Bánh xe lăn có thể vượt qua mọi chướng ngại vật

Bánh xe - một trong những phát minh vĩ đại của con người, vẫn đang được tiếp tục ứng dụng trong những ngành nghề hiện đại như lắp ráp ô tô hay chế tạo robot. Với cấu trúc đơn giản và hiệu năng lớn, bánh xe sẽ còn song hành với con người nhiều năm nữa. Tuy vậy, bánh xe vẫn ẩn chứa những hạn chế như khó khăn khi vượt qua vật cản hay không thể leo lên những địa hình khó như thang bộ.

Để khắc phục tình trạng này, một nhóm các nhà khoa học tại Hàn Quốc đã đề xuất một cấu trúc bánh xe hoàn toàn mới, có thể thay đổi theo địa hình gặp phải. Sản phẩm độc đáo có tên gọi “bánh xe với độ rắn biến thiên”, được thiết kế dựa trên cơ chế sức căng bề mặt của một giọt chất lỏng.

Trong một giọt dung dịch như nước, khi lực kết dính giữa các phân tử chất lỏng bên ngoài tăng lên, lực kéo các phân tử chất lỏng vào bên trong cũng tăng theo. Điều này dẫn đến sức căng bề mặt cao, khiến giọt chất lỏng từ chỗ bị biến dạng do lực hấp dẫn trở về hình dạng tròn.

Tương tự, hình dạng và độ cứng của bánh xe được kiểm soát thông qua thay đổi lực của chuỗi xích ngoài cùng. Khi sức căng của dây nan hoa kết nối với mỗi mắt xích tăng lên, bánh sẽ sẽ mang những đặc điểm thường thấy, giúp phương tiện di chuyển trên mặt phẳng với tốc độ cao. Ngược lại, khi sức căng của nan hoa giảm, bánh xe sẽ dễ dàng thay đổi hình dạng để phù hợp với các chướng ngại vật gặp phải. Những cơ chế độc đáo giúp bánh xe vượt địa hình trắc trở một cách dễ dàng.

Trong thử nghiệm, bánh xe biến hình được lắp vào xe lăn hai bánh với trọng lượng 120 kg và đã hoàn thành nhiều bài thử nghiệm ngoài trời. Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi bánh được lắp vào xe bốn bánh và xe lăn, chúng có thể giúp xe vượt qua những chướng ngại vật như đá tảng, hay có thể leo thang với độ cao của mỗi bậc chỉ gấp 1,2 lần bán kính của chiếc bánh xe biến hình.

Sắp tới, nhóm nghiên cứu sẽ tiến hành phủ kín bánh xe trong những thử nghiệm tương lai, giúp sản phẩm cuối cùng giống hơn với một chiếc bánh xe thông dụng.