加州理工学院自主系统与技术中心的研究人员开发出了一款现实版“变形金刚”机器人,将科幻变为现实。ATMO(空中变形机器人)在混合移动机器人领域取得了重大突破,能够在空中与地面两种模式间无缝切换,无需中断操作。
该机器人采用巧妙设计,配备四个推进器用于飞行,而这些推进器外部的防护罩在地面模式下则变为车轮。这种一物两用的结构由单一电机驱动,通过中央关节抬升或放下推进器,实现无人机模式与地面行驶模式的高效切换。
论文第一作者、加州理工学院航空航天专业研究生Ioannis Mandralis表示,ATMO的灵感来源于自然界,尤其是鸟类在从飞行到地面移动时的身体变形方式。然而,ATMO面临的工程挑战远超鸟类,包括在变形过程中应对自身推进器产生的复杂气动力和湍流。
ATMO最重要的创新在于其控制算法。该算法采用模型预测控制技术,能够持续预测机器人未来几秒内的行为,并实时调整。为此,研究团队在加州理工学院的无人机实验室进行了大量测试,包括利用烟流可视化实验分析变形过程中的气流模式。
ATMO在实际应用中前景广阔。其更高的灵活性和鲁棒性使其在商业配送系统中极具价值,能够无障碍穿越复杂地形。此外,该技术在搜救和行星探测等需要应对不可预测环境的任务中也展现出巨大潜力。
该研究团队成员还包括设计工程师Reza Nemovi和教授Richard M. Murray,相关成果已发表于《Communications Engineering》期刊。随着ATMO等机器人不断进化,未来有望重新定义自主机器在日益复杂世界中的导航方式。