Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) створили справжнього трансформера, який змінює уявлення про пересування машин між повітрям і землею. Aerially Transforming Morphobot (ATMO) може безперервно переходити з режиму польоту у режим руху по землі, використовуючи лише один мотор для трансформації.
На відміну від звичайних гібридних роботів, яким потрібно приземлятися для перебудови, ATMO має інтелект для морфування прямо в повітрі, що дозволяє йому відразу почати рух по землі без зупинок. Така маневреність і надійність можуть бути особливо корисними для комерційних систем доставки та роботизованих дослідників. Робот використовує чотири турбіни для польоту, а кожен кожух турбіни у наземному режимі стає колесом. Вся трансформація відбувається завдяки одному мотору, який приводить у рух центральний шарнір, піднімаючи турбіни в режим дрона або опускаючи їх у режим їзди.
Дослідники описали робота та його складну систему керування у статті, нещодавно опублікованій у журналі Communications Engineering. «Ми спроєктували й побудували нову роботизовану систему, натхненну природою — тим, як тварини можуть використовувати своє тіло по-різному для різних типів пересування», — розповідає Янніс Мандраліс, аспірант аерокосмічного факультету Caltech і провідний автор статті. Наприклад, птахи літають, а потім змінюють морфологію тіла, щоб сповільнитися й уникнути перешкод.
Інженерне завдання було надзвичайно складним. «Хоча це здається простим, коли дивишся, як птах приземляється й одразу починає бігти, насправді це проблема, яку аерокосмічна галузь намагається вирішити вже понад 50 років», — зазначає Морі Гаріб, професор аеронавтики та медичної інженерії, директор Центру автономних систем і технологій (CAST) Caltech. Усі літальні апарати стикаються зі складними силами поблизу землі. Наприклад, коли гелікоптер заходить на посадку, його гвинти спрямовують потужний потік повітря вниз.
Щоб подолати ці складні аеродинамічні виклики, команда провела низку експериментів у дрон-лабораторії Caltech, зокрема тести на тензодатчиках і візуалізацію потоків диму для аналізу змін повітряного потоку під час трансформації. Ці дані допомогли створити інтелектуальну систему керування на основі моделювання прогнозованого руху (model predictive control), яка дозволяє роботу передбачати зміни у своїй поведінці та в режимі реального часу коригувати рух для збереження стабільності. Команда сподівається, що унікальне поєднання маневреності, стійкості й інтелекту ATMO стане основою для нового покоління автономних машин, особливо у сферах доставки, пошуково-рятувальних операцій та дослідження планет, де адаптація до непередбачуваних умов є ключовою.