近日，加州理工学院的一支工程师团队成功研发出一款名为ATMO(空中变形机器人)的新型机器人，该机器人能够在空中实现变形，从而在地面上不间断地执行任务。这一创新设计使得ATMO在面对崎岖地形时，无需着陆即可调整形态，继续平稳滑行，为商业运载系统和机器人探测器领域带来了更高的灵活性和坚固性。

ATMO机器人使用四个推进器进行飞行，其独特之处在于保护推进器的罩壳在变形过程中可转化为系统的轮子。这一变形过程由单个电机驱动中央关节完成，使机器人能够轻松切换至无人机模式或驱动模式。研究人员在《通信工程》杂志上发表的论文中详细描述了该机器人及其复杂的控制系统。

“我们设计并构建的这套机器人系统，灵感源自自然界中动物通过不同方式运用身体实现运动的现象，”加州理工学院航空航天专业研究生、论文主要作者伊奥尼斯·曼德拉利斯表示，“拥有在空中变形的能力，为提升自主性和鲁棒性开辟了许多可能性。”

然而，空中变形技术也带来了诸多挑战。由于机器人靠近地面且在变形过程中形状不断变化，会产生复杂的空气动力。为了应对这些挑战，研究人员在CAST的无人机实验室进行了大量测试，包括称重传感器实验和烟雾可视化实验，以深入了解这些复杂的空气动力。

基于这些测试结果，研究人员将洞察输入到为ATMO创建的新控制系统背后的算法中。该系统采用模型预测控制这一先进控制方法，不断预测系统行为并调整以保持正常运转。

“控制算法是这篇论文最大的创新，”曼德拉利斯强调，“我们引入了一个之前从未研究过的动态系统，控制系统必须能够对所有因素做出快速反应。”

更多信息： Ioannis Mandralis 等人，《ATMO：一种用于动态地空转换的空中变形机器人》，《通信工程》(2025 年)。期刊信息： 通信工程