مجموعة الروبوتات النانوية بجامعة واترلو

مايا (جهاز التجميع الدقيق YBCO) هو روبوت تجريبي يستخدم مفهوم القفل الكمومي . ^{[ 3 ]} باستخدام هذا المفهوم، يستطيع YBCO، وهو موصل فائق ذو درجة حرارة عالية، التقاط مغناطيس دقيق في الفضاء فوقه. ومن ثم، يمكن التحكم في موضع YBCO باستخدام محركات ومشغلات، مما يؤدي إلى تحريك المغناطيس الدقيق. يأتي مايا مزودًا بنظام تتبع بصري قادر على حساب الخطأ بين الحركات على المستويين الكلي والجزئي، مما ينتج عنه تشغيل عالي الدقة. يمكنكم الاطلاع على المزيد من المعلومات على موقع UWNRG الإلكتروني .

تستخدم MICHELLE (الزئبق في حاوية شفافة تستفيد من إثارة لورنتز) تقنية الموائع الدقيقة لتحريك الروبوت بدقة عبر وسط سائل آخر. ^{[ 3 ]}

يُعدّ SAM (الروبوت الصغير المُشغّل بالملف اللولبي) الوريث الروحي لروبوت EMMA، حيث يستخدم إزاحة المجال المغناطيسي. ^{[ 3 ]}

يسعى فريق الموجات الصوتية السطحية (SAW) التابع لجامعة غرب ويسكونسن (UWNRG)، باستخدام الموجات الصوتية كوسيلة دفع لجهاز MEMS، إلى تنويع إنجازات الفريق في مجال الروبوتات الدقيقة. وقد تم تصميم SAW في البداية بعد نجاحنا في تحدي NIST للروبوتات الدقيقة المتنقلة لعام 2011، ويتميز هذا التصميم بأنه أول تصميم لروبوت دقيق يعمل بالكامل بسائل كهرضغطية عكسية. ^{[ 4 ]} يتكون التصميم من قطرة سائل نانولترية تتحرك فوق ركيزة زجاجية معالجة بالسيليكون، تم تشكيلها على هيئة محول طاقة بيني (IDT). ستعمل رقاقة من نيوبات الليثيوم مغطاة بطبقات رقيقة من التيتانيوم والذهب كمولد للموجات الصوتية السطحية، مما يُنتج تذبذبات على سطح الرقاقة. سيؤدي ذلك إلى إثارة قطرة السائل، وبالتالي دفع الروبوت الدقيق السائل بشكل خطي. ^{[ 5 ]}

يُعدّ مشروع EMMA (التحريك الكهرومغناطيسي الدقيق) أشهر مشاريعهم. وقد حاز على المركز الثالث في مسابقة NIST للروبوتات الدقيقة المتنقلة لعام 2010 في ألاسكا ، ^{[ 6 ]} والمركز الأول في مسابقة عام 2011 في شنغهاي ، الصين . ^{[ 6 ]} يتكون EMMA من سبيكة مغناطيسية تتحرك عن طريق إزاحة المجال المغناطيسي المحيط بالروبوت (التحريك المغناطيسي). ويعمل الفريق حاليًا على ورقة بحثية بعنوان "توصيف التوتر السطحي حول الروبوت على المستوى الميكروي"، بالإضافة إلى تطوير التصميم ليتمكن من الدوران حول محوره. وقد مرّ مشروع EMMA بعدة مراحل تطوير، حيث تمّ إنجاز المرحلتين الأولى والثانية (1.5). ويُؤمل أن تُشكّل المرحلة الثانية (2.0) تحسينًا على التصاميم الحالية. ^{[ 7 ]}

