Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) criaram um robô transformador real que está mudando a forma como máquinas transitam entre o ar e o solo. O Morphobot de Transformação Aérea (ATMO) consegue alternar perfeitamente de drone voador para veículo terrestre sem interrupção, utilizando um único motor para controlar sua transformação.
Diferente dos robôs híbridos convencionais, que precisam pousar antes de se reconfigurar, o ATMO possui inteligência para se transformar ainda no ar, permitindo que ele role suavemente e inicie operações terrestres sem pausa. Essa agilidade e robustez aumentadas podem ser especialmente úteis para sistemas comerciais de entrega e exploradores robóticos. O robô usa quatro propulsores para voar, mas as proteções que os envolvem se tornam as rodas do sistema em sua configuração de direção. Toda a transformação depende de um único motor que move uma junta central, elevando os propulsores do ATMO para o modo drone ou abaixando-os para o modo terrestre.
Os pesquisadores descreveram o robô e seu sofisticado sistema de controle em um artigo publicado recentemente na revista Communications Engineering. "Projetamos e construímos um novo sistema robótico inspirado na natureza — na forma como animais podem usar seus corpos de maneiras diferentes para alcançar diferentes tipos de locomoção", explica Ioannis Mandralis, estudante de pós-graduação em engenharia aeroespacial no Caltech e autor principal do artigo. Por exemplo, aves voam e depois mudam sua morfologia corporal para desacelerar e evitar obstáculos.
O desafio de engenharia foi significativo. "Mesmo que pareça simples ao observar um pássaro pousar e depois correr, na realidade esse é um problema com o qual a indústria aeroespacial tem lutado há provavelmente mais de 50 anos", afirma Mory Gharib, professor Hans W. Liepmann de Aeronáutica e Engenharia Médica e diretor do Centro de Sistemas Autônomos e Tecnologias (CAST) do Caltech. Todos os veículos voadores enfrentam forças complicadas próximas ao solo. Pense, por exemplo, em um helicóptero: ao pousar, seus propulsores empurram muito ar para baixo.
Para enfrentar esses desafios aerodinâmicos complexos, a equipe realizou experimentos extensivos no laboratório de drones do Caltech, incluindo testes com células de carga e visualizações de fumaça para entender como o fluxo de ar muda durante a transformação. Esses aprendizados foram usados para projetar um sistema de controle inteligente baseado em controle preditivo por modelo, permitindo que o robô antecipe como seu movimento irá mudar e faça ajustes em tempo real para manter a estabilidade. A equipe espera que a combinação única de agilidade, resiliência e inteligência do ATMO abra caminho para a próxima geração de máquinas autônomas, especialmente em áreas como entregas, busca e resgate, e exploração planetária, onde a adaptação a ambientes imprevisíveis é fundamental.