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Unas ruedas que cambian de forma inspiradas en la tensión superficial de los líquidos podrían revolucionar la navegación todoterreno

La rueda morfológica de rigidez variable mientras atraviesa una roca. (Fuente de la imagen: Instituto Coreano de Maquinaria y Materiales)
La rueda morfológica de rigidez variable mientras atraviesa una roca. (Fuente de la imagen: Instituto Coreano de Maquinaria y Materiales)
Unos investigadores han desarrollado por primera vez una rueda adaptable inspirada en la tensión superficial de los líquidos, capaz de ajustar su rigidez en tiempo real. Esta tecnología encierra un enorme potencial para mejorar la movilidad en diversos terrenos al permitir que las ruedas cambien entre estados rígidos y deformables, especialmente en robótica, vehículos todoterreno y sillas de ruedas.

Investigadores del Instituto Coreano de Maquinaria y Materiales han desarrollado un sistema de ruedas de última generación que adapta su rigidez en tiempo real, inspirándose en las propiedades de tensión superficial de las gotas de líquido, lo que lo convierte en un diseño único en su género. Ofrece una solución prometedora al viejo reto de equilibrar la velocidad y la navegación con obstáculos en los sistemas robóticos y de transporte.

Ahora bien, el concepto de ruedas de rigidez variable y sistemas de movilidad adaptables no es especialmente nuevo, sobre todo en aplicaciones robóticas y vehiculares. Sin embargo, lo que hace única a esta tecnología es su mecanismo específico inspirado en la tensión superficial, que permite ajustar en tiempo real la rigidez y la forma de las ruedas.

Imágenes que muestran la transición de estado entre (i) el estado circular de alto módulo y (ii) el estado deformable de bajo módulo de la rueda. (Fuente de la imagen: KIMM)
Imágenes que muestran la transición de estado entre (i) el estado circular de alto módulo y (ii) el estado deformable de bajo módulo de la rueda. (Fuente de la imagen: KIMM)

Las ruedas tradicionales son eficientes en superficies planas pero tienen dificultades con los obstáculos, lo que a menudo conduce a un compromiso entre movilidad y estabilidad. Para solucionar este problema, el equipo diseñó una "rueda de rigidez variable" que puede pasar de una forma rígida y circular para desplazarse a gran velocidad a un estado blando y deformable para sortear terrenos accidentados.

Ajustando la tensión en los radios de alambre conectados a una estructura de cadena inteligente alrededor de la rueda, se puede controlar la rigidez y la forma de la rueda. Esto le permite mantener su forma en superficies lisas y deformarse para adaptarse a los obstáculos. Es como si la tensión superficial devolviera a una gota de líquido su forma circular.

Las pruebas realizadas con un sistema de silla de ruedas de dos ruedas demostraron la capacidad de la rueda para cambiar de estado en tiempo real, lo que la hace capaz de superar obstáculos de hasta un 40% de su radio. Ya es toda una mejora con respecto a las ruedas tradicionales y ofrece aplicaciones potenciales en diversos sistemas móviles, entre ellos robótica y vehículos.

El documento de investigación también menciona futuras mejoras, como aumentar la durabilidad de la rueda e integrarla en sistemas más complejos. En conjunto, esta rueda podría ser una mejora sólida de la forma en que los robots y los vehículos se desplazan por entornos difíciles. Por ejemplo, podría mejorar la movilidad de los robots todoterreno, haciéndolos más adecuados para misiones de búsqueda y rescate en zonas catastróficas. También podría mejