achevée. Il est à espérer que l’itération 2.0 sera une amélioration par rapport aux conceptions actuelles. ^[7]

Pamela [ modifier ]]

Pamela (action de pompe médiée par l’absorption de la lumière excitée) est un MEMS à base microfluidique qui a d’abord été développé par le groupe nanorobotique. Proposé à l’origine en 2007 par les membres fondateurs du groupe, sa conception consiste à utiliser la poussée pour manipuler le microrobot à travers un milieu fluidique. Le système de propulsion du robot est deux petites pompes faites d’une membrane photosensible qui se déformera et expulsera le liquide lorsqu’un laser est brillant sur la membrane. Le mouvement du robot est déterminé en concentrant le faisceau laser sur une pompe individuelle pour tourner, ou sur les deux pompes simultanément pour le mouvement vers l’avant. Pamela espérait être une amélioration par rapport à Emma car elle aura la capacité de tourner à gauche ou à droite ce qui manque actuellement l’itération actuelle d’Emma.

Microcoptère [ modifier ]]

Le microcoptère est développé avec un système de propulsion à base d’ipice. Le robot utilise un dipôle magnétique en forme de rotor placé dans un champ magnétique tournant rapidement. Le rotor s’alignera constamment avec ce champ magnétique imitant ainsi un hélicoptère si le champ magnétique peut être déplacé assez rapidement. ^[5]

Événements passés [ modifier ]]

Conférence de nanotechnologie de Waterloo (WNC) [ modifier ]]

L’UWNRG a participé à la session d’affiches de WNC en 2018 et 2019, où ils ont présenté leurs recherches et leurs projets expérimentaux actuels. En 2019, une démo en direct a été jouée qui a montré les progrès réalisés par Maya au cours de la dernière année, qui peuvent être vus ici.

L’exposition nanotech [ modifier ]]

L’UWNRG a participé à la Nanotech Expo 2009 Tokyo, au Japon, en 2009, où le groupe s’est rendu au Japon pour représenter la délégation canadienne, ainsi que des responsables gouvernementaux et des organisations privées. Le groupe était la seule organisation de premier cycle de cet événement international. Avec l’aide des mentors des groupes (professeurs et boursiers diplômés), le groupe a présenté sa technologie de pompe pneumatique à l’échelle nanométrique à un public de représentants du gouvernement japonais et de l’industrie à l’ambassade du Canada à Tokyo.

Défi microrobotique mobile NIST [ modifier ]]

Le groupe nanorobotique de l’Université de Waterloo a participé au Challenge Microrobotics organisé par l’Institut national des normes et de la technologie (NIST) au cours des quatre dernières années. Au cours du Mobile Micorobotics Challenge 2013 à la Conférence internationale sur la robotique et l’automatisation (ICRA) à Karlsruhe, en Allemagne, l’UWNRG a remporté la première place dans le défi de mobilité autonome avec le Microrobot Emma. À l’ICRA 2011 à Shanghai, en Chine, UWNRG s’est classé premier dans le Mobile Microrobotics Challenge, ^{[8] [9]} Battre plus de 10 autres équipes enregistrées dans les meilleures institutions à l’échelle internationale. Cela comprenait les participants des États-Unis, de la France et de l’Italie. En 2010, l’UWNRG s’est classé troisième place au total dans le défi des microrobotiques mobiles. ^{[dix] [11]} Parmi les équipes enregistrées, l’UWNRG était le seul premier cycle et la seule équipe canadienne en compétition. La compétition a nécessité la création d’un robot de moins de 600 micromètres dans toutes les dimensions et de participer à des défis conçus pour tester la mobilité, l’agilité et le contrôle, tels que le tableau de bord de 2 mm, un défi pour déplacer le robot dans un modèle de figure 8 et des défis de micro-assemblage qui impliquent l’utilisation de l’utilisation Le robot pour emballer de petites chevilles triangulaires ensemble. ^[5] L’équipe prévoit de concourir à nouveau en 2014.

Membres [ modifier ]]

L’équipe est composée de plus de 40 étudiants de premier cycle différents de l’Université de Waterloo. Les membres de l’équipe sont divisés en plusieurs sous-équipes indépendantes: une équipe technique responsable de la conception de chacun des robots, le groupe de systèmes de contrôle qui écrivent le logiciel qui contrôle comment les robots réagissent dans une situation, l’équipe de développement commercial qui est responsable Pour trouver des sponsors pour l’équipe et l’équipe marketing qui organise des événements de sensibilisation et des conférences pour l’équipe. ^[5] Les professeurs associés de l’Université de Waterloo incluent le Dr Yavuz, Dr. Prouzet, Dr. Cui, Dr. Mansour, et Dr. Ils les ont amenés.

Les références [ modifier ]]

Liens externes [ modifier ]]