Các nhà khoa học nghiên cứu thay đổi cấu trúc bánh xe, chuyển từ hình dáng truyền thống (cao và mỏng) sang hình thức thấp và to.
Trong một bài nghiên cứu đăng trên tạp chí khoa học Science Robotics, các nhà khoa học đã trình bày thiết kế chi tiết của một chiếc bánh xe với hình dạng khác lạ, lấy cảm hứng từ nghệ thuật gấp giấy origami.
Thiết kế của bánh xe thay đổi toàn bộ cấu trúc, chuyển từ hình dạng cao và mỏng truyền thống sang kiểu thấp hơn và “mập” hơn.
Theo các nhà khoa học, hình dạng mới của bánh xe sẽ mang lại những lợi ích thú vị cho tài xế mà loại bánh xe truyền thống không có được.
Cấu tạo và cách hoạt động của bánh xe "biến hình". (Ảnh: Science Robotics).
Đây là loại bánh xe với kết cấu theo mô hình bong bóng origami (waterbomb origami), có thể thay đổi hình thức và độ rộng bánh xe. Các tấm cao su tiếp xúc trực tiếp với mặt đường được sắp xếp đều nhau xung quanh trục, có thể biến dạng khi bánh xe “biến hình”.
Mặc dù kiểu thiết kế giống như bánh xe origami này không mới mẻ, những thiết kế trước đây thực sự chịu tải không tốt trong quá trình chuyển đổi. Tuy nhiên, bánh xe với thiết kế mới có thể chịu được trọng lượng hơn một tấn, ngay cả khi bánh xe chuyển đổi hình dạng.
Cách thức hoạt động của bánh xe
Điểm nhấn trong thiết kế của kiểu bánh xe này là khả năng chịu được tải trọng trong khi đang biến hình. Thiết kế lốp xe origami đặc trưng với lớp vỏ ngoài linh hoạt, có thể kéo giãn ra như ống hút có gân giữa những khớp nối cứng cáp. Nói cách khác, phần góc cạnh của bánh xe được thiết kế linh hoạt trong khi 2 mặt bánh xe được gia công cứng cáp hơn.
Bánh xe "biến hình" được đưa vào thử nghiệm.
Nhóm nghiên cứu xác nhận rằng, bằng cách tăng kích thước của lớp vỏ ngoài, chúng sẽ tăng thêm sức mạnh cho bánh xe để chịu được tải nặng khi chuyển đổi hình dạng bánh.
Những tấm vỏ bằng cao su cung cấp đủ độ dẻo dai và linh hoạt cho bánh xe để chịu được các biến dạng và va đập từ mặt đất, giống như công dụng chủ yếu của bánh xe truyền thống. Phần đệm này cũng giúp bánh xe chạy được trên nhiều loại địa hình. Ví dụ: Ở trạng thái cao và mỏng, bánh xe có thể đi qua những nơi có nhiều chướng ngại vật; khi bánh xe trong trạng thái thấp hơn và to hơn, xe có thể đi trên cát.
Ứng dụng của bánh xe mới
Loại bánh xe lấy cảm hứng từ origami này có tiềm năng được ứng dụng vào đa dạng các lĩnh vực, chẳng hạn các phương tiện di chuyển ở các hành tinh khác như sao Hỏa.
Nếu bánh xe của những chiếc rover chạy trên sao Hỏa hay mặt trăng có khả năng thay đổi hình dạng khi di chuyển ở những địa hình khác nhau như đá gập ghềnh hay cát mềm, chúng có thể hoạt động tối ưu hơn và giúp kéo dài tuổi thọ.
Nhóm nghiên cứu bánh xe "biến hình" là các nhà khoa học đến từ trường Đại học Harvard, Đại học Quốc gia Seoul và công ty Công nghệ và Bánh xe Hankook. Họ thừa nhận rằng nguyên bản của bánh xe hiện không mang lại giá trị cạnh tranh thương mại. Tuy nhiên, họ tin rằng giá trị thương mại của những chiếc bánh xe này có thể thay đổi khi tích hợp với ý tưởng mới cùng quy trình sản xuất lốp cao su điển hình.