ONUR ÖZCAN

Dr. Öğretim Üyesi

Onur Özcan

ÖZ GEÇMİŞ

Makine mühendisliği ve robotik ara yüzünde araştırma yaparak minyatür gezici robotlar yaratıyorum. Lisansımı (2007) İstanbul Sabancı Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği Bölümünde Yüksek Lisans ve Yüksek Lisans Derecem (2010) ve Doktora (2012) Pittsburgh, Pennsylvania'daki Carnegie Mellon Üniversitesi'nde Makine Mühendisliği bölümünde aldım. Mezuniyet çalışmaları sırasında, Prof. Metin Sitti’nin Nanorobotics Laboratuvarı’nda su çekiciden ilham alan bir yüzer robotun tasarımını, modellenmesini ve uygulanmasını ve uç yönelimli nano ölçekli imalat ve kontrol otomasyonu üzerinde çalıştım. Doktora sonrasında, Harvard Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Yüksekokulu ve Wyss Biyolojik Mühendislik Enstitüsü'ndeki minyatür tarama robotlarının imalatı ve kontrolü üzerinde çalışan Prof. Robert J. Wood'a katıldım.

EĞİTİM

Ph.D., Mechanical Engineering, Carnegie Mellon University (2012)
M.S., Mechanical Engineering, Carnegie Mellon University (2010)
B.S., Mechatronics Engineering, Sabancı University (2007)

ARAŞTIRMA

Bir mühendis olarak motivasyonum hem bilimsel hem de uygulama temellidir; Minyatür robotlardaki bilimsel açıdan ilginç gerçek hayat problemlerini cevaplamaya gayret ediyorum. Bu süreçte, çoğu zaman ilham almak için doğaya bakarım çünkü gerçek hayattaki problemler çoğu zaman doğada gelişen çözümlere sahiptir. Uygulama temelli bir motivasyon ve biyo-ilham verici bir yaklaşımla, deneysel, disiplinler arası ve işbirliğine dayalı robotik araştırmalar yürütüyorum. Robotik araştırmalar için test teorileri ve prototip oluşturma çok önemlidir. Bu yüzden benim araştırma metodolojim teorik çözümler, bu teoriler üzerinde titizlikle deney yapmak için araçlar inşa etmek ve prototipler inşa etmek üzerine yoğunlaşıyor. Ayrıca, araştırma için işbirliğine dayalı disiplinlerarası bir yaklaşım olduğuna inanıyorum, çünkü problemler ve çözümleri nadiren bilim veya mühendislik dallarıyla sınırlı kalıyor.

Ana hedefim, uygulama ile ilgili sensörleri ve son efektörleri taşıyabilecek, ancak mevcut robotlardan daha ucuz ve daha küçük robotlar oluşturarak, sanayi ve genel halk arasında minyatür robotların kullanımını genişletmektir. Bu amaca yönelik olarak, zarfı robotik araştırmalara itmek ve aşağıdaki soruları cevaplamak için alışılmadık ve yeni robotik sistemler inşa etmekle ilgileniyorum:

1. Minyatür robotları nasıl daha kolay ve / veya ucuza yapabiliriz? Minyatür robotlarla ilgili en önemli sorunlardan biri, pahalı ve yapımı zor olmasıdır. Minyatür cihazlarda sıklıkla kullanılan üretim yöntemi olan NEMS / MEMS üretimi, geniş bir kullanıcı eğitimi gerektirir, alt tabakasına çok seçicidir ve pahalı bir altyapı gerektirir. Araştırmam, üretim karmaşıklığını azaltmak için düzlemsel üretim ve katlama teknikleri kullanılarak üretilen küçük karasal robotlar üzerine odaklanmaktadır.

2. Robotları ve mekanizmalarını nasıl daha küçük hale getirebiliriz? Minyatür robotlar / mekanizmalar yaratmanın ardındaki temel neden, makro ölçekli meslektaşlarına kıyasla elverişli özelliklere sahip mekanizmalar oluşturmak için ölçeklendirme yasalarından yararlanmaktır. Aşağı ölçeklendiğinde benzersiz performansa sahip mekanizmalara örnek, hidrofobik su sıyırıcı robot ayaklarıdır. Yüzen bir robot belirli bir ağırlığın altında olacak şekilde tasarlandığında, bu hidrofobik bacaklar, robotun yüzdürme kullanmadan ayakta kalmasını sağlamak için yüzey gerilimini kullanabilir; dolayısıyla robotun yaşadığı sürükleme kuvvetini azaltır.

3. Minyatür robotların yeteneklerini nasıl optimize ederiz? Minyatür robotların sınırlı taşıma kapasitesi nedeniyle, ticari olarak temin edilebilen sensörlerin ve son efektörlerin görevleri gerçekleştirmek için entegre edilmesi zordur ve çoğu zaman olanaksızdır. Bununla birlikte, robotları küçültmek, uzlaşma kabiliyetleri veya karmaşıklık anlamına gelmemelidir. Araştırmam, çevreyi algılamak ve robota güç vermek için kullanılabilecek yük kapasitesi gibi yetenekleri artırmak için minyatür robot prototiplerini test etmeye ve modellemeye dayanıyor.

