科技/有片| 现实版“变形金刚”ATMO 无人机半空变形降地面行驶

[星岛综合报道] 试想像一款能在“飞行无人机”与“轮式探测车”形态之间变换的机器人。若能于真实环境中运作自如，其潜力无可限量。ATMO机器人正是为此而设计，并能在半空完成变形。

ATMO意指“Aerially Transforming Morphobot（空中变形机器人）”，由美国加州理工学院（Caltech）一队工程师研发。该装置建基于该校早前开发的M4（Multi-Modal Mobility Morphobot，多模式移动变形机器人）技术。

M4在空中时如一般四轴无人机般飞行，四个包覆式螺旋桨水平展开。降落后，螺旋桨会向内折叠，呈垂直于机身的下垂状态，并摇身一变成为驱动轮，包覆结构则化为橡胶履带车轮。

虽然设计巧妙，M4与同类型设计仍存一缺陷：若降落区域有石块、草丛或其他突起障碍物，可能妨碍螺旋桨完全收合。解决之道，是让机器人在降落时，螺旋桨／车轮已几乎完全下垂。这正是ATMO大派用场之处。

虽然其每个螺旋桨依然配有独立飞行马达，但折叠动作则由单一中央马达驱动单一关节来完成。此设置看似简单，实则不然。

随着螺旋桨角度改变，以及螺旋桨下推气流逐渐受地面反射影响，ATMO的飞行特性亦随之改变。为此，科学家特别开发出一套算法，能持续调整各螺旋桨推力，以补偿这些变化。

因此，该无人机能稳定地进行“动态车轮降落”，在车轮／螺旋桨已下降的情况下完成降落。随后便可迅速于地面滑行，两侧各配备一条皮带驱动轮子旋转，转向则靠差速机构独立调整两侧驱动速度来控制。

“我们介绍了一种前所未有的动态系统，”论文第一作者Ioannis Mandralis表示。“当机器人开始变形时，便会出现不同的动态耦合——即不同力之间的相互作用，控制系统须能迅速应对一切变化。”

该研究论文近期已刊登于《Communications Engineering》期刊。ATMO于半空变形、驰骋地面的精彩画面，请见下方影片。

图片：Caltech

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