科技/有片| 現實版「變形金剛」ATMO 無人機半空變形降地面行駛

[星島綜合報道] 試想像一款能在「飛行無人機」與「輪式探測車」形態之間變換的機械人。若能於真實環境中運作自如，其潛力無可限量。ATMO機械人正是為此而設計，並能在半空完成變形。

ATMO意指「Aerially Transforming Morphobot（空中變形機械人）」，由美國加州理工學院（Caltech）一隊工程師研發。該裝置建基於該校早前開發的M4（Multi-Modal Mobility Morphobot，多模式移動變形機械人）技術。

M4在空中時如一般四軸無人機般飛行，四個包覆式螺旋槳水平展開。降落後，螺旋槳會向內折疊，呈垂直於機身的下垂狀態，並搖身一變成為驅動輪，包覆結構則化為橡膠履帶車輪。

雖然設計巧妙，M4與同類型設計仍存一缺陷：若降落區域有石塊、草叢或其他突起障礙物，可能妨礙螺旋槳完全收合。解決之道，是讓機械人在降落時，螺旋槳／車輪已幾乎完全下垂。這正是ATMO大派用場之處。

雖然其每個螺旋槳依然配有獨立飛行馬達，但折疊動作則由單一中央馬達驅動單一關節來完成。此設置看似簡單，實則不然。

隨着螺旋槳角度改變，以及螺旋槳下推氣流逐漸受地面反射影響，ATMO的飛行特性亦隨之改變。為此，科學家特別開發出一套演算法，能持續調整各螺旋槳推力，以補償這些變化。

因此，該無人機能穩定地進行「動態車輪降落」，在車輪／螺旋槳已下降的情況下完成降落。隨後便可迅速於地面滑行，兩側各配備一條皮帶驅動輪子旋轉，轉向則靠差速機構獨立調整兩側驅動速度來控制。

「我們介紹了一種前所未有的動態系統，」論文第一作者Ioannis Mandralis表示。「當機械人開始變形時，便會出現不同的動態耦合——即不同力之間的相互作用，控制系統須能迅速應對一切變化。」

該研究論文近期已刊登於《Communications Engineering》期刊。ATMO於半空變形、馳騁地面的精彩畫面，請見下方影片。

圖片：Caltech

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