Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ 6 747 Mã bài: 161 Hệ thống robot vận chuyển siêu nhỏ dẫn động bằng actuator điện-nhiệt Micro robot transportation system driven by electro-thermal actuator Nguyễn Tuấn Khoa 1 , Đặng Bảo Lâm 1 , Phạm Hồng Phúc 1 , Nguyễn Anh Tuấn 2 1 Bộ môn Cơ sở thiết kế máy & robot, Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 2 Trường ĐH Ritsumeikan, Nhật Bản Email: khoahust@gmail.com Tóm tắt Bài báo này trình bày thiết kế, nguyên lý hoạt động và các kết quả tính toán, mô phỏng của hệ thống robot vận chuyển siêu nhỏ dẫn động bằng các actuator điện-nhiệt (electro-thermal actuator). Cấu trúc actuator dẫn động sử dụng hiệu ứng giãn nở nhiệt của các cặp dầm chữ V để tạo lực đẩy dẫn động xe robot tiến về phía trước nhờ cấu trúc răng cóc, bước tiến của xe sau mỗi chu kỳ chính là bước của răng cóc (8 µm). Vận tốc của xe robot có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số của dòng điện dẫn. Ưu điểm của hệ thống này là điện áp dẫn nhỏ (từ 20-30V) nhưng lại cho lực đẩy lớn cỡ vài mN. Hệ thống được chế tạo thử dựa trên công nghệ MEMS với chỉ một mặt nạ (mask). Các xe robot siêu nhỏ trong hệ thống có thể dùng để vận chuyển các mẫu vật siêu nhỏ trong các hệ phân tích, vận chuyển, phân loại các vi mẫu (µ-TAS) hoặc sử dụng trong các phân tích y sinh… Từ khóa: actuator điện-nhiệt, hệ thống robot vận chuyển, electro-thermal actuator. Abstract This paper describes the design, working principle, calculation, simulation and fabrication process of a micro robot transportation system (MRTS) with straight displacement of micro robot cars driven by ratchet mechanisms and chevron thermal actuators. Driving actuators based on thermal expansion effect make robot cars moving forward by ratchet mechanism, forward step equals to 8 µm -ratchet teeth. The velocities can be adjusted by changing the electric frequency. In this study, only low voltage required (20-30V) and large forces are generated and measured by micro Newton unit. The fabrication process of MRTS used only single mask based on MEMS technology. The MRTS can move and handle micro objects from one place to another. It can be used in assembling machines or micro total analysis system (μ-TAS), bio-chemical analysis for the classification of small samples… Keywords: chevron thermal actuator, micro robot transportation system, electro-thermal actuator. 1. Giới thiệu Công nghệ vi cơ điện tử MEMS đang phát triển nhanh chóng và sản phẩm của nó đã được ứng dụng vào hầu hết các lĩnh vực. Gần đây, các hệ thống vận chuyển kích thước nhỏ được sử dụng nhiều trong y học, khoa học vật liệu nhằm phục vụ việc thí nghiệm với các mẫu siêu nhỏ. Trên thế giới, các hệ thống robot và vận chuyển siêu nhỏ đã và đang được nghiên cứu, chế tạo và đưa vào ứng dụng, ví dụ như hệ vận tải sử dụng dòng khí [1-2] để vận chuyển và các đối tượng nhờ điều khiển dòng khí từ các actuator nằm bên dưới, Shigematsu et al [3] đã sử dụng dao động sóng âm của lớp nền áp điện trở để làm di chuyển đối tượng trong mặt phẳng XY , Yeh et al [4] đã sử dụng loại mô tơ kiểu “sâu đo” làm di chuyển các thanh trượt, Fujimasa [5] đề xuất actuator tích hợp hoạt động bằng rung động của cơ cấu hình chêm, tác giả Phạm Hồng Phúc và các