Forskare vid Caltechs Center for Autonomous Systems and Technologies har utvecklat en verklig transformerrobot som för vetenskaplig fiktion närmare verkligheten. Den Aerially Transforming Morphobot (ATMO) utgör ett betydande framsteg inom hybridmobilitetsrobotik genom att sömlöst växla mellan luft- och markoperationer utan uppehåll.
Robotens geniala konstruktion använder fyra thrustrar för flygning, där de skyddande kåporna runt dessa thrustrar även fungerar som hjul i markläge. Denna dubbelfunktionella lösning styrs av en enda motor som rör en central led, vilket lyfter thrustrarna uppåt för drönarläge eller nedåt för körläge, och gör systemet mycket effektivt.
Huvudförfattaren Ioannis Mandralis, doktorand i flygteknik vid Caltech, förklarar att ATMO inspirerats av naturen—specifikt hur fåglar ändrar sin kroppsmorfologi när de växlar mellan flygning och rörelse på marken. ATMO ställdes dock inför unika ingenjörsutmaningar utöver vad fåglar möter, bland annat att hantera komplexa aerodynamiska krafter och turbulens som skapas av de egna thrustrarna under transformationen.
Den största innovationen ligger i ATMOs styralgoritm, som använder modellprediktiv styrning för att kontinuerligt förutsäga hur roboten kommer att bete sig flera sekunder framåt och göra justeringar i realtid. Detta sofistikerade system utvecklades efter omfattande tester i Caltechs drönarlabb, där forskarna använde rökvisualiseringsexperiment för att förstå de virvlande luftmönstren under transformationen.
De praktiska tillämpningarna för ATMO är betydande. Dess ökade smidighet och robusthet gör den särskilt värdefull för kommersiella leveranssystem, där den kan ta sig fram över svår terräng utan avbrott. Dessutom visar teknologin potential för sök- och räddningsinsatser samt planetära utforskningsuppdrag, där anpassningsförmåga till oförutsägbara miljöer är avgörande.
Forskarteamet, som inkluderar designingenjören Reza Nemovi och professor Richard M. Murray, har publicerat sina resultat i tidskriften Communications Engineering. Allt eftersom robotar som ATMO fortsätter att utvecklas kan de komma att omdefiniera hur autonoma maskiner navigerar i vår alltmer komplexa värld.