Caltechin Autonomous Systems and Technologies -keskuksen tutkijat ovat kehittäneet todellisen transformer-robotin, joka tuo tieteisfiktion askeleen lähemmäs todellisuutta. Aerially Transforming Morphobot (ATMO) edustaa merkittävää edistysaskelta hybridiliikkuvuusrobotiikassa, sillä se siirtyy saumattomasti ilmasta maatoimintoihin ilman pysähdystä.
Robotin nerokas rakenne hyödyntää neljää työntövoimayksikköä lentoon, ja näiden ympärillä olevat suojukset toimivat maamoodissa pyörinä. Tämä kaksikäyttöinen ratkaisu on toteutettu yhdellä moottorilla, joka liikuttaa keskiniveltä: se nostaa työntövoimayksiköt ylös lennon ajaksi tai laskee ne alas maalla ajoa varten, mikä tekee järjestelmästä poikkeuksellisen tehokkaan.
Pääkirjoittaja, Caltechin ilmailutekniikan jatko-opiskelija Ioannis Mandralis kertoo, että ATMO:n inspiraationa toimi luonto—erityisesti se, miten linnut muuttavat kehon muotoaan siirtyessään lennosta maassa liikkumiseen. ATMO kohtasi kuitenkin ainutlaatuisia insinöörihaasteita, joita linnuilla ei ole, kuten omien työntövoimayksiköiden aiheuttamien monimutkaisten aerodynaamisten voimien ja turbulenssin hallinta muodonmuutoksen aikana.
Merkittävin innovaatio löytyy ATMO:n ohjausalgoritmista, joka hyödyntää mallipohjaista ennakoivaa ohjausta: se ennustaa jatkuvasti robotin käyttäytymistä sekunteja eteenpäin ja tekee reaaliaikaisia säätöjä. Tämä kehittynyt järjestelmä kehitettiin laajojen kokeiden jälkeen Caltechin dronelaboratoriossa, jossa tutkijat käyttivät savuvisualisointikokeita ymmärtääkseen muodonmuutoksen aikana syntyviä pyörteisiä ilmavirtoja.
ATMO:lla on merkittäviä käytännön sovelluksia. Sen lisääntynyt ketteryys ja kestävyys tekevät siitä erityisen arvokkaan kaupallisissa toimitusjärjestelmissä, joissa se voisi liikkua vaikeassa maastossa keskeytyksettä. Lisäksi teknologia lupaa paljon myös etsintä- ja pelastustehtävissä sekä planeettatutkimusmissioissa, joissa kyky sopeutua arvaamattomiin ympäristöihin on ratkaisevaa.
Tutkimusryhmään kuuluvat myös suunnitteluinsinööri Reza Nemovi ja professori Richard M. Murray. He julkaisivat tuloksensa Communications Engineering -lehdessä. Kun ATMO:n kaltaiset robotit kehittyvät edelleen, ne voivat mullistaa tapamme, jolla autonomiset koneet navigoivat yhä monimutkaisemmassa maailmassamme.