Do Viện Công nghệ Italy (IIT) phát triển, iRonCub3 là robot hình người sử dụng động cơ phản lực đầu tiên trên thế giới. Cỗ máy hiện mới có thể bay cao khoảng 50 cm và giữ thăng bằng, nhưng sẽ dần được cải tiến thời gian tới. Nó được thiết kế để hoạt động trong môi trường thực tế bằng cách sử dụng khả năng di chuyển trên không và cấu trúc giống con người.

Cột mốc trên đánh dấu bước tiến về robot đa phương thức, kết hợp chuyển động trên mặt đất với bay có kiểm soát, mở ra cánh cửa cho nhiệm vụ cứu hộ và thám hiểm ở địa điểm phức tạp hoặc nguy hiểm trong tương lai. Kết quả nghiên cứu được công bố ngày 18/6 trên Nature Communications Engineering.

iRonCub3 được tùy chỉnh dựa trên thế hệ thứ ba của iCub và được điều khiển từ xa. Nó trang bị bốn động cơ phản lực, hai trên cánh tay và hai trên balô, giúp bay lơ lửng và duy trì cân bằng cả khi có gió hoặc tác động vật lý. Robot nặng 70 kg và có thể tạo ra lực đẩy hơn 1.000 newton. Các turbine thải khí xả ở nhiệt độ 800°C, do đó cần cột sống bằng titan mới và lớp phủ chịu nhiệt bảo vệ.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển robot trong hai năm. Theo Daniele Pucci, trưởng phòng thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo và Cơ khí (AMI) tại IIT, cỗ máy khác biệt so với robot hình người truyền thống.

Ổn định trong quá trình bay là thách thức chủ chốt. Không giống máy bay không người lái vốn đối xứng và nhỏ gọn, iRonCub3 có các chi có thể di chuyển và phần thân dài. Đặc điểm này làm thay đổi khí động học và tạo ra trọng tâm động. Để giải quyết vấn đề, nhóm phát triển mô hình điều khiển bay và bộ ước lượng khí động học theo thời gian thực.

Đội ngũ IIT hợp tác với Đại học Bách khoa Milan để thử nghiệm trong hầm gió và với Đại học Stanford cho các ứng dụng học máy. Theo Antonello Paolino, tác giả chính của bài báo, mô hình bao gồm mạng neuron được huấn luyện dựa trên dữ liệu mô phỏng và thực nghiệm, tích hợp vào cấu trúc điều khiển của robot để đảm bảo bay ổn định. Hệ thống AI cho phép iRonCub3 phản ứng với luồng khí nhiễu loạn và vị trí chi thay đổi giữa chặng bay. Robot cũng có thể xử lý chuyển đổi nhanh như khai hỏa động cơ phản lực tuần tự hoặc chuyển động cấu trúc trong quá trình cất cánh.

Nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp đồng thiết kế để chế tạo iRonCub3. Phương pháp này cho phép họ tối ưu hóa hình dạng của robot và vị trí động cơ. Mục tiêu là đảm bảo kiểm soát chuyến bay tối đa trong khi chịu điều kiện nhiệt và khí động học khắc nghiệt. Họ lặp lại nhiều mô phỏng và thử nghiệm để tinh chỉnh các hệ thống của robot. Những cải tiến bao gồm cảm biến lực đẩy, quản lý nhiệt, hoạch định cất cánh - hạ cánh tự động.

Thử nghiệm bay ban đầu diễn ra tại phòng thí nghiệm trong nhà của IIT, nơi robot lơ lửng thành công. Thử nghiệm trong tương lai sẽ chuyển đến khu vực bay chuyên dụng tại sân bay Genoa do nhà quản lý Aeroporto di Genova hợp tác bố trí. Robot hình người bay như iRonCub3 có thể sử dụng ở khu vực thảm họa, môi trường độc hại hoặc nhiệm vụ yêu cầu cả bay và thao tác.