Представьте себе робота, который летает как квадрокоптер, а приземлившись, превращаться в вездеход и продолжать движение по земле. Звучит как научная фантастика? А вот и нет! Инженеры из Калифорнийского технологического института (CalTech) создали такого робота и назвали его ATMO. Вдохновением для них послужила природа, а толчком к разработке — неудача на Марсе.
Идея создания робота-трансформера» родилась из-за проблем марсохода Spirit, который в 2009 году застрял в песках Красной планеты. Тогда у NASA были и ровер для передвижения по поверхности, и роботизированный вертолёт для полетов, но это были два отдельных аппарата. «А почему бы не объединить их в одном устройстве?» — подумали инженеры. Так появился ATMO, робот, который подражает птицам, которые складывают крылья, чтобы ловко приземлиться и передвигаться по земле.
Ключевые особенности концепции ATMO:
- Гибридность – совмещение функций летательного аппарата и наземного транспортного средства.
- Трансформация в воздухе – способность изменять свою форму прямо во время полета, готовясь к посадке и движению по земле.
- Вдохновение природой – идея заимствована у птиц, которые адаптируют при взлете и посадке.
- Повышенная мобильность – создан для эффективного перемещения в сложных условиях, где только полёта недостаточно.
Как это работает: от идеи до воплощения
Конструкция ATMO уникальна: четыре двигателя с воздушными винтами защищены кожухами, которые при посадке становятся колесами.
Создать робота, меняющего форму в полете, — задача не из легких. Одна из главных проблем — аэродинамика. Например, если трансформер приземляется слишком быстро, он может попасть в воздушную ловушку – вихрь, созданный отраженным от земли. Для понимания всех тонкостей процесса трансформации и изменения воздушных потоков инженеры проводили много исследований и буквально заставляли робота «дымить».
Особенности разработки и испытаний:
- Дымовая визуализация – с помощью дыма исследователи наблюдали, как воздушные потоки проходят через винты при разных конфигурациях робота. Это помогло понять, как меняется динамика полета.
- Тестирование с помощью тензодатчиков – это позволило измерить, как колеблется сила тяги при изменении положения двигателей во время посадки.
- Разработка ПО – полученные инженерами данные легли в основу сложного алгоритма управления. Система постоянно прогнозирует поведение робота и корректирует его действия, что даёт плавный переход от полета к езде.
Будущее уже здесь: где пригодится ATMO?
Такой робот-трансформер — не просто красивая игрушка. У проекта огромный потенциал для реального применения. Подобные воздушно-наземные роботы или дроны могут помогать в поисково-спасательных операциях, когда нужно быстро обследовать местность с воздуха, найти безопасное место для посадки и добраться до пострадавших по земле. Также их можно использовать для безопасной доставки посылок, разведки, исследования труднодоступных мест.
Перспектива проекта
ATMO — хороший пример того, как заимствование идей у природы помогает решать сложные инженерные задачи. Данный робот стирает грань между летательными и наземными аппаратами. Перспектива развития проекта видится в разработке семейства специализированных версий данного робота.
В зависимости от задачи (транспортировка грузов, быстрое перемещение в труднодоступные места, работа в узких пространствах) можно будет изменять конструкцию, материалы и программное обеспечение. Также важно совершенствовать алгоритмы предиктивного управления, чтобы сделать переходы между рабочими режимами «квадрокоптера «и «вездехода» более быстрыми, плавными и энергоэффективными.
Возможно, в скором будущем мы увидим роботов-трансформеров, способных практически мгновенно адаптироваться к любым условиям окружающей среды.
Автор материала: Vlad Falcon
Приглашаем в наш телеграм-канал https://t.me/complexcad
Получить консультацию по конструкторским и технологическим услугам можно по ☎ +7 (495) 127-72-03
С уважением, команда «Комплекс КАД»