Mới đây trong một bài đăng trên tạp chí khoa học Science Robotics, các nhà khoa học tịa Hàn Quốc đã đưa ra một thiết kế chi tiết của một bánh xe có hình dạng bất thường lấy cảm hứng từ nghệ thuật gấp giấy origami. Thiết kế của các bánh xe đã thay đổi toàn bộ cấu trúc, từ hình dáng cao và thon gọn truyền thống sang hình dạng thấp và “béo” hơn. Và nó cũng có khả năng biến hình khi gặp chướng ngại vật trên hành trình. Sau đây chúng tôi sẽ cho các bạn hiểu hơn về chiếc bánh xe thú vị này.
Lấy ý tưởng từ nghệ thuật gấp giấy origami
Mẫu bánh xe mới của công ty Hankook có thể thay đổi đường kính linh hoạt tùy theo địa hình.
Phòng nghiên cứu và phát triển của công ty Hankook làm việc với các chuyên gia robot sinh học từ Đại học Quốc gia Seoul; và kỹ sư ở Đại học Harvard trong dự án bánh xe origami biến hình. Loại bánh xe gấp được này có thể thay đổi đáng kể đường kính và chịu tải trọng nặng.
Nhóm nghiên cứu mất gần một thập kỷ để tạo ra sản phẩm. Họ đã chế tạo bộ bánh xe biến hình với đầy đủ chức năng và gắn vào hai phương tiện thử nghiệm. Các bánh xe có thể thay đổi đường kính từ 46 đến 80 cm; và chịu được trọng lượng của một chiếc xe cỡ lớn.
Cấu tạo của chiếc bánh xe
Mẫu bánh xe mới có kết cấu 3 lớp dựa trên màng composite dày linh hoạt. Được thiết kế để gập lại theo những đường giống nhau kiểu origami. Để tăng độ bền kết cấu và khả năng chịu mài mòn, các tấm không gập đan xen với bảng nhôm cắt bằng tia laser, tạo độ cứng cho lớp màng.
Trong điều kiện bình thường, đường kính lốp xe luôn ở mức nhỏ nhất. Nhưng khi ép theo phương ngang, lốp xe sẽ mở ra tới đường kính tối đa. Trong đó các tấm hãm giúp tăng cường độ cứng cho cấu trúc. Nhóm nghiên cứu lắp bánh xe mới trên cả khung gầm trong phòng thí nghiệm lẫn trên xe Jeep Wrangler.
Trong video mô tả, các nhà nghiên cứu cho thấy thiết kế của họ. Có thể cho phép những robot nhỏ thu gọn bánh xe để vượt qua chướng ngại vật; hoặc tăng đường kính bánh xe để chạy nhanh và êm hơn. Theo họ, thiết kế linh hoạt này vẫn hiệu quả trên đường nhựa ngay cả khi bọc vành cao su. Khả năng biến đổi hình dáng của lốp xe cũng có nhiều ứng dụng trong môi trường địa hình hiểm trở. Như trang bị cho robot khám phá hành tinh khác.
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.
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.