đồng nghiệp [6-8] đã sử dụng actuator tĩnh điện dạng răng lược để dẫn động các xe công-ten-nơ có kích thước 250x450µm đi theo các quỹ đạo định trước. Nguyên lý kích hoạt dùng hiệu ứng dãn nở điện- nhiệt được sử dụng rộng rãi trong MEMS để tạo nên các actuator điện-nhiệt kích thước nhỏ như: actuator kiểu dầm V (chevron thermal actuators) [9-11], actuator kiểu cặp nhiệt (bimetal effect) [12-13], actuator kiểu dầm phức hợp [14], actuator với dầm dạng lò xo [15] hoặc dạng lò xo kết hợp có dầm liên kết với nền [16], actuator dạng dầm kép [17]… Ưu điểm của các loại actuator điện-nhiệt là sử dụng điện áp thấp nên tiêu hao năng lượng ít, lực sinh ra từ giãn nở nhiệt là lớn (gấp hàng chục lần so với lực sinh ra trong các actuator tĩnh điện cùng kích thước). Bài báo này đề xuất thiết kế một hệ thống gồm các actuator điện-nhiệt loại dầm chữ V dẫn động các xe robot siêu nhỏ có khả năng ứng dụng trong các hệ phân tích, vận tải, phân loại các vi 748 Nguyễn Tuấn Khoa, Đặng Bảo Lâm, Phạm Hồng Phúc, Nguyễn Anh Tuấn VCM2012 mẫu…với khả năng di chuyển lên tới vài milimet, đồng thời các mô đun của hệ thống có khả năng kết hợp linh hoạt phục vụ cho các ứng dụng khác nhau. 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc Hình 1 mô tả thiết kế của một mô đun hệ thống robot siêu nhỏ dẫn động bằng các actuator điện- nhiệt bao gồm bốn actuator dẫn động (1-4), xe robot (5) di chuyển thẳng từ trái sang phải nhờ từng cặp actuator điện-nhiệt thông qua các thanh liên kết (6) đẩy các thanh răng cóc (7). Mỗi mô đun của hệ thống có kích thước 5x5 mm 2 , các mô đun này có thể được kết hợp với nhau tạo nên hệ thống di chuyển phức hợp phục vụ cho nhiều ứng dụng khác nhau. H. 1 Hệ thống robot siêu nhỏ dẫn động bằng actuator điện-nhiệt H. 2 Cấu tạo của xe robot siêu nhỏ 7 10 8 9 1 2 4 5 L β 3 6 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ 6 749 Mã bài: 161 Hình 1-2 chỉ ra cấu tạo chi tiết và nguyên lý hoạt động của hệ vận chuyển. Các actuator điện-nhiệt có cấu trúc gồm nhiều dầm chữ V ngàm hai đầu (hình 3), xếp song song, với góc nghiêng β = 2 0 so với phương vuông góc với phương dịch chuyển của đỉnh dầm. Số các cặp dầm đơn cho mỗi actuator là 13, mỗi dầm đơn có chiều dài là L = 750 µm, chiều rộng b = 6µm, chiều sâu h = 30 µm. Bước và chiều cao của các răng cóc lần lượt là 8 μm và 5 μm. Cấu tạo của xe robot được chỉ ra trên hình 2. Các răng cóc ở hai bên có hướng nghiêng ngược lại với thanh răng cóc của các actuator để ăn khớp được với nhau. Hệ thống các lò xo và các khe hở g s cho phép xe robot có thể thay đổi chiều rộng của nó khi di chuyển. Khi cấp điện áp xoay chiều V 12 đặt vào giữa hai đầu ngàm (là các điện cực) của dầm chữ V, ở khoảng thời gian V 12 ≠ 0, hiệu ứng điện-nhiệt làm cho các dầm V dãn nở nhiệt đẩy các thanh liên kết (6) của actuator (1 và 3) tiến theo hướng từ trái sang phải (theo hướng đỉnh chữ V) và các thanh liên kết của actuator (2 và 4) tiến theo hướng từ phải sang trái. Trong nửa chu kỳ này các răng cóc của actuator 1 và 3 đẩy các răng cóc phía trên của xe robot làm cho xe dịch chuyển từ trái sang phải thông qua sự tác động của cơ cấu liên kết (8) đến phần khung (9). H. 3 Sơ đồ mạch điện Lúc này các răng cóc của actuator 2 và 4 đang dịch chuyển ngược lại (từ phải sang