In einem bedeutenden Fortschritt für die Robotik haben Ingenieure des California Institute of Technology (Caltech) einen Roboter entwickelt, den sie als echten Transformer bezeichnen – mit der Intelligenz, sich mitten in der Luft zu verwandeln.
Der neue Roboter, ATMO (Aerially Transforming Morphobot) genannt, stellt einen großen Sprung in der Entwicklung hybrider Mobilitätssysteme dar. Während bisherige Roboter sowohl fliegen als auch fahren konnten, mussten sie dafür meist zuerst landen und hatten oft Schwierigkeiten auf unebenem Terrain. ATMO löst dieses Problem, indem er seine Transformation bereits vor dem Aufsetzen vollzieht und so einen nahtlosen Übergang zwischen Flug- und Bodenbetrieb ermöglicht.
"Wir haben ein neues robotisches System entworfen und gebaut, das von der Natur inspiriert ist – von der Art und Weise, wie Tiere ihre Körper unterschiedlich einsetzen, um verschiedene Fortbewegungsarten zu realisieren", erklärt Ioannis Mandralis, Hauptautor der Studie, die am 28. Mai 2025 im Fachjournal Communications Engineering veröffentlicht wurde.
Das innovative Design des Roboters nutzt vier Schubdüsen für den Flug, deren Schutzverkleidungen im Bodenmodus clever als Räder dienen. Die gesamte Transformation erfolgt über einen einzigen Motor, der ein zentrales Gelenk bewegt und ATMO so zwischen Flug- und Fahrmodus umschaltet. Besonders bemerkenswert ist das ausgefeilte Steuerungs-Algorithmus, das kontinuierlich das Verhalten des Roboters vorhersagt und in Echtzeit Anpassungen vornimmt, um während der Transformation die Stabilität zu gewährleisten.
Für die Entwicklung dieses Kontrollsystems führten die Forscher umfangreiche Tests im Drohnenlabor von Caltech durch, darunter Kraftmessungen und Rauchvisualisierungen, um die komplexen aerodynamischen Vorgänge zu verstehen. Das daraus entstandene modellprädiktive Kontrollsystem ermöglicht es ATMO, die herausfordernden Kräfte während der Transformation zu meistern – insbesondere nahe am Boden, wo Luftturbulenzen besonders unberechenbar sind.
Die potenziellen Anwendungen dieser Technologie sind vielfältig. Die erhöhte Agilität und Robustheit solcher Roboter machen sie besonders vielversprechend für kommerzielle Lieferdienste, vor allem in Gebieten mit wechselndem Gelände. Bei Such- und Rettungseinsätzen könnten ATMO-ähnliche Roboter Katastrophengebiete zunächst aus der Luft erkunden und dann nahtlos zur Bodenuntersuchung beengter Räume übergehen. Auch für die Erkundung gefährlicher Umgebungen, in denen der Zugang für Menschen eingeschränkt oder riskant ist, könnte die Technologie von unschätzbarem Wert sein.