Dergiler / Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi / 2022 / Cilt: 27 - Sayı: 3

Kendi Kendini Konfigüre Edebilen Bir Sistemdeki Tekil Modül İçin Dış Manyetik Eyleyiciler Kullanılarak Hareket Mekanizmasının Geliştirilmesi

DEVELOPING A MOTION MECHANISM FOR A SINGLE MODULE IN A SELF-RECONFIGURABLE MODULAR MICROROBOTICS SYSTEM BY USING EXTERNAL MAGNETIC ACTUATORS

Sayfa
1061–1080
Yayın Tarihi
2022-12-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Simülasyon sonuçları teorik değerler ile karşılaştırılarak önerilen hareket mekanizmasının doğrulaması gerçekleştirilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Mikro robotik alanında, kendi kendini konfigüre edebilen modüler robotlar (KKMR) düzensiz çevreye uyum sağlayabilme, birçok değişken görevi yerine getirebilme ve tekil modüllerin arızalanması durumunda operasyonu sürdürebilme gibi avantajlar sunmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Kendi kendini konfigüre edebilen robotik sistemlerdeki son güncel araştırmalar, milyon seviyesinde modül sayısına sahip sistemlerin hareket, kendi kendini konfigüre etme ve bilgi akışı gözetilerek geliştirilmesi yönündedir.
💡
Sonuç & Katkı:Simülasyon sonuçları teorik değerler ile karşılaştırılarak önerilen hareket mekanizmasının doğrulaması gerçekleştirilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:mikrorobotik · kendi kendini konfigüre etme · dış manyetik tahrik

Özet

Mikro robotik alanında, kendi kendini konfigüre edebilen modüler robotlar (KKMR) düzensiz çevreye uyum sağlayabilme, birçok değişken görevi yerine getirebilme ve tekil modüllerin arızalanması durumunda operasyonu sürdürebilme gibi avantajlar sunmaktadır. Kendi kendini konfigüre edebilen robotik sistemlerdeki son güncel araştırmalar, milyon seviyesinde modül sayısına sahip sistemlerin hareket, kendi kendini konfigüre etme ve bilgi akışı gözetilerek geliştirilmesi yönündedir. Bu araştırma yönelimi beraberinde modüllerin minyatürleştirilmesi gibi sınamalar getirmektedir. Milyon mertebesinde modüle sahip bir KKMR sistemi göz önünde bulundurulduğunda, hareket ve kendi kendini konfigüre etme mekanizmaları için alternatif metotların araştırılması gerekmektedir. Modüllerin dış eyleyiciler ile harekete geçirilmesi mikro KKMR sistemleri için iyi bir seçenek oluşturmaktadır. Bu çalışmada mikro KKMR sistemindeki tekil bir modül için dış manyetik eyleyiciler kullanılarak özgün bir hareket mekanizması geliştirilmiştir. Esnek mikro tüp ve kalıcı mıknatıslardan oluşan bir yapı modülün içerisine yerleştirilmiş ve yapıya periyodik bir hareket uygulanmıştır. Tekil bir mikro tüp kalıcı mıknatıs yapısının hareketi COMSOL Multiphysics yazılımı kullanılarak canlandırılmıştır. Simülasyon sonuçları teorik değerler ile karşılaştırılarak önerilen hareket mekanizmasının doğrulaması gerçekleştirilmiştir.

