Investigadores del Instituto Tecnológico de California (Caltech) han creado un robot transformador real que está cambiando la manera en que las máquinas se desplazan entre el aire y el suelo. El Morphobot de Transformación Aérea (ATMO) puede pasar de ser un dron volador a un vehículo rodante sin interrupciones, 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 para transformarse en pleno vuelo, lo que le permite desplazarse suavemente y comenzar operaciones terrestres sin pausa. Esta mayor agilidad y robustez podría ser especialmente útil para sistemas de entrega comercial y exploradores robóticos. El robot utiliza cuatro propulsores para volar, pero las cubiertas que los protegen se convierten en las ruedas del sistema en su configuración terrestre. Toda la transformación depende de un solo motor que mueve una articulación central, levantando los propulsores de ATMO hacia la modalidad de dron o bajándolos para la modalidad de conducción.
Los investigadores describen el robot y su sofisticado sistema de control en un artículo publicado recientemente en la revista Communications Engineering. "Diseñamos y construimos un nuevo sistema robótico inspirado en la naturaleza—en la forma en que los animales pueden usar sus cuerpos de diferentes maneras para lograr distintos tipos de locomoción", comenta Ioannis Mandralis, estudiante de posgrado en aeroespacial en Caltech y autor principal del artículo. Por ejemplo, las aves vuelan y luego cambian su morfología corporal para desacelerar y evitar obstáculos.
El reto de ingeniería fue considerable. "Aunque parece sencillo cuando ves a un pájaro aterrizar y luego correr, en realidad este es un problema con el que la industria aeroespacial ha estado luchando durante probablemente más de 50 años", señala 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. Piensa, por ejemplo, en un helicóptero. Cuando se acerca para aterrizar, sus propulsores empujan mucho aire hacia abajo.
Para abordar estos complejos desafíos aerodinámicos, el equipo realizó extensos experimentos en el laboratorio de drones de Caltech, incluyendo pruebas con celdas de carga y visualizaciones de humo para entender cómo cambia el flujo de aire durante la transformación. Estos conocimientos se utilizaron para diseñar un sistema de control inteligente basado en control predictivo por modelo, que permite al robot predecir cómo cambiará su movimiento y hacer ajustes en tiempo real para mantener la estabilidad. El equipo espera que la combinación única de agilidad, resiliencia e inteligencia de ATMO allane el camino para la próxima generación de máquinas autónomas, especialmente en áreas como entregas, búsqueda y rescate, y exploración planetaria, donde adaptarse a entornos impredecibles es clave.