Từ viễn tưởng tới hiện thực: Robot 'biến hình' giữa không trung để hạ cánh và lăn bánh

Kỳ quan công nghệ này được tạo ra bởi đội ngũ kỹ sư tại Viện Công nghệ California (Caltech). Đây không phải là chuyện khoa học viễn tưởng kiểu Transformers trên màn ảnh rộng, mà nó thật sự đang xảy ra trong một phòng thí nghiệm tại Mỹ.

Trong khi các robot bay-lái truyền thống thường phải đáp xuống trước rồi mới "hóa thân" thành phương tiện mặt đất, ATMO lại làm điều đó trong khi vẫn lơ lửng.

Nhờ một cơ chế trung tâm duy nhất có thể nâng hoặc hạ 4 động cơ đẩy, ATMO biến hình ngay trong quá trình hạ cánh và lăn bánh mà không cần dừng lại. Vỏ động cơ cũng đóng vai trò là bánh xe – một thiết kế gọn gàng và cực kỳ linh hoạt.

Khả năng biến hình giữa không trung này, được ví như cách chim điều chỉnh cơ thể khi hạ cánh và tránh chướng ngại, không chỉ là cú nhảy vọt trong thiết kế robot. Nó còn là lời giải cho bài toán đã khiến giới hàng không vũ trụ trăn trở suốt 50 năm: làm sao để một phương tiện bay chuyển đổi sang mặt đất mà không bị mất ổn định vì lực khí động học.

Theo tiến sĩ Mory Gharib, Giám đốc Trung tâm CAST của Caltech, thách thức nằm ở chỗ: khi robot bay gần mặt đất, các luồng không khí do động cơ đẩy xuống sẽ bị phản xạ lại, gây ra nhiễu loạn và làm rối loạn hệ thống. Nếu bạn nghĩ đến cảnh một trực thăng tự hút mình vào luồng xoáy do chính nó tạo ra khi hạ cánh quá nhanh, thì ATMO còn phức tạp hơn vì có đến 4 động cơ liên tục điều chỉnh hướng đẩy.

Để vượt qua “bão gió” đó, nhóm nghiên cứu đã tiến hành hàng loạt thí nghiệm trong phòng lab: đo cảm biến lực, hình ảnh khói, mô phỏng chuyển động và các tác động khí động học khi robot biến hình.

Kết quả: một thuật toán điều khiển tân tiến, được gọi là điều khiển dự đoán mô hình, ra đời. Thuật toán này liên tục “tưởng tượng” ra các kịch bản tương lai gần để đưa ra phản ứng phù hợp ngay lập tức, đảm bảo robot luôn ổn định và đúng hướng trong mọi tình huống.

“Ngay khi robot bắt đầu biến hình, bạn sẽ có hàng tá khớp nối động lực khác nhau hoạt động cùng lúc”, tác giả chính Ioannis Mandralis, nghiên cứu sinh tại Caltech, giải thích. “Điều này tạo ra vô số lực tương tác với nhau. Và bộ điều khiển phải đủ nhanh, đủ khôn để xử lý tất cả chỉ trong tích tắc”.

ATMO không chỉ là một cuộc trình diễn công nghệ ngoạn mục. Nó mở ra tiềm năng thực sự cho các ứng dụng trong đời sống, từ giao hàng tự động, thám hiểm không gian, đến cứu hộ trong môi trường khắc nghiệt. Robot này không cần mặt đất bằng phẳng để hạ cánh, không bị giới hạn bởi địa hình. Nó có thể bay, lăn, luồn lách qua các tàn tích, hố sâu, rừng rậm hay tòa nhà đổ nát, một cách mượt mà như một sinh vật sống.

Trong một thế giới đang ngày càng đặt cược vào tự động hóa, sự kết hợp giữa tính cơ động, khả năng biến đổi và trí tuệ nhân tạo của ATMO có thể là cú bẻ lái táo bạo, định hình lại cách ta nghĩ về robot. Không còn là những cỗ máy đơn năng lặp đi lặp lại, mà là những “sinh vật” có thể thích nghi, phản xạ và tiến hóa theo môi trường.

Một con chim có thể bay và chạy. Bây giờ, một con robot cũng làm được.