Abstract

In microrobotics field, self-reconfigurable modular robots (SRMRs) offer several advantages including adaptation to uneven environments, the capability of handling various sets of tasks, and continuous operation in the case of a malfunction of a single module. The current research direction in self-reconfigurable robotic systems is towards reaching million level number of modules working in coherence by means of locomotion, self-reconfiguration, and information flow. This research direction comes with new challenges such as miniaturizing the modules. One should consider looking for alternative ways of locomotion and self-reconfiguration when dealing with SRMRs having million level number of modules. Externally actuating the modules can be a good alternative to micro SRMRs. In this study, we developed a novel motion mechanism for a single module in a micro SRMR system by using external magnetic actuators. An assembly of elastic microtubes and permanent magnets is attached inside a cube-shaped module and periodic motion of the assembly is applied. The motion of a single microtube with permanent magnets inside is generated by using COMSOL Multiphysics software. The results of the simulations are compared with theoretical values to validate the motion mechanism that is introduced in the study.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

DOKUYUCU, H. İ., ÖZMEN, N. G., CORA, Ö. (2022). Kendi Kendini Konfigüre Edebilen Bir Sistemdeki Tekil Modül İçin Dış Manyetik Eyleyiciler Kullanılarak Hareket Mekanizmasının Geliştirilmesi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Cilt: 27 - Sayı: 3, 1061–1080. https://ajindex.com/articles/865517

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (1)

  1. Abbott, J.J., Peyer, K.E., Lagomarsino, M.C., Zhang, L., Dong, L., Kaliakatsos, I.K. and Nelson, B.J. (2009). How should microrobots swim? International Journal of Robotics Research, 28, 157-167. doi:10.1007/978-3-642-14743-2_14 2. Al Khatib, E., Bhattacharjee, A., Razzaghi, P., Rogowski, L.W., Kim, M.J. and Hurmuzlu Y. (2020). Magnetically Actuated Simple Millirobots for Complex Navigation and Modular Assembly. IEEE Robotics and Automation Letters, 5(2), 2958-2965. doi:10.1109/LRA.2020.2974389 3. Ceylan, H., Giltinan, J., Kozielski, K. and Sitti, M. (2017). Mobile microrobots for bioengineering applications. Lab Chip, 17(10), 1705-1724. doi:10.1039/C7LC00064B 4. Ciszewski, M., Buratowski, T., Giergiel, M., Małka, P. and Kurc, K. (2014). Virtual prototyping, design and analysis of an in-pipe inspection mobile robot. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 52(2), 417-429. 5. Diller, E., Pawashe, C., Floyd, S. and Sitti, M. (2011). Assembly and disassembly of magnetic mobile micro-robots towards deterministic 2-D reconfigurable micro-systems. International Journal of Robotics Research, 30(14), 1667-1680. doi:10.1177/0278364911416140 6. Ergeneman, O., Dogangil, G., Kummer, M.P., Abbott, J.J., Nazeeruddin, M.K. and Nelson, B.J. (2008). A magnetically controlled wireless optical oxygen sensor for intraocular measurements. IEEE Sensors Journal, 8(1), 29-37.doi:10.1109/JSEN.2007.912552 7. Fukuda, T. and Nakagawa, S. (1988). Approach to the dynamically reconfigurable robotic system. Journal of Intelligent and Robotic Systems, 1(1), 55-72. doi:10.1007/BF00437320 8. Goeller, M., Oberlaender, J., Uhl, K., Roennau, A. and Dillmann, R. (2012). Modular robots for on-orbit satellite servicing. 2012 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO), 2018- 2023. doi:10.1109/ROBIO.2012.6491265 9. Hirai, M., Hirose, S. and Lee, W. (2013). Gunryu III: Reconfigurable magnetic wall-climbing robot for decommissioning of nuclear reactor. Advanced Robotics, 27(14), 1099-1111. doi:10.1080/01691864.2013.812174 10. Jeon, S., Hoshiar, A.K., Kim, S., Lee, S., Kim, E., Lee, S., Kim, K., Lee, J., Kim, J. and Choi, H. (2018). Improving guidewire-mediated steerability of a magnetically actuated flexible microrobot. Micro and Nano Systems Letters, 6:15. doi:10.1186/s40486-018-0077-y 11. Koleoso, M., Feng, X., Xue, Y., Li, Q., Munshi, T. and Chen, X. (2020). Micro/nanoscale magnetic robots for biomedical applications. Materials Today Bio, 8, 100085. doi:10.1016/j.mtb