M4 Morphobot: Robot biến hình đa năng, ứng cử viên cho nhiệm vụ sao Hỏa

Sao Hỏa không phải là hành tinh gần nhất với Trái đất, nhưng nó hứa hẹn nhiều nhất về việc khám phá của con người. NASA đã gửi nhiều tàu quỹ đạo để lập bản đồ hành tinh từ quỹ đạo và tàu thám hiểm để điều hướng bề mặt hành tinh và thu thập mẫu vật. Rover NASA gần đây nhất, Perseverance, và tải trọng máy bay trực thăng robot của nó, Ingenuity, đã lên bề mặt sao Hỏa vào tháng 2 năm 2021 và vẫn đang hoạt động.

NASA đang lựa chọn ứng cử viên cho các tàu thám hiểm sao Hỏa thế hệ tiếp theo, và các nhà nghiên cứu tại Caltech có một robot thú vị được cung cấp năng lượng bởi nền tảng điện toán nhúng Jetson Nano của Nvidia.

Nhìn thoáng qua, Multi-Modal Mobility Morphobot (M4 Morphobot) của CalTech trông giống như một phiên bản nhỏ hơn của các tàu thám hiểm sao Hỏa đã được phóng trước đó, nhưng có bánh xe hẹp hơn. Tuy nhiên, khi quan sát kỹ hơn, có các cánh quạt bên trong mỗi bánh xe, điều này rất cần thiết cho những trò tinh quái theo phong cách Transformers của nó.

M4 Morphobot có thể di chuyển trên bề mặt bằng bốn bánh xe trong chế độ vận hành tiêu chuẩn của nó. Đây là cách hiệu quả về năng lượng để di chuyển trên mặt đất, mặc dù với tốc độ chậm. Tuy nhiên, M4 Morphobot cũng có thể xoay một bộ bánh xe 90 độ và xoay thân của nó lên 90 độ để định vị theo chiều dọc. Ở vị trí này, hai bánh xe tạo thành một chỗ đứng vững chắc trên mặt đất, trong khi các cánh quạt trên bộ bánh xe đầu tiên có khớp nối cung cấp thêm động lượng về phía trước.

Tuy nhiên, hình thức thú vị nhất mà M4 Morphobot có thể thực hiện là máy bay. Trong chế độ này, tất cả bốn bánh xe xoay ra ngoài 90 độ, biến thành một quadcopter, đạt tốc độ lên đến 40 dặm / giờ. Chế độ này cho phép M4 Morphobot di chuyển nhanh hơn và đến những khu vực mà xe có bánh không thể tiếp cận được. Robot có thể biến thành tám biến thể khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể và pin của nó có thể kéo dài đến 30 phút. Tuy nhiên, nhóm hiện đang làm việc trên các phiên bản lớn hơn của robot có thể di chuyển nhanh hơn và xa hơn khi mang theo tải trọng nặng hơn.

Nhóm Caltech, bao gồm Tiến sĩ Eric Sihite, Tiến sĩ Arash Kalantari, Reza Nemovi, Tiến sĩ Alireza Ramezani và Tiến sĩ Morteza Gharib, cho biết họ đã lấy cảm hứng từ động vật trong tự nhiên. Các yêu cầu tiến hóa đã buộc nhiều loài phải tồn tại bằng cách thích nghi khéo léo với môi trường xung quanh, vì vậy nhóm đã đi theo con đường đó là điều hợp lý.

“Công nghệ mô phỏng sinh học của robot về việc sử dụng lại phần phụ của động vật có thể tạo ra các robot di động với khả năng vô song,” các nhà nghiên cứu viết trong một bài báo được công bố trên Nature Communications. Lấy cảm hứng từ động vật, chúng tôi đã thiết kế một robot có khả năng điều hướng các môi trường không có cấu trúc, đa nền, bao gồm cả đất và không khí, bằng cách sử dụng các thành phần của nó theo những cách khác nhau như bánh xe, động cơ đẩy và chân. ”

Mặc dù Caltech đã tài trợ cho nghiên cứu ban đầu của M4 Morphobot, nhưng Phòng thí nghiệm Jet Propulsion của NASA (JPL) đã cung cấp kinh phí cho các giai đoạn phát triển tiếp theo của nó. Robot hiện đang là ứng cử viên cho một nhiệm vụ tàu thám hiểm sao Hỏa của NASA trong tương lai.

Cần lưu ý rằng khả năng của nó không chỉ áp dụng cho các nhiệm vụ ngoài hành tinh; Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ cũng đã bày tỏ quan tâm đến việc triển khai robot dựa trên thiết kế này.

**M4 Morphobot cũng có rất nhiều tiềm năng trong tìm kiếm và cứu hộ hỏa hoạn, nơi khả năng “bay đến và lái xe” của nó khiến nó trở thành một công cụ đa năng để giúp tìm kiếm nạn nhân và có thể cung cấp viện trợ và/hoặc vật tư quan trọng. “Chúng tôi hơi choáng váng về cách nó đột nhiên nhận được nhiều sự chú ý như vậy,”