İLGİLİ YAYINLAR

    Journal Paper
  • Karakadıoğlu, C., Özcan, O. (2018). "Accurate Modeling of Compliant Mechanism Kinematics in Foldable Miniature Robots Using Large Deflection Beam Theory", ASME Journal of Mechanisms and Robotics (Under Review)
  • Özcan, O., Hu, W., Sitti, M., Bain, J., Ricketts, D. (2014). "Investigation of Tip Current and Normal Force Measured Simultaneously During Local Oxidation of Titanium using Dual-Mode Scanning Probe Microscopy", Micro & Nano Letters, IET, v.9(5) p.332-336
  • Baisch, A., Özcan, O., Goldberg, B., Ithier, D., Wood, R. (2014). "High Speed Locomotion for a Quadrupedal Microrobot", The International Journal of Robotics Research, v.33(8) p.1063-1082
  • Özcan, O., Wang, H., Taylor, J., Sitti, M. (2014). "STRIDE II: A Water Strider-Inspired Miniature Robot with Circular Footpads", International Journal of Advanced Robotic Systems, v.11 p.85
  • Özcan, O., Sitti, M. (2012). "Modeling of Conductive Atomic Force Microscope Probes for Scanning Tunneling Microscope Operation", Micro & Nano Letters, IET, v.7(4) p.329-333
  • Önal, Ç.D., Özcan, O., Sitti, M. (2011). "Automated 2-D Nanoparticle Manipulation using Atomic Force Microscopy", Nanotechnology, IEEE Transactions on, v.10(3) p.472-481
  • Güç, A.F., Kalın, M.A., Karakadıoğlu, C., Özcan, O. (2017). "C-Quad: A Miniature, Foldable Quadruped with C-Shaped Compliant Legs", IEEE ROBIO’17. IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics p.26-31
  • Askari, M., Karakadıoğlu, C., Ayhan, F., Özcan, O. (2017). "MinIAQ-II: A Miniature Foldable Quadruped with an Improved Leg Mechanism", IEEE ROBIO’17. IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics p.19-25
  • Karakadıoğlu, C., Askari, M., Özcan, O. (2017). "Design and Operation of MinIAQ: An Untethered Foldable Miniature Quadruped with Individually Actuated Legs", IEEE AIM’17. IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics p.247-252
  • Bruhwiler, R., Goldberg, B., Doshi, N., Özcan, O., Jafferis, N., Karpelson, M., Wood, R. (2015). "Feedback Control of a Legged Microrobot with On-Board Sensing", IROS'15. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems p.5727-5733
  • Seitz, B., Goldberg, B., Doshi, N., Özcan, O., Christensen, D., Hawkes, E., Cutkosky, M., Wood, R. (2014). "Bio-Inspired Mechanisms for Inclined Locomotion in a Legged Insect-Scale Robot", 2014 ROBIO, IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • Aukes, D., Özcan, O., Wood, R. (2014). "Monolithic Design and Fabrication of a 2-DOF Bio-Inspired Leg Transmission", Living Machines: Biomimetic and Biohybrid Systems p.1-10
  • Özcan, O., Baisch, A., Ithier, C., Wood, R. (2014). "Powertrain Selection for a Biologically-Inspired Miniature Quadruped Robot", ICRA’14. IEEE International Conference on Robotics and Automation p.2398-2405
  • Goldberg, B., Karpelson, M., Özcan, O., Wood, R. (2014). "Planar Fabrication of a Mesoscale Voice Coil Actuator", ICRA’14. IEEE International Conference on Robotics and Automation p.6319-6325
  • Karpelson, M., Waters, B., Goldberg, B., Mahoney, B., Özcan, O., Baisch, A., Meyitang, P., Smith, J., Wood, R. (2014). "A Wirelessly Powered, Biologically-Inspired Ambulatory Microrobot", ICRA’14. IEEE International Conference on Robotics and Automation p.2384-2391
  • Özcan, O., Baisch, A. T., Wood, R. (2013). "Design and Feedback Control of a Biologically-Inspired Miniature Quadruped", IROS’13. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems p.1438-1444
  • Önal, Ç.D., Sümer, B., Özcan, O., Nain, A., Sitti, M. (2011). "Tip Based Robotic Precision Micro/Nanomanipulation Systems", SPIE Defense, Security, and Sensing, International Society for Optics and Photonics p.80580M
  • Özcan, O., Wang, H., Taylor, J., Sitti, M. (2010). "Surface Tension Driven Water Strider Robot using Circular Footpads", ICRA’10. IEEE International Conference on Robotics and Automation p.3799-3804
  • Önal, Ç.D., Özcan, O., Sitti, M. (2009). "Automated 2-D Nanoparticle Manipulation with an Atomic Force Microscope", ICRA’09. IEEE International Conference on Robotics and Automation p.1814-1819
  • Önal, Ç.D., Özcan, O., Sitti, M. (2012). "Automated Tip Based 2-D Mechanical Assembly of Micro/Nanoparticles", In J.J. Gorman, and B. Shapiro (Eds.), Feedback Control of MEMS to Atoms, Springer p.69-108
  • Önal, Ç.D., Özcan, O., Sitti, M. (2010). "Atomic Force Microscopy Based Nanomanipulation Systems", In K. Settler (Ed.), Handbook of Nanophysics: Nanomedicine and Nanorobotics
  • Özcan, O. (2012). "Tip Based Automated Nanomanipulation using Scanning Probe Microscopy", Carnegie Mellon University