新創建的現實生活中的變形金剛可以重新配置其身體以實現八種不同類型的運動，并且可以自主評估其面臨的環境以選擇最有效的運動組合進行操縱。（圖片來源：Lance Hayashida/加州理工學院）

新創建的現實生活中的變形金剛可以重新配置其身體以實現八種不同類型的運動，并且可以自主評估其面臨的環境以選擇最有效的運動組合進行操縱。

這款新型機器人被稱為 M4（多模式移動變形機器人），可以用四個輪子滾動，將輪子變成轉子并飛行，像貓鼬一樣站在兩個輪子上越過障礙物，用輪子像腳一樣“行走”，使用兩個轉子幫助它在兩個輪子上滾動陡坡、翻滾等等。

漢斯·W·利普曼 (Hans W. Liepmann) 航空學和仿生工程教授莫里·加里布 (Mory Gharib)（83 年博士）表示，具有如此廣泛功能的機器人的應用范圍廣泛，從將傷者運送到醫院到探索其他行星。加州理工學院自主系統與技術中心 (CAST) 主任，該機器人就是在該中心開發的。

M4 是東北大學電氣和計算機工程助理教授 Gharib 和 Alireza Ramezani 的創意。支持 M4 技術方面的團隊包括加州理工學院航空航天博士后研究員 Eric Sihite；Reza Nemovi，CAST 設計工程師；和來自噴氣推進實驗室的阿拉什·卡蘭塔里（Arash Kalantari），噴氣推進實驗室由加州理工學院為美國宇航局管理。6 月 27 日《自然通訊》發表了一篇宣布這款新機器人的論文。

機器人的運動靈活性與人工智能相結合，使其能夠根據前方的地形選擇最有效的運動形式。想象一下 M4 探索一個陌生的環境：它可能會以四輪滾動開始，這是其最節能的模式。當到達巨石之類的障礙物時，它可以站在兩個輪子上，俯瞰障礙物，從而更清楚地了解前方的地面情況。然后，如果它看到峽谷或輪式機器人無法穿越的其他特征，它可以將輪子重新配置為轉子，飛過峽谷到另一邊，然后繼續滾動。

《自然通訊》論文的合著者加里布說：“當遇到未知環境時，只有能夠在人工智能的幫助下重新調整多模式組件用途的機器人才能取得成功。”

M4 的主要特點之一是它能夠將其附屬物重新調整為輪子、腿或推進器。當 M4 需要用兩個輪子站立時，四個輪子中的兩個會折疊起來，其內置的螺旋槳向上旋轉，為機器人提供平衡。當M4需要飛行時，四個輪子全部折疊起來，螺旋槳將機器人抬離地面。

輪組件上的關節允許 M4 執行行走運動。在 M4 當前的迭代中，行走動作主要是概念驗證。然而，隨著預期的進步，未來的 M4 一代可能具備有效地行走在輪式機器人難以行走的破碎地形的能力。

M4 的設計深受大自然的影響：例如，Gharib 和他的同事的靈感來自于 chukar 鳥（鷓鴣的一種）在爬上陡坡時如何利用拍打翅膀來獲得杠桿作用，以及海獅如何利用翅膀來獲得杠桿作用。他們的腳蹼可以在海上和陸地上進行不同類型的運動。盡管生物學家之前已經報道過此類從動物界重新利用附肢的例子，但它們所闡述的概念現在才在工程領域進行探索。

M4 配備了自主功能，可以自行決定如何最好地穿越復雜的環境。該機器人還在戶外進行了測試，并在加州理工學院校園的地形上進行了導航。

自然通訊論文的標題是“多模態移動形態機器人（M4），一個檢查附屬物重新利用以增強運動可塑性的平臺”。這項研究由噴氣推進實驗室和國家科學基金會資助。