Φανταστείτε ένα ρομπότ που μπορεί να μετατρέπεται μεταξύ των διαμορφώσεων «ιπτάμενο drone» και «τροχοφόρο όχημα». Μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο, αλλά μόνο αν λειτουργεί υπό πραγματικές συνθήκες. Το ρομπότ ATMO σχεδιάστηκε ακριβώς γι’ αυτό, πραγματοποιώντας τη μεταμόρφωσή του στον αέρα.
Το όνομα και η δημιουργία του ATMO
Το όνομά του, ακρώνυμο του Aerially Transforming Morphobot, ATMO δημιουργήθηκε από μια ομάδα μηχανικών στο California Institute of Technology (Caltech). Η συσκευή βασίζεται στην τεχνολογία που χρησιμοποιήθηκε σε προηγούμενο ρομπότ του Caltech, το M4 (Multi-Modal Mobility Morphobot).
Αυτό το συγκεκριμένο ρομπότ πετούσε σαν κανονικό quadcopter drone όταν ήταν στον αέρα, με τους τέσσερις προφυλαγμένους έλικες του να είναι απλωμένοι οριζόντια. Μόλις προσγειωνόταν, οι έλικες αυτοί δίπλωναν προς τα μέσα, μέχρι να καταλάβουν μία γωνία 90 μοιρών προς τα κάτω σε σχέση με το υπόλοιπο σώμα του ρομπότ. Έπειτα, λειτουργούσαν ως κινητήριοι τροχοί, με τους προφυλαγμένους δακτυλίους να σχηματίζουν τα λαστιχένια πέλματα.
Η αδυναμία του προηγούμενου σχεδιασμού
Παρόλο που ήταν ένας έξυπνος σχεδιασμός, αυτός και άλλα παρόμοια ρομπότ έχουν ένα μειονέκτημα. Αν υπάρχουν πέτρες, ή άλλα προεξέχοντα εμπόδια στην περιοχή προσγείωσης, αυτά μπορεί να εμποδίσουν τους έλικες να διπλώσουν πλήρως προς τα μέσα. Η λύση στο πρόβλημα είναι το ρομπότ να προσγειώνεται με τους έλικες/τροχούς ήδη σχεδόν πλήρως κατεβασμένους.
Η καινοτομία του ATMO
Εδώ μπαίνει το ATMO.
Παρότι κάθε έλικας έχει ακόμα το δικό του μοτέρ για την πτήση, μόνο ένας κεντρικός κινητήρας χρησιμοποιείται για να κινήσει μια άρθρωση που διπλώνει τους έλικες (ή τους απλώνει). Ωστόσο, η κατασκευή αυτή δεν είναι τόσο απλή όσο ακούγεται. Καθώς αλλάζει η γωνία των ελίκων και ο αέρας που σπρώχνεται προς τα κάτω από τους έλικες αρχίζει να αντανακλάται από το έδαφος που πλησιάζει, οι πτητικές ιδιότητες του ATMO αλλάζουν αναλόγως. Για αυτόν τον λόγο, οι επιστήμονες ανέπτυξαν έναν ειδικό αλγόριθμο που αντισταθμίζει αυτές τις μεταβαλλόμενες παραμέτρους, προσαρμόζοντας συνεχώς την ώθηση που παρέχει κάθε έλικας.
Σταθερή προσγείωση και οδήγηση με τροχούς
Ως αποτέλεσμα, το drone μπορεί να πραγματοποιεί σταθερές «δυναμικές προσγειώσεις με τροχούς» έχοντας τους τροχούς/έλικες ήδη κατεβασμένους. Στη συνέχεια, μπορεί να κινηθεί γρήγορα στο έδαφος, με έναν ιμάντα κίνησης σε κάθε πλευρά να γυρίζει τους τροχούς. Ο χειρισμός γίνεται μέσω ενός διαφορικού που μεταβάλλει ανεξάρτητα την ταχύτητα αυτών των κινητήρων.
«Εδώ παρουσιάζουμε ένα δυναμικό σύστημα που δεν έχει μελετηθεί προηγουμένως», λέει ο Ιωάννης Μανδράλης, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Μόλις το ρομπότ ξεκινήσει τη μεταμόρφωσή του, εμφανίζονται διαφορετικές δυναμικές συζευκτικές – διαφορετικές δυνάμεις που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Και το σύστημα ελέγχου πρέπει να μπορεί να ανταποκριθεί γρήγορα σε όλα αυτά».
Η μελέτη δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Communications Engineering. Μπορείτε να δείτε το ATMO σε δράση στο παρακάτω βίντεο.
