В журнале Communications Engineering вышла статья о роботе ATMO, разработанном специалистами Калифорнийского технологического института. Этот беспилотный аппарат может не только летать, но и ехать по земле, трансформируясь прямо в воздухе — без пауз и остановок. Такое решение помогает избежать проблем при приземлении на неровные поверхности, где другие роботы могут застрять.
Робот оснащен четырьмя двигателями, которые в режиме полета поднимаются вверх. Но кожухи этих двигателей становятся колесами при движении по земле. Вся система трансформации управляется одним мотором, меняющим положение центрального соединения. За счет этого ATMO может быстро адаптироваться к среде — например, приземлиться на скалистую поверхность и сразу продолжить движение, не тратя время на перенастройку.
Главное новшество проекта — система управления. Исследователи разработали сложный алгоритм, основанный на предиктивном управлении, то есть прогнозировании будущих действий. Система анализирует, как робот будет вести себя в следующий момент времени, и заранее корректирует его поведение. Это особенно важно, потому что во время трансформации возникают сложные аэродинамические силы — например, турбулентность, вызванная встречными потоками воздуха от двигателей.
Чтобы лучше понять, как форма робота влияет на его движение, ученые провели эксперименты с тензодатчиками, устройствами для измерения сил, и использовали дым, чтобы визуализировать воздушные потоки. Эти данные легли в основу алгоритма, позволяющего ATMO действовать стабильно даже вблизи земли, где влияние отраженного воздуха может нарушить полет.
Вдохновляясь природой, команда стремилась к тому, чтобы робот, как птица, мог плавно менять форму, избегая препятствий и продолжая движение без остановок. Такая универсальность может быть особенно полезной в зонах бедствий, для автономной доставки или при исследованиях в труднодоступных местах.
Интересно, что именно понимание и управление турбулентностью играет ключевую роль в работе робота ATMO, помогая ему сохранять стабильность в сложных условиях. Подробнее о том, как ученым удалось раскрыть загадки турбулентных вихрей и сделать хаос более предсказуемым, вы можете узнать в этой статье.