trái) sẽ trượt trên các răng cóc phía dưới của xe robot, lò xo (10) ở phía dưới bị nén lại. Xe không bị kéo ngược lại hướng di chuyển là do các răng cóc của actuator 1 (sau đó là actuator 3) ngăn lại. Ở nửa chu kỳ tiếp theo khi V 12 = 0, các dầm V của các actuator (1 và 3) co lại về vị trí ban đầu. Khi đó vai trò dẫn động được đảo lại: actuator (2 và 4) sẽ kéo xe robot thông qua thanh răng cóc và xe robot tiếp tục tiến từ trái sang phải còn răng cóc của actuator 1 và 3 sẽ trượt trên răng cóc của xe robot trở về vị trí ban đầu. Tương tự cho các chu kỳ sau và xe robot sẽ dịch chuyển tịnh tiến từ trái sang phải. 3. Tính toán lực Xét nửa chu kỳ mà thanh răng cóc của actuator 1, 3 di chuyển từ trái sang phải còn thanh răng cóc của actuator 2, 4 di chuyển từ phải sang trái. Các lực tác dụng giữa thanh răng cóc của actuator và xe robot được chỉ ra trên hình 4. Ở phần bên trên, F t là lực do dãn nở nhiệt sinh ra bởi actuator 1, F s là lực đàn hồi lò xo của xe robot, các lực này tác động lên răng cóc của thanh răng cóc dẫn. Các lực tác dụng lên thanh răng cóc của xe robot gồm có: F r1 là lực ma sát giữa xe robot và lớp nền, lực dẫn F d = F t . Ở phía bên dưới xảy ra sự trượt giữa răng cóc của xe robot và răng cóc của actuator. Các lực tác dụng lên thanh răng cóc bên dưới gồm có: áp lực giữa các răng cóc F n và lực ma sát F r2 giữa răng cóc của xe robot và răng cóc của actuator 2. Lực F n có thể chia thành hai thành phần: F a theo phương x và F s theo phương y. H.4 Phân tích lực Các lực trên được tính lần lượt như sau: Lực sinh ra từ actuator do hiệu ứng điện-nhiệt theo [9] là: 2 sin (1) t L F nAE L    750 Nguyễn Tuấn Khoa, Đặng Bảo Lâm, Phạm Hồng Phúc, Nguyễn Anh Tuấn VCM2012 3 2     -AL AL AL AL AL -AL AL -AL -AL AL 2 AL -AL AL -AL e -1 e - 1 e e e +e - 2 e +e - 2 B e -1 e - B L = (A 1 - A e +e - 2 e +e - 2 L+ + A ] ( ) 2 2 2 0 3 U B A B L k     , , ( ) 2 2 1 1 2 2 3 2 2 1 1 1 2 2 2 3 3 4 26 81 52 s x L L L L EI F k x x L L L L L             ( ) 1 5 r m F f mG ( ) 2 6 cos s r m n m F F f F f   ( ) tan (7)   a s F F 8  d t F F ( ) Với n=13 là số cặp dầm trong một bộ kích hoạt, L=750 µm là chiều dài của dầm V, ΔL là độ dãn dài do nhiệt độ, hệ số dãn dài của silicon γ = 4.10 -6 , A=6×30 µm là tiết diện mặt cắt ngang của dầm đơn, E=169GPa là mô đun đàn hồi của vật liệu silicon, k=1,5.10 -4 W/µmK là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu, T là nhiệt độ tại vị trí x trên dầm V, T r =20 0 C là nhiệt độ phòng, V 12 =30V là điện áp đặt vào hai cực actuator, ρ=ρ 0 (1+λ(T- T r )) là điện trở suất của dầm V, ρ 0 là điện trở suất của silicon ở nhiệt độ phòng, λ là hệ số điện trở suất của silicon, α là góc nghiêng của răng cóc. Từ hình 4, để xe robot có thể di chuyển được cần có: ΣF x = F t - F r1 - F a - F r2 > 0 (9) và chuyển vị của actuator: ΔD > i.p+g s (10) với p - bước răng cóc, g s - khe hở giữa các stopper trên thanh ngang của xe robot, i- số bước răng cóc đi được trong một chu kỳ. Từ (1)-(3), tính được: F t = 58,0 mN. Cuối cùng ta có: ΣF x = 57,56 mN >0 2 2 2 D (L L) L cos Lsin 16,6( m)           ΔD > i.p+g s =1.8+2 = 10 (µm) Vậy các điều kiện (9) và (10) được thỏa mãn. 4. Mô phỏng 4.1. Tính lực dẫn Các actuator được mô phỏng trên ANSYS bởi kiểu phần tử SOLID98, là