摘要：工程师已经开发了一种现实生活中的变压器，该变压器具有“大脑”在空中变形，从而使无人机般的机器人可以平稳滚开，并在不停顿的情况下开始地面操作。此类机器人的敏捷性和鲁棒性提高可能对商业输送系统和机器人探险家特别有用。...

可以飞行的专业机器人和开车通常在尝试转变和开车之前降落在陆地上。但是，当着陆地形崎rough时，这些机器人有时会陷入困境，无法继续运行。现在，一支Caltech工程师团队已经开发了一个现实生活中的变压器，该变压器具有“大脑”在空中变形，使Dronelike机器人可以平稳地滚开，并在不停顿的情况下开始地面操作。此类机器人的敏捷性和鲁棒性提高可能对商业输送系统和机器人探险家特别有用。

新的机器人被称为Atmo（空中变形的形态），使用四个推进器飞行，但是保护它们的裹尸布在替代驾驶配置中成为系统的车轮。整个转换依赖于单个电动机将中央接头移动，该电动机将Atmo的推进器提升到无人机模式或向下驱动模式。

研究人员描述了机器人和复杂的控制系统，该系统将其驱动在最近发表的论文中通信工程。

“我们设计并建立了一种新的机器人系统，该系统受自然的启发 - 动物可以以不同的方式使用身体来实现不同类型的机车，”加州大学航空航天的研究生兼新论文的主要作者Ioannis Mandralis（MS '22）说。他说，例如，鸟类飞，然后改变身体的形态以减慢自己的速度并避免障碍。曼德拉尼斯说：“有能力在空中转变可以解锁许多可能性，以提高自主性和鲁棒性。”

但是空中转型也带来了挑战。复杂的空气动力既发挥作用又是因为机器人靠近地面，并且因为它在变形时正在改变其形状。

“即使您看着鸟土地然后奔跑，这似乎很简单，但实际上，这是航空航天行业一直在努力处理的问题，可能已经50多年了，”汉斯·W·利普曼（Hans W. Liepmann）的莫里·加里布（Mory Gharib，Phd '83）说。加利福尼亚理工学院（GALCIT）的实验室。所有飞行的车辆都经历了靠近地面的复杂部队。例如，以直升机为例。当它用于着陆时，其推进器向下推动了很多空气。当那个空气撞到地面时，其中一部分弹回了。如果直升机进来太快，它可能会吸入由反射空气形成的涡流中，从而导致车辆失去升降机。

在ATMO的情况下，难度的水平更大。机器人不仅必须与复杂的近距离力量抗衡，而且还具有四个喷气机，它们不断改变它们彼此射击的程度，从而造成了额外的湍流和不稳定。

为了更好地了解这些复杂的空气动力，研究人员在Cast的无人机实验室进行了测试。他们使用所谓的负载电池实验来查看机器人在登陆时如何更改机器人的配置，从而影响了其推力。他们还进行了烟雾可视化实验，以揭示导致动态变化的潜在现象。

然后，研究人员将这些见解提供给了他们为Atmo创建的新控制系统背后的算法。该系统使用一种称为模型预测控制的高级控制方法，该方法通过不断预测系统在不久的将来的行为并调整其行动以保持课程的方式来起作用。

曼德拉斯说：“控制算法是本文中最大的创新。” “四四型人使用特定的控制器，因为他们的推进器的放置方式以及它们的飞行方式。在这里，我们引入了一个以前没有被研究过的动态系统。一旦机器人开始变形，您就会获得不同的动态耦合 - 不同的力量相互作用 - 彼此相互作用。控制系统必须能够快速响应所有这些。”