طور باحثون في مركز الأنظمة والتقنيات الذاتية بمعهد كاليفورنيا للتقنية روبوتًا حقيقيًا يجسد أفكار أفلام الخيال العلمي ويقربها من أرض الواقع. يمثل روبوت ATMO (المورفوبوت المتحول جويًا) تقدمًا كبيرًا في مجال روبوتات التنقل الهجينة، حيث ينتقل بسلاسة بين العمليات الجوية والبرية دون توقف.
يعتمد تصميم الروبوت الذكي على أربعة محركات دفع للطيران، وتعمل الحواجز الواقية حول هذه المحركات كعجلات عند التحول إلى وضع القيادة على الأرض. ويتيح هذا التصميم المزدوج الاستخدام التحكم في النظام بمحرك واحد فقط يحرك مفصلًا مركزيًا، ليرفع المحركات للطيران أو يخفضها للوضع البري، ما يجعل النظام فعالًا للغاية.
وأوضح المؤلف الرئيسي، يوانيس ماندرياليس، وهو طالب دراسات عليا في هندسة الطيران بمعهد كالتيك، أن ATMO استلهم فكرته من الطبيعة، وتحديدًا من كيفية تغيير الطيور لشكل أجسامها عند الانتقال من الطيران إلى الحركة على الأرض. ومع ذلك، واجه ATMO تحديات هندسية فريدة تتجاوز ما تواجهه الطيور، مثل التعامل مع القوى الديناميكية الهوائية المعقدة والاضطرابات الناتجة عن محركاته أثناء التحول.
وتكمن الابتكارية الأهم في خوارزمية التحكم الخاصة بـ ATMO، والتي تستخدم نظام التحكم التنبؤي بالنموذج لتوقع سلوك الروبوت لعدة ثوانٍ قادمة وإجراء تعديلات في الوقت الفعلي. وقد تم تطوير هذا النظام المتقدم بعد اختبارات مكثفة في مختبر الطائرات بدون طيار في كالتيك، حيث استخدم الباحثون تجارب تصور الدخان لفهم أنماط تدفق الهواء أثناء التحول.
وتعد التطبيقات العملية لـ ATMO كبيرة، إذ توفر مرونته وقدرته على التحمل قيمة عالية لأنظمة التوصيل التجارية، حيث يمكنه التنقل في التضاريس الصعبة دون انقطاع. كما تبشر هذه التقنية بإمكانات واعدة في عمليات البحث والإنقاذ ومهام استكشاف الكواكب، حيث يعد التكيف مع البيئات غير المتوقعة أمرًا بالغ الأهمية.
وضمت فريق البحث المهندس رضا نيموفي والبروفيسور ريتشارد إم. موراي، وقد نُشرت نتائجهم في مجلة Communications Engineering. ومع استمرار تطور روبوتات مثل ATMO، قد تعيد هذه الآلات تعريف طرق تنقل الأجهزة الذاتية في عالمنا المتزايد التعقيد.