Ερευνητές από το Κέντρο Αυτόνομων Συστημάτων και Τεχνολογιών του Caltech ανέπτυξαν ένα ρομπότ-μετασχηματιστή που φέρνει την επιστημονική φαντασία πιο κοντά στην πραγματικότητα. Το Aerially Transforming Morphobot (ATMO) αποτελεί σημαντική πρόοδο στον τομέα της υβριδικής ρομποτικής κινητικότητας, καθώς μεταβαίνει αβίαστα μεταξύ εναέριων και επίγειων λειτουργιών χωρίς διακοπή.
Ο έξυπνος σχεδιασμός του ρομπότ χρησιμοποιεί τέσσερις προωθητήρες για πτήση, με τα προστατευτικά καλύμματα γύρω από αυτούς να λειτουργούν και ως τροχοί όταν το ρομπότ κινείται στο έδαφος. Αυτή η διπλή διαμόρφωση ελέγχεται από έναν μόνο κινητήρα που κινεί μια κεντρική άρθρωση, σηκώνοντας τους προωθητήρες για τη λειτουργία drone ή κατεβάζοντάς τους για τη λειτουργία οδήγησης, καθιστώντας το σύστημα εξαιρετικά αποδοτικό.
Ο επικεφαλής συγγραφέας Ιωάννης Μανδράλης, μεταπτυχιακός φοιτητής αεροδιαστημικής στο Caltech, εξηγεί ότι το ATMO εμπνεύστηκε από τη φύση—συγκεκριμένα από τον τρόπο που τα πουλιά αλλάζουν τη μορφολογία του σώματός τους όταν μεταβαίνουν από την πτήση στην κίνηση στο έδαφος. Ωστόσο, το ATMO αντιμετώπισε μοναδικές μηχανολογικές προκλήσεις πέρα από αυτές που συναντούν τα πουλιά, όπως η διαχείριση πολύπλοκων αεροδυναμικών δυνάμεων και της αναταραχής που δημιουργούν οι ίδιοι οι προωθητήρες του κατά τη μεταμόρφωση.
Η σημαντικότερη καινοτομία βρίσκεται στον αλγόριθμο ελέγχου του ATMO, ο οποίος χρησιμοποιεί προγνωστικό έλεγχο μοντέλου για να προβλέπει συνεχώς τη συμπεριφορά του ρομπότ μερικά δευτερόλεπτα στο μέλλον και να κάνει προσαρμογές σε πραγματικό χρόνο. Αυτό το εξελιγμένο σύστημα αναπτύχθηκε μετά από εκτεταμένες δοκιμές στο εργαστήριο drone του Caltech, όπου οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πειράματα οπτικοποίησης με καπνό για να κατανοήσουν τα αεροδυναμικά ρεύματα κατά τη μεταμόρφωση.
Οι πρακτικές εφαρμογές του ATMO είναι σημαντικές. Η αυξημένη ευελιξία και ανθεκτικότητά του το καθιστούν ιδιαίτερα πολύτιμο για εμπορικά συστήματα παράδοσης, όπου θα μπορούσε να διασχίζει δύσβατα εδάφη χωρίς διακοπή. Επιπλέον, η τεχνολογία παρουσιάζει προοπτικές για επιχειρήσεις έρευνας και διάσωσης, καθώς και για αποστολές εξερεύνησης πλανητών, όπου η προσαρμογή σε απρόβλεπτα περιβάλλοντα είναι κρίσιμη.
Η ερευνητική ομάδα, στην οποία συμμετέχουν ο μηχανικός σχεδίασης Reza Nemovi και ο καθηγητής Richard M. Murray, δημοσίευσε τα ευρήματά της στο περιοδικό Communications Engineering. Καθώς ρομπότ όπως το ATMO συνεχίζουν να εξελίσσονται, ενδέχεται να επαναπροσδιορίσουν τον τρόπο με τον οποίο οι αυτόνομες μηχανές κινούνται στον ολοένα και πιο πολύπλοκο κόσμο μας.