Investigadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) criaram um robô transformador real que está a mudar a forma como as máquinas navegam entre o ar e o solo. O Morphobot de Transformação Aérea (ATMO) consegue alternar de forma fluida entre drone voador e veículo rolante sem interrupções, utilizando um único motor para controlar a transformação.
Ao contrário dos robôs híbridos convencionais, que precisam de aterrar antes de se reconfigurarem, o ATMO tem a inteligência necessária para se transformar em pleno ar, permitindo-lhe iniciar operações terrestres sem qualquer pausa. Esta maior agilidade e robustez poderá ser especialmente útil em sistemas comerciais de entrega e em exploradores robóticos. O robô utiliza quatro propulsores para voar, mas as proteções que os envolvem transformam-se nas rodas do sistema quando está em modo terrestre. Toda a transformação depende de um único motor que move uma articulação central, elevando os propulsores para o modo drone ou baixando-os para o modo de condução.
Os investigadores descrevem o robô e o seu sofisticado sistema de controlo num artigo recentemente publicado na revista Communications Engineering. "Desenhámos e construímos um novo sistema robótico inspirado na natureza — na forma como os animais utilizam o corpo de diferentes maneiras para alcançar vários tipos de locomoção", explica Ioannis Mandralis, estudante de doutoramento em aeroespacial na Caltech e autor principal do artigo. Por exemplo, as aves voam e depois alteram a sua morfologia corporal para abrandar e evitar obstáculos.
O desafio de engenharia foi significativo. "Apesar de parecer simples quando vemos uma ave aterrar e depois correr, na realidade este é um problema com que a indústria aeroespacial luta há provavelmente mais de 50 anos", afirma Mory Gharib, Professor Hans W. Liepmann de Aeronáutica e Engenharia Médica e diretor do Centro de Sistemas Autónomos e Tecnologias (CAST) da Caltech. Todos os veículos voadores enfrentam forças complexas perto do solo. Pense-se, por exemplo, num helicóptero: ao aterrar, os seus propulsores empurram grandes volumes de ar para baixo.
Para enfrentar estes desafios aerodinâmicos complexos, a equipa realizou experiências extensivas no laboratório de drones da Caltech, incluindo testes com células de carga e visualizações de fumo para compreender como o fluxo de ar muda durante a transformação. Estes conhecimentos foram usados para conceber um sistema de controlo inteligente baseado em controlo preditivo por modelo, permitindo ao robô prever como o seu movimento irá mudar e fazer ajustes em tempo real para manter a estabilidade. A equipa espera que a combinação única de agilidade, resiliência e inteligência do ATMO abra caminho para a próxima geração de máquinas autónomas, especialmente em áreas como entrega, busca e salvamento, e exploração planetária, onde a adaptação a ambientes imprevisíveis é fundamental.