Kalifornian teknillisen instituutin (Caltech) tutkijat ovat luoneet todellisen transformer-robotin, joka mullistaa koneiden kyvyn siirtyä ilmasta maahan. Aerially Transforming Morphobot (ATMO) pystyy saumattomasti vaihtamaan lentotilasta rullaavaan ajoneuvoon ilman keskeytystä, hyödyntäen vain yhtä moottoria muodonmuutoksen hallintaan.
Toisin kuin tavanomaiset hybridirobotit, joiden täytyy laskeutua ennen uudelleenmuotoilua, ATMO kykenee muuntautumaan jo ilmassa. Näin se voi suoraan siirtyä maatoimintoihin ilman taukoa. Tämä lisää ketteryyttä ja kestävyyttä, mikä on erityisen hyödyllistä esimerkiksi kaupallisissa kuljetusjärjestelmissä ja robottitutkijoissa. Robotti käyttää neljää työntömoottoria lentämiseen, mutta niiden suojukset toimivat pyörinä maalla liikuttaessa. Koko muodonmuutos perustuu yhteen moottoriin, joka liikuttaa keskisaranan nostamaan ATMO:n työntömoottorit ylös drone-tilaan tai alas ajotilaan.
Tutkijat kuvaavat robottia ja sen kehittynyttä ohjausjärjestelmää äskettäin Communications Engineering -lehdessä julkaistussa artikkelissa. "Suunnittelimme ja rakensimme uuden robottijärjestelmän, joka on saanut inspiraationsa luonnosta—siitä, miten eläimet voivat käyttää kehoaan eri tavoin saavuttaakseen erilaisia liikkumismuotoja", kertoo Ioannis Mandralis, Caltechin ilmailutekniikan jatko-opiskelija ja artikkelin pääkirjoittaja. Esimerkiksi linnut lentävät ja muuttavat sitten kehon muotoaan hidastaakseen ja väistääkseen esteitä.
Tekninen haaste oli merkittävä. "Vaikka näyttää yksinkertaiselta, kun lintu laskeutuu ja alkaa juosta, todellisuudessa tämä on ongelma, jonka ilmailuala on yrittänyt ratkaista jo yli 50 vuoden ajan", sanoo Mory Gharib, Caltechin autonomisten järjestelmien ja teknologioiden keskuksen (CAST) johtaja ja Hans W. Liepmannin aeronautiikan ja lääketieteellisen tekniikan professori. Kaikki lentävät ajoneuvot kohtaavat monimutkaisia voimia lähellä maanpintaa. Esimerkiksi helikopterin laskeutuessa sen roottorit työntävät suuria määriä ilmaa alaspäin.
Näiden monimutkaisten aerodynaamisten haasteiden ratkaisemiseksi tiimi teki laajoja kokeita Caltechin dronelaboratoriossa, mukaan lukien voimamittaukset ja savukuvantamiset, joiden avulla selvitettiin, miten ilmavirtaus muuttuu muodonmuutoksen aikana. Näiden havaintojen pohjalta suunniteltiin älykäs ohjausjärjestelmä, joka perustuu mallipohjaiseen ennakoivaan ohjaukseen. Sen ansiosta robotti pystyy ennustamaan liikkeensä muutoksia ja tekemään reaaliaikaisia säätöjä vakauden ylläpitämiseksi. Tiimi toivoo, että ATMO:n ainutlaatuinen yhdistelmä ketteryyttä, kestävyyttä ja älykkyyttä avaa tien uuden sukupolven autonomisille koneille erityisesti aloilla, kuten kuljetus, pelastus ja planeettatutkimus, joissa kyky sopeutua arvaamattomiin ympäristöihin on ratkaisevaa.