忘掉无人机吧——这个机器人在旅途中变身

快速阅读: 据《Knowridge 科学报告》称，加州理工学院工程师研发出空中变形机器人ATMO，能在飞行与驾驶模式间无需降落切换，解决了复杂地形任务难题。其创新在于推进器盖变轮子及先进控制系统，有望用于包裹递送或探索任务。

由约阿尼斯·曼德拉利斯提供，加州理工学院。想象一下，一种可以在空中飞翔的机器人，然后瞬间变为一种在地面上快速移动的机械装置。这就是加州理工学院的一组工程师所创造出的成果。

这个名为ATMO（即空中变形机器人）的新机器人无需降落就能在飞行和驾驶模式之间切换，从而实现更快的速度、更高的灵活性以及更好的复杂地形适应性。通常情况下，既能飞行又能驾驶的机器人需要先降落才能切换到地面模式。但这一降落过程可能是个难题，尤其是在表面不平整或充满障碍物的地方。如果在切换时遇到阻碍，任务就无法完成。因此，ATMO能够在空中完成形态转换的能力是一项重要的突破。

ATMO利用四个类似喷气推进器的装置起飞和飞行。它的独特之处在于，当它准备驾驶时，推进器周围的盖子会变成轮子。一个电机负责驱动这种转换，旋转机器人的部件以平稳地在飞行和驾驶模式间切换。这款现实版的“变形金刚”关键在于其智能控制系统。空中转换并非易事。它会带来许多复杂的空气动力学力量——特别是靠近地面时，推进器喷出的气流反弹至地面，形成湍流。这些力量可能是不稳定且难以预测的。为了确保机器人保持平衡，加州理工学院的工程师开发了一种先进的系统，称为模型预测控制。这项技术能够持续预测机器人未来数秒内的动作，并实时调整以保持其稳定。

该研究的主要作者、航空航天专业的研究生约阿尼斯·曼德拉利斯表示，团队从自然界中汲取了灵感。例如，鸟类在飞行和减速降落时会以不同的方式使用翅膀。团队希望让机器人具备类似的能力。但与鸟类不同的是，ATMO还需应对由自身推进器及形态变化引发的不可预测气流。为了解机器人表现如何，研究人员在加州理工学院的无人机实验室对其进行了测试。他们进行了实验来测量其在转换过程中力的变化，并借助烟雾可视化气流旋转。这有助于他们微调机器人的行为。

研究人员相信，ATMO的空中变形能力对包裹递送或探索难达区域等任务可能特别实用。通过省去飞行与驾驶间的停顿，像ATMO这样的机器人有一天可以通过复杂环境自由移动——如同科幻小说中的飞行变形金刚一般。

来源：加州理工学院。

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