Koła zmieniające kształt inspirowane napięciem powierzchniowym cieczy mogą zrewolucjonizować nawigację w terenie

Naukowcy z Korea Institute of Machinery and Materials opracowali system kół nowej generacji, który dostosowuje swoją sztywność w czasie rzeczywistym, inspirowany właściwościami napięcia powierzchniowego kropelek cieczy - co czyni go pierwszym w swoim rodzaju projektem. Oferuje on obiecujące rozwiązanie długotrwałego wyzwania, jakim jest zrównoważenie prędkości i nawigacji po przeszkodach w systemach robotycznych i transportowych.

Koncepcja kół o zmiennej sztywności i adaptacyjnych systemów mobilności nie jest szczególnie nowa, zwłaszcza w robotyce i zastosowaniach samochodowych. Jednak to, co czyni tę technologię wyjątkową, to specyficzny mechanizm inspirowany napięciem powierzchniowym, który pozwala na regulację sztywności i kształtu koła w czasie rzeczywistym.

Tradycyjne koła są wydajne na płaskich powierzchniach, ale zmagają się z przeszkodami, co często prowadzi do kompromisu między mobilnością a stabilnością. Aby temu zaradzić, zespół zaprojektował "koło o zmiennej sztywności", które może przechodzić między sztywnym, okrągłym kształtem do szybkiego ruchu a miękkim, odkształcalnym stanem do poruszania się po trudnym terenie.

Regulując napięcie w drucianych szprychach połączonych z inteligentną strukturą łańcucha wokół koła, można kontrolować sztywność i kształt koła. Pozwala to zachować kształt na gładkich powierzchniach i odkształcać się, aby dostosować się do przeszkód. To tak, jak napięcie powierzchniowe przyciąga kroplę cieczy z powrotem do jej okrągłego kształtu.

Testy przeprowadzone na dwukołowym wózku inwalidzkim wykazały zdolność koła do przełączania się między stanami w czasie rzeczywistym, dzięki czemu jest ono w stanie pokonywać przeszkody do 40% swojego promienia. Jest to już znaczna poprawa w stosunku do tradycyjnych kół i oferuje potencjalne zastosowania w różnych systemach mobilnych, w tym robotyka i pojazdach.

W artykule badawczym wspomniano również o przyszłych ulepszeniach, takich jak poprawa trwałości koła i zintegrowanie go z bardziej złożonymi systemami. Podsumowując, koło to może być solidnym ulepszeniem sposobu, w jaki roboty i pojazdy poruszają się w trudnych warunkach. Na przykład, może ono poprawić mobilność robotów terenowych, czyniąc je lepiej przystosowanymi do misji poszukiwawczych i ratowniczych w strefach katastrof. Mogłoby również poprawić osiągi pojazdów terenowych i wózków inwalidzkich, umożliwiając im pokonywanie nierównych powierzchni i przeszkód z większą łatwością i stabilnością.