طور باحثو مركز الأنظمة والتقنيات الذاتية في معهد كاليفورنيا للتقنية روبوتًا حقيقيًا يجسد مفهوم المحولات من الخيال العلمي إلى الواقع. يمثل روبوت ATMO (المورفوبوت المتحول جويًا) تقدمًا كبيرًا في مجال الروبوتات الهجينة ذات القدرة على التنقل، حيث ينتقل بسلاسة بين العمليات الجوية والبرية دون توقف.
يعتمد تصميم الروبوت الذكي على أربعة دافعات للطيران، وتعمل الحواجز الواقية حول هذه الدافعات كعجلات عند وضعية الأرض. يتم التحكم في هذا التكوين المزدوج الغرض بواسطة محرك واحد يحرك مفصلًا مركزيًا، ليرفع الدافعات لوضع الطيران أو يخفضها لوضع القيادة، مما يجعل النظام عالي الكفاءة.
يوضح المؤلف الرئيسي، يوانيس ماندرياليس، وهو طالب دراسات عليا في هندسة الطيران في كالتيك، أن فكرة ATMO مستوحاة 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، بما في ذلك التعامل مع القوى الديناميكية الهوائية المعقدة والاضطرابات التي تخلقها دافعاته أثناء التحول.
وتكمن الابتكارية الأهم في خوارزمية التحكم الخاصة بـ ATMO، والتي تستخدم التحكم التنبؤي بالنموذج لتوقع سلوك الروبوت لثوانٍ قادمة وإجراء تعديلات في الوقت الفعلي. تم تطوير هذا النظام المتقدم بعد اختبارات مكثفة في مختبر الطائرات بدون طيار في كالتيك، حيث استخدم الباحثون تجارب تصور الدخان لفهم أنماط الهواء الدوارة أثناء التحول.
تعد التطبيقات العملية لـ ATMO كبيرة. فبفضل مرونته ومتانته المتزايدة، يمكن أن يكون ذا قيمة خاصة في أنظمة التوصيل التجارية، حيث يمكنه التنقل في التضاريس الصعبة دون انقطاع. كما تظهر التقنية وعودًا في عمليات البحث والإنقاذ ومهام استكشاف الكواكب، حيث يعد التكيف مع البيئات غير المتوقعة أمرًا بالغ الأهمية.
وقد نشر فريق البحث، الذي يضم المهندس المصمم رضا نموي والبروفيسور ريتشارد إم. موراي، نتائجهم في مجلة Communications Engineering. ومع استمرار تطور روبوتات مثل ATMO، قد تعيد تعريف كيفية تنقل الآلات الذاتية في عالمنا المتزايد التعقيد.