باميلا (تشغيل المضخة بوساطة امتصاص الضوء المُثار) هو نظام MEMS قائم على تقنية الموائع الدقيقة ، طُوِّر لأول مرة من قِبَل مجموعة الروبوتات النانوية. اقترحه الأعضاء المؤسسون للمجموعة عام ٢٠٠٧، ويعتمد تصميمه على استخدام قوة الدفع لتحريك الروبوت الصغير عبر وسط سائل. يتكون نظام دفع الروبوت من مضختين صغيرتين مصنوعتين من غشاء حساس للضوء، يتشوه ويطرد السائل عند تسليط شعاع ليزر عليه. تُحدَّد حركة الروبوت بتركيز شعاع الليزر على مضخة واحدة للدوران، أو على المضختين معًا للحركة للأمام. يُؤمل أن يُحسِّن باميلا من أداء إيما، إذ سيتمتع بالقدرة على الدوران يمينًا أو يسارًا، وهي ميزة تفتقر إليها النسخة الحالية من إيما.

يجري تطوير الروبوت "ميكروكوبتر" بنظام دفع يعتمد على المروحية. يستخدم الروبوت ثنائي قطب مغناطيسي على شكل دوار موضوع في مجال مغناطيسي سريع الدوران. سيحاذي الدوار نفسه باستمرار مع هذا المجال المغناطيسي، محاكياً بذلك حركة المروحية إذا أمكن تحريك المجال المغناطيسي بسرعة كافية. ^{[ 5 ]}

شاركت UWNRG في جلسة الملصقات الخاصة بـ WNC في عامي 2018 و 2019، حيث قدموا أبحاثهم ومشاريعهم التجريبية الحالية.

شاركت مجموعة UWNRG في معرض تقنية النانو 2009 في طوكيو ، اليابان ، عام 2009، حيث سافرت المجموعة إلى اليابان لتمثيل الوفد الكندي، إلى جانب مسؤولين حكوميين ومنظمات خاصة. وكانت المجموعة هي المنظمة الطلابية الوحيدة المشاركة في هذا الحدث الدولي. وبمساعدة مرشدي المجموعة (أساتذة وزملاء دراسات عليا)، قدمت المجموعة تقنية مضخة الهواء النانوية الخاصة بها لجمهور من ممثلي الحكومة والصناعة اليابانية في السفارة الكندية في طوكيو.

شارك فريق الروبوتات النانوية بجامعة واترلو في تحدي الروبوتات الدقيقة الذي يستضيفه المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) على مدار السنوات الأربع الماضية. خلال تحدي الروبوتات الدقيقة المتنقلة لعام 2013 في المؤتمر الدولي للروبوتات والأتمتة (ICRA) في كارلسروه ، ألمانيا ، فاز فريق UWNRG بالمركز الأول في تحدي التنقل الذاتي باستخدام الروبوت الدقيق EMMA. وفي مؤتمر ICRA 2011 في شنغهاي ، الصين ، حصد فريق UWNRG المركز الأول في تحدي الروبوتات الدقيقة المتنقلة، ^{[ 8 ] [ 9 ]} متفوقًا على أكثر من 10 فرق مسجلة أخرى من مؤسسات عالمية مرموقة، بما في ذلك فرق من الولايات المتحدة وفرنسا وإيطاليا. وفي عام 2010، حصد فريق UWNRG المركز الثالث في الترتيب العام لتحدي الروبوتات الدقيقة المتنقلة. ^{[ 10 ] [ 11 ]} وكان فريق UWNRG الفريق الجامعي الوحيد والفريق الكندي الوحيد المشارك من بين الفرق المسجلة. تطلبت المسابقة تصميم روبوت بأبعاد لا تتجاوز 600 ميكرومتر في جميع الجوانب، والمشاركة في تحديات مصممة لاختبار الحركة وخفة الحركة والتحكم، مثل  تحدي الـ 2 مم، وتحدي تحريك الروبوت على شكل الرقم 8، وتحديات التجميع الدقيق التي تتضمن استخدام الروبوت لتجميع أوتاد مثلثة صغيرة معًا. ^{[ 5 ]}