kiểu phần tử tứ diện có 10 node với luật ứng xử chuyển vị bậc 2 và thích hợp với các mô hình cần chia lưới linh hoạt (nhằm tăng độ chính xác mà vẫn đảm bảo khả năng xử lý của máy vi tính). Kiểu phần tử này có các bậc tự do UX, UY, UZ, TEMP (nhiệt độ), VOLT (điện áp), MAG (điện từ) và được dùng thích hợp với bài toán mô phỏng bài toán đa trường Điện-Nhiệt-Cơ. Bảng 1. Các thông số vật liệu của silicon Mô đun Young (E) 169.10 3 MPa Hệ số Poisson (ν) 0.28 Điện trở suất (ρ 0 ) 20 x 10 -4 Ωm Hệ số dãn nở nhiệt (μ) 2.9 x 10 -6 /°K Hệ số dẫn nhiệt (k) 150 x 10 6 pW/μm°K Kích thước các dầm đơn của bộ kích hoạt nhiệt: số cặp dầm đơn n = 10, chiều sâu h = 30m, chiều rộng b = 6m, chiều dài L = 750m, góc của dầm đơn β = 2 0 , điện áp V 12 = 5 ÷ 30V. H. 5 Chuyển vị của dầm tại V 12 =30V Tiến hành mô phỏng để tìm chuyển vị theo điện áp V 12 với dải điện áp từ 5 đến 30 V thu được kết quả mô phỏng quan hệ chuyển vị bước - điện áp của actuator nhiệt (hình 6). 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 5V 10V 15V 20V 25V 30V Chuyển vị (µm) Điện áp H. 6 Quan hệ chuyển vị bước ΔD - điện áp V 12 của actuator nhiệt Ta thấy rằng để thỏa mãn (10) thì ΔD ≥ 10 m, tức là điện áp dẫn: V 12(min) = 22 (V). Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ 6 751 Mã bài: 161 4.2. Tính lực đẩy H. 7 Mô hình tính lực đẩy Để tính lực đẩy của các actuator ta xây dựng bài toán cấu trúc với phần đỉnh chịu liên kết ngàm UX=0 và UY=0 như hình 7. Với 13 cặp dầm V, tại điện áp U =30V, lực đẩy theo phương x tính được: Fx ≈ 58,0 mN. 5. Quy trình chế tạo 5.1. Quy trình chế tạo dùng một mặt nạ (a) Si layer of 30m SiO2 layer of 4m (b) (c) (d) Silicon substrate Photoresist layer (a) Si layer of 30m SiO2 layer of 4m (b) (c) (d) Silicon substrate Photoresist layer H. 8 Quy trình chế tạo hệ thống (a) Phiến SOI, (b) Quang khắc, (c) D-RIE, (d) Ăn mòn bằng HF Quy trình chế tạo được chỉ ra trên hình 8. Hệ thống robot được chế tạo từ một phiến SOI có bề dày của lớp Si trên cùng, lớp SiO 2 trung gian và lớp đế Si lần lượt là 30 m, 4 m, 450 m. (hình 8.a) Trước hết, mặt nạ được thiết kế và sử dụng cho quá trình quang khắc (photo-lithography). Cấu trúc của motor nhiệt sẽ được khắc lên trên bề mặt tấm SOI sau quá trình quang khắc và phát triển (developing) (Hình 8.b). Tiếp theo, tiến hành quá trình ăn mòn khô sâu (D-RIE) để tạo nên lớp cấu trúc có chiều sâu 30µm (chạm đến lớp SiO 2 ở giữa, tốc độ ăn mòn khoảng 1,2 µm/phút, (hình 8.c). Sau đó tấm silicon được cắt để chia ra thành các hệ motor riêng biệt. Lớp photoresist trên bề mặt của cấu trúc được rửa sạch và tiến hành quá trình ăn mòn bốc bay bằng axit HF (hình 8.d) để loại bỏ lớp SiO 2 bên dưới để tạo nên các phần cấu trúc di động và các cấu trúc dầm. 5.2. Kết quả bước đầu Hình 9 và 10 là các ảnh chụp SEM (Scanning Electron Microscopy) mô tả hệ thống robot và xe robot sau khi chế tạo bằng công nghệ vi cơ khối với một mặt nạ. Để thuận tiện cho việc đo đạc kiểm tra đặc tính, nhiều xe robot được chế tạo và đang nằm trong “kho chứa”, khi cần có thể lấy ra để chạy thử. Các bộ phận tách rời trong hệ thống luôn đảm bảo nguyên tắc khe hở nhỏ nhất giữa các bề mặt gần nhau là 2µm, là khe hở tối thiểu để đảm bảo cho quá trình ăn mòn khô sâu (D-RIE). Việc đo đạc và đánh giá kết quả đang được các tác giả tiến hành và sẽ được công bố trong thời gian tới. H. 9 Ảnh SEM hệ thống robot vận chuyển H. 10 Ảnh SEM xe robot 6. Kết luận Bài báo trình bày cấu tạo, tính toán, mô phỏng một hệ thống robot siêu nhỏ dẫn động bằng các actuator điện-nhiệt. Tính toán kích thước và phân tích lực, chuyển vị đã được đề cập nhằm chứng minh khả năng hoạt động của hệ thống trong thực tế. Các xe robot siêu nhỏ có khả năng di chuyển 8µm sau một hành trình và có thể di chuyển thẳng hàng milimet. Ưu điểm của hệ UX=UY=0 UX=UY=0 UX=UY=0 i l V 1 V 2 752 Nguyễn Tuấn Khoa, Đặng Bảo Lâm, Phạm Hồng Phúc, Nguyễn Anh Tuấn VCM2012 thống này là sử dụng điện áp thấp (không quá 30V) và cho lực đẩy lớn. Hệ thống được chế tạo từ phiến SOI (silicon on insulator) sử dụng chỉ một mặt nạ. Đây chính là ưu điểm nổi bật bởi kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và dễ điều khiển. Trong tương lai, hệ thống robot vận chuyển siêu nhỏ này có thể được dùng trong một số công việc như vận chuyển mẫu - lắp ráp trên chíp, trong các hệ phân tích tổng hợp mẫu (µ-TAS )… Lời cảm ơn: Các tác giả xin trân trọng cám ơn Đề tài Bộ Giáo dục và Đào tạo (mã số: B2012- 01-32) đã tài trợ thực hiện công việc này. Tài liệu tham khảo [1] Konishi S and Fujita H (1994), “A conveyance system using air flow based on the concept of distributed micro motion systems”, IEEE J. Microelectromech. Syst. 3, pp 54–58. [2] Fukuta Y, Yanada M, Ino A, Mita Y, Chapuis Y A, Konishi S and Fujita H (2004), “Conveyor for pneumatic two-dimensional manipulation realized by arrayed MEMS and its control”, J. Robot. Mechatronics 16, pp 163–170. [3] Shigematsu T and Kurosawa M K (2004) “XY surface acoustic wave motor with nanometer resolution”, Proc. 21st Sensor Symp. pp 237– 240. [4] Yeh R, Hollar S and Pister K S J (2002) “Single mask, large force, and large displacement electrostatic linear inchworm motors”, J. Microelectromech. Syst. 11 pp 330– 336. [5] Fujimasa I (1996) “Micromachines: A New Era in Mechanical Engineering”, (Oxford: Oxford University Press) pp 115–7,135. [6] Phuc Hong Pham et al, “Straight Movement of Micro Containers Based on Ratchet Mechanism and Electrostatic Comb-Drive Actuators”, J. Micromech. Microeng. Vol.16, No.12 (2006), pp 2532-2538. [7] Phuc Hong Pham et al, “Micro Transportation System (MTS) with Large Movement of Containers Driven by Electrostatic Comb- Drive Actuators”, J. Micromech. and Microeng. Vol. 17, No. 10 (2007), pp 2125-2131. [8] Pham Hong Phuc, Dang Bao Lam and Nguyen Tuan Khoa, “Micro linear motor based on electrostatic comb-drive actuators”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Tập 48 – Số 2A, (2010), pp 759-764. [9] Nguyễn Tuấn Khoa, Đặng Bảo Lâm, Nguyễn Đình Hướng, Phạm Hồng Phúc, “Motor tuyến tính hai chiều dẫn động bằng bộ kích hoạt nhiệt”, Hội nghị Khoa học toàn quốc Cơ học Vật rắn biến dạng lần thứ mười Thái Nguyên, 12-14/11/2010, pp 354-359. [10] Michael J. Sinclair, “A High Force Low Area MEMS Thermal Actuator”, One Microsoft Way, Redmond, WA 980522000, Inter Society Conference on Thermal Phenomena. [11] Qing Ji and Karen L. Scott, “First Order Modeling of Thermal Actuators in SUGAR”, Department of Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California, Berkeley, CA 94720. [12] Shannon Zelinski, “Design of Vertical-Lateral Thermal Actuators for MEMS ”, University of California, Berkeley December 6, 2001. [13] J. Varona, M. Tecpoyotl-Torres, A. A. Hamoui, “Modeling of MEMS Thermal Actuation with External Heat Source”, Fourth Congress of Electronics, Robotics and Automotive Mechanics, (2007) IEEE. [14] Long Que, Jae-Sung Park, and Yogesh B. Gianchandani, Member, IEEE, “ Bent-Beam Electrothermal Actuators-Part I: Single Beam and Cascaded Devices”, J. Micromech. Microeng, vol. 10, No. 2 (2001), pp 247-254. [15] J.K.Luo, A.J.Flewitt et al, “Modelling of Microspring Thermal Actuator”, NSTI- Nanotech 2004, Vol. 1, pp 355-358. [16] J K Luo, A J Flewitt, “Three types of planar structure microspring electrothermal actuators with insulating beam constraints”, J. Micromech. Microeng, 15 (2005), pp 1527– 1535. [17] Ang Beng Seng et al, “Design and Analysis of Thermal Microactuator”, European Journal of Scientific Research, Vol.35, No.2 (2009), pp 281-292. ThS. Nguyễn Tuấn Khoa nhận bằng tốt nghiệp Thạc sỹ tại trường ĐH Bách Khoa Hà Nội về lĩnh vực MEMS. Từ 2009 đến nay, ThS. Nguyễn Tuấn Khoa đảm nhiệm công việc giảng dạy và nghiên cứu tại trường ĐH Bách Khoa Hà Nội và hiện đang tập trung nghiên cứu về các vi cơ cấu trong MEMS dẫn động bởi các actuator sử dụng hiệu ứng nhiệt-điện và tĩnh điện. Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ 6 753 Mã bài: 161 TS. Phạm Hồng Phúc nhận bằng tốt nghiệp Thạc sỹ về lĩnh vực kỹ thuật Cơ khí vào năm 2002, và đến năm 2007 nhận bằng Tiến sỹ về lĩnh vực MEMS tại trường ĐH Ritsumeikan, Nhật Bản. Tiến sỹ Phạm Hồng Phúc hiện đang là giảng viên của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và đồng thời đứng đầu nhóm nghiên cứu MEMS tại Bộ môn Cơ cở thiết kế máy & robot. Lĩnh vực nghiên cứu chính của Tiến sỹ Phạm Hồng Phúc là các hệ micro motor, micro robot và các cơ cấu MEMS. ThS. Đặng Bảo Lâm nhận bằng Thạc sỹ về Cơ học máy tại trường ĐH Bách Khoa Hà Nội năm 2004 và hiện đang là nghiên cứu sinh tại trường ĐH Bách Khoa Hà Nội. Từ năm 2001, ThS. Đặng Bảo Lâm giảng dạy tại viện Cơ khí, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Các hướng nghiên cứu chính của ThS. Đặng Bảo Lâm: các hệ micro robot và vi cơ cấu, các vi động cơ, động lực học máy, robotics. NCS. Nguyễn Anh Tuấn nhận bằng Thạc sỹ về Cơ học máy tại trường ĐH Bách Khoa Hà Nội năm 2005 và đang là nghiên cứu sinh tại trường ĐH Ritsu- meikan, Nhật Bản từ năm 2009. Hiện nay NCS. Nguyễn Anh Tuấn là giảng viên của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Hướng nghiên cứu chính của NCS. Nguyễn Anh Tuấn là micro fluidic, cơ học máy… . mô đun hệ thống robot siêu nhỏ dẫn động bằng các actuator điện- nhiệt bao gồm bốn actuator dẫn động (1-4), xe robot (5) di chuyển thẳng từ trái sang phải nhờ từng cặp actuator điện- nhiệt thông. toán, mô phỏng của hệ thống robot vận chuyển siêu nhỏ dẫn động bằng các actuator điện- nhiệt (electro-thermal actuator) . Cấu trúc actuator dẫn động sử dụng hiệu ứng giãn nở nhiệt của các cặp. Ảnh SEM hệ thống robot vận chuyển H. 10 Ảnh SEM xe robot 6. Kết luận Bài báo trình bày cấu tạo, tính toán, mô phỏng một hệ thống robot siêu nhỏ dẫn động bằng các actuator điện- nhiệt. Tính