Investigadores del Instituto Tecnológico de California (Caltech) han creado un robot transformador real que está revolucionando la forma en que las máquinas navegan entre el aire y el suelo. El Morphobot de Transformación Aérea (ATMO) puede pasar sin interrupciones de dron volador a vehículo rodante, utilizando un solo motor para controlar su transformación.
A diferencia de los robots híbridos convencionales, que deben aterrizar antes de reconfigurarse, ATMO tiene la inteligencia necesaria para transformarse en pleno vuelo, lo que le permite desplazarse suavemente y comenzar sus operaciones terrestres sin pausa. Esta mayor agilidad y robustez podría ser especialmente útil para sistemas comerciales de reparto y exploradores robóticos. El robot utiliza cuatro propulsores para volar, pero las carcasas que los protegen se convierten en las ruedas del sistema en su modo de conducción. Toda la transformación depende de un único motor que mueve una articulación central, elevando los propulsores de ATMO a modo dron o bajándolos para el modo terrestre.
Los investigadores describen el robot y su sofisticado sistema de control en un artículo publicado recientemente en la revista Communications Engineering. "Hemos diseñado y construido un nuevo sistema robótico inspirado en la naturaleza, en la forma en que los animales pueden utilizar su cuerpo de diferentes maneras para lograr distintos tipos de locomoción", explica Ioannis Mandralis, estudiante de posgrado en aeronáutica en Caltech y autor principal del artículo. Por ejemplo, las aves vuelan y luego modifican su morfología corporal para frenar y evitar obstáculos.
El reto de ingeniería ha sido considerable. "Aunque parece sencillo cuando ves a un pájaro aterrizar y luego correr, en realidad es un problema con el que la industria aeroespacial lleva luchando probablemente más de 50 años", afirma Mory Gharib, profesor Hans W. Liepmann de Aeronáutica e Ingeniería Médica y director del Centro de Sistemas Autónomos y Tecnologías (CAST) de Caltech. Todos los vehículos voladores experimentan fuerzas complejas cerca del suelo. Pensemos en un helicóptero, por ejemplo: al aterrizar, sus propulsores empujan una gran cantidad de aire hacia abajo.
Para afrontar estos complejos desafíos aerodinámicos, el equipo realizó extensos experimentos en el laboratorio de drones de Caltech, incluyendo pruebas con células de carga y visualizaciones de humo para comprender cómo cambia el flujo de aire durante la transformación. Estos conocimientos se emplearon para diseñar un sistema de control inteligente basado en el control predictivo por modelos, que permite al robot anticipar cómo cambiará su movimiento y realizar ajustes en tiempo real para mantener la estabilidad. El equipo espera que la combinación única de agilidad, resistencia e inteligencia de ATMO abra el camino a la próxima generación de máquinas autónomas, especialmente en campos como el reparto, la búsqueda y rescate, y la exploración planetaria, donde la adaptación a entornos impredecibles es clave.