فناوری جدیدی برای چرخ‌ها و سیستم‌های متحرک که برای غلبه بر موانع گوناگون مانند پله‌ها یا صخره‌ها به واسطه تنظیم در لحظه سفتی چرخ ضروری به نظر می‌رسد، برای اولین بار در جهان توسعه یافته است و پیش‌بینی می‌شود که کاربردهای گسترده‌ای را در وسایل نقلیه متحرک مجهز به چرخ پیدا کند.

به نقل از ساینمگ، «مؤسسه ماشین‌آلات و مواد کره جنوبی»(KIMM) تحت نظر «وزارت علوم و فناوری اطلاعات و ارتباطات»(MSIT) این کشور اعلام کرد که برای اولین بار در جهان، نوعی چرخ قابل تغییر را با الهام از کشش سطحی یک قطره مایع ابداع کرده و آن را با موفقیت در یک سیستم متحرک به کار گرفته است.

چرخ قابل تغییر که به سرپرستی «سونگ هیوک سانگ»(Sung-Hyuk Song)، پژوهشگر ارشد پروژه و «دونگ ایل پارک»(Dong Il Park)، رئیس مرکز تحقیقات رباتیک پیشرفته مؤسسه ماشین‌آلات و مواد کره جنوبی ساخته شده، یک چرخ و سیستم مدولارسازی است و می‌تواند سفتی خود را به سادگی با تغییر کشش سطحی و بدون نیاز به استفاده از ماشین‌آلات یا حسگرهای پیچیده تغییر دهد. این چرخ می‌تواند در حالت رانندگی معمولی عمل کند و هنگام غلتیدن از روی موانع، بسته به ارتفاع و شکل آنها به حالت نرم و قابل تغییر شکل وارد شود.

در حال حاضر، فناوری‌هایی برای طراحی داخل چرخ‌ها به صورت ساختارهای انعطاف‌پذیر مانند لاستیک‌های غیر پنوماتیک وجود دارد، اما محدودیت فناوری‌های مرسوم این است که چرخ‌ها به طور مداوم حتی هنگام رانندگی روی سطوح صاف تغییر شکل می‌دهند. این ویژگی مانع کارآیی و پایداری رانندگی می‌شود و صدا ایجاد می‌کند. از سوی دیگر، سفتی چرخ مؤسسه ماشین‌آلات و مواد کره جنوبی را می‌توان بین حالت سفت برای حرکت سریع روی زمین صاف و حالت نرم و قابل تغییر شکل برای غلبه بر موانع تنظیم کرد.

این چرخ جدید از یک زنجیر هوشمند و یک ساختار انعطاف‌پذیر تشکیل شده است. زنجیر هوشمند روی بیرونی‌ترین لبه چرخ قرار دارد و یک ساختار سیمی برای کنترل کشش سطحی زنجیر هوشمند به ساختار توپی چرخ متصل شده است. هنگامی که ساختار توپی می‌چرخد ​​یا فاصله تغییر می‌کند، ساختار سیمی محکم کشیده می‌شود یا شل می‌شود. در نتیجه، کشش سطحی زنجیر هوشمند تغییر می‌کند.

اگر ساختار سیمی، زنجیر هوشمند را به سمت داخل بکشد، نیروی کشش در بیرونی‌ترین ساختار زنجیر هوشمند افزایش می‌یابد. این شبیه وضعیتی است که در آن افزایش کشش سطحی یک قطره مایع به افزایش نیروی خالص منجر می‌شود که بیرونی‌ترین مولکول‌های مایع را می‌کشد و شکل دایره‌ای قطرات مایع را حفظ می‌کند. برعکس، اگر ساختار سیمی شل شود، سفتی کاهش می‌یابد.

پارک گفت: این فناوری جدید برای شکل‌گیری چرخ‌ها با الهام از کشش سطحی می‌تواند به غلبه بر محدودیت‌های دستگاه‌های مکانیکی معمولی مانند ربات‌های مجهز به پا و چرخ برای غلبه بر موانع کمک کند. فناوری ما احتمالا کاربردهایی را در طیف گسترده‌ای از زمینه‌ها مانند صندلی‌های چرخ‌دار و ربات‌های متحرک با قابلیت غلبه بر موانع پیدا خواهد کرد.

این پژوهش در مجله «Science Robotics» به چاپ رسید.