Naukowcy z Caltech opracowali robota, który łączy w sobie umiejętność latania i jazdy, a co najważniejsze — potrafi przekształcać się w locie. ATMO (aerially transforming morphobot) to zaawansowana maszyna, która potrafi przejść z trybu lotu do trybu jazdy bez konieczności lądowania, co pozwala jej na płynne poruszanie się po różnorodnym terenie bez zatrzymania.
Takie rozwiązanie może być przełomowe dla autonomicznych systemów dostawczych, pojazdów eksploracyjnych i robotów ratunkowych, które muszą działać w trudno dostępnych środowiskach.
Jak działa ATMO?
System jest wyposażony w cztery silniki odrzutowe, które umożliwiają mu lot, ale co ciekawe, ich osłony zmieniają się w koła, kiedy robot przekształca się w pojazd naziemny. Transformacja całego systemu odbywa się dzięki jednego silnika i specjalnego zawiasu, który zmienia pozycję napędów. To rozwiązanie sprawia, iż ATMO jest lekki, szybki i odporny na awarie mechaniczne. Co więcej, może poruszać się zarówno w powietrzu, jak i po ziemi, co czyni go uniwersalnym narzędziem dla wielu sektorów.
Schemat robota / Źródło: nature.com Projektanci robota inspirowali się sposobem, w jaki ptaki zmieniają pozycję ciała, aby lądować, unikać przeszkód i przechodzić płynnie z lotu do poruszania się na ziemi. Ten proces jest bardzo złożony z punktu widzenia aerodynamiki, zwłaszcza w pobliżu gruntu, gdzie powstają wiry powietrzne, które mogą destabilizować lot. Profesor Mory Gharib z Caltech przyznaje, iż problem transformacji w pobliżu ziemi to temat, z którym przemysł lotniczy walczy od ponad 50 lat. ATMO radzi sobie z tym wyzwaniem dzięki precyzyjnej kontroli aerodynamicznej i zaawansowanemu algorytmowi sterowania.
Dynamiczne lądowanie / Źródło: nature.comPrzełomowy algorytm kontroli
Największą innowacją projektu ATMO jest algorytm sterowania, który potrafi reagować w czasie rzeczywistym na zmiany w dynamice robota podczas transformacji. System model predictive control (MPC) przewiduje, jak robot będzie się zachowywać w najbliższej przyszłości i dostosowuje działania sterujące tak, by utrzymać go na kursie.
Podczas testów w laboratorium CAST (Center for Autonomous Systems and Technologies), zespół wykonał eksperymenty z użyciem komórek obciążeniowych i wizualizacji dymu, by zrozumieć, jak zmienia się przepływ powietrza wokół robota w trakcie lądowania i transformacji. Wnioski z tych badań pozwoliły udoskonalić algorytm sterujący i zapewnić maksymalną stabilność choćby w trudnych warunkach.
Przyszłość autonomicznej mobilności?
ATMO otwiera nowe możliwości dla autonomicznych robotów. Może sprawdzić się w roli kuriera, zwiadowcy w trudnym terenie czy choćby robota ratowniczego. Jego zdolność do płynnej transformacji w locie sprawia, iż może docierać tam, gdzie inne maszyny sobie nie radzą.
