بازوهای میکروربات با قابلیت انتقال در بازه‌ای بسیار کوچک‌تر از یک تار موی انسان، می‌توانند در دامنه‌ی وسیعی از تحقیقات، علوم پزشکی، تولید و صنعت و امنیت به کار روند.

با این حال در ابتدای کار مانع مهمی وجود دارد که باید برطرف شود: در حال حاضر محققان درک کاملی از این موضوع ندارند که با حضور نیرو‌های مختلف و متفاوت  در مقیاس‌های نانو و میکرو، چگونه به بهترین نحو ممکن میکرو ربات‌ها را به کار گیرند.

دیوید کاپلری، استادیار مهندسی مکانیک دانشگاه پوردو می‌گوید : « فرض کنید می‌خواهید با یک ربات معمولی قطعه‌ای را انتخاب کرده و به جای دیگری منتقل کنید. علم فیزیک از به کارگیری این نوع ربات‌ها جهت انجام چنین اعمالی پشتیبانی خواهد کرد. امروزه ابزار شبیه‌سازی و روش‌های کنترلی زیادی برای کمک به برنامه‌ریزی این حرکات، اجرا و کنترل آن‌ها وجود دارد. دانشمندان علاقه دارند تا کارهایی مشابه آن چه گفته شد را در مقیاس‌های خرد انجام دهند، اما مشکل اصلی این است که فیزیک در این مقیاس به خوبی درک نمی‌شود. »

۱

عواملی از جمله نیروهای واندروالس، الکترواستاتیک و کشش سطحی موجب به هم چسبیدن ذرات در این مقیاس می‌شوند که عملکرد آن‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهند.

کاپلری، متصدی آزمایشگاه اتوماسیون و ربات‌های چندمقیاسی می‌افزاید: « به دلیل نیرو‌های چسبندگی، شما با به هم چسبیدن ذرات مواجه خواهید شد و همین امر همه چیز را غیر قابل پیشبینی می‌کند. »

کاپلری سرپرستی یک پروژه جدید برای مقابله با موانع موجود را بر عهده دارد.

هزینه‌های این پژوهش با کمک بنیاد ملی علوم تامین می‌شود.

کاپلری می‌گوید: « در مقیاس‌های بزرگ شما این اطمینان را دارید که اگر گاز خودروی خود را بفشارید، خودرو مستقیم حرکت خواهد کرد و هنگامی که فرمان را منحرف کنید، خودرو به چپ و یا راست منحرف خواهد شد. ولی در مقیاس میکرو، زمانی که با هدف حرکت به جلو، در سیستم تغییری ایجاد شود، ممکن است سیستم به چپ یا راست منحرف شود. ما به دلیل عدم قطعیت درک درستی از این مقیاس نداریم و یکی از اهداف این پروژه کاهش عدم قطعیت و چنین ابهاماتی است. »

دانشمندان مشغول کار بر روی توسعه‌ی سنسورهای اندازه‌گیری نیروی مبتنی برتصویر هستند که با استفاده از دوربین حرکات اجزای ربات را می‌سنجند و از روی تغییر شکل اجزای ربات‌ها، نیروی اعمال شده را با دقت بالا محاسبه می‌کنند. این محاسبات برای طراحی مناسب سیستم میکروربات‌ها امری حیاتی است.

سونگ‌ژانگ استاد رشته‌ی مکانیک، به ایجاد یک سیستم حسی سه‌بعدی با تفکیک‌پذیری بالا خواهد پرداخت که می‌تواند بر روی ساختارهای خاص، هنگامی که دچار تغییر شکل می‌شوند یا حرکت می‌کنند فکوس کند و امکان محاسبه‌ی نیرو با دقت بالا را فراهم کند .

رامانی استاد مهندسی مکانیک فدرسن، به یکی از بخش های مهم دیگر پژوهش خواهد پرداخت. وی کنترل میکروربات‌ها را بر عهده دارد، که با استفاده از یک سیستم لمسی کنترل از راه دور به محققان این اجازه را ‌بدهد تا نیروهای اعمال شده روی ساختمان ربات را دریابند.

کاپلری می‌گوید: « ما می‌توانیم آن چه را که ربات‌ها احساس می‌کنند دریابیم. بنابراین اگر نیرو بسیار زیاد باشد، قبل از شکستن قطعه، کار را متوقف می‌سازیم. در نهایت ما قصد داریم به طور مستقل سامانه‌ای برای کاربرد‌های صنعتی، پژوهشی و برنامه‌های کاربردی تولید کنیم. »

بخشی از این تحقیقات در مرکز فناوری نانو بریک در پارک علم و فناوری پوردو انجام خواهند شد.