Исследователи из Центра автономных систем и технологий Caltech разработали настоящего робота-трансформера, приближающего научную фантастику к реальности. Летающий трансформирующийся морфобот (ATMO) стал значительным шагом вперёд в области гибридной мобильной робототехники, позволяя плавно переходить от воздушного режима к наземному без остановки.
Инженерная находка ATMO заключается в использовании четырёх тяговых двигателей для полёта, при этом защитные кожухи вокруг них служат колёсами в наземном режиме. Эта двухфункциональная конструкция управляется одним мотором, который перемещает центральный шарнир: поднимает двигатели для режима дрона или опускает их для движения по земле, что делает систему исключительно эффективной.
Ведущий автор исследования, аспирант аэрокосмического факультета Caltech Иоаннис Мандралис, отмечает, что вдохновением для ATMO послужила природа — в частности, то, как птицы меняют морфологию тела при переходе от полёта к передвижению по земле. Однако перед инженерами стояли уникальные задачи, с которыми птицы не сталкиваются: им пришлось учитывать сложные аэродинамические силы и турбулентность, создаваемую собственными двигателями робота во время трансформации.
Ключевая инновация ATMO — в алгоритме управления: он использует модельно-прогнозирующее управление, чтобы непрерывно предсказывать поведение робота на несколько секунд вперёд и вносить коррективы в реальном времени. Эта сложная система была разработана после обширных испытаний в лаборатории дронов Caltech, где учёные применяли эксперименты с визуализацией потоков дыма для изучения воздушных завихрений во время трансформации.
Практическое значение ATMO весьма велико. Повышенная манёвренность и надёжность делают его особенно полезным для коммерческих систем доставки, где требуется преодолевать труднопроходимую местность без остановок. Кроме того, технология может найти применение в поисково-спасательных операциях и миссиях по исследованию других планет, где важно быстро адаптироваться к непредсказуемым условиям.
В состав исследовательской группы входят инженер-дизайнер Реза Немови и профессор Ричард М. Мюррей. Результаты работы опубликованы в журнале Communications Engineering. По мере совершенствования подобных роботов, как ATMO, они могут изменить представление о том, как автономные машины справляются с всё более сложными задачами в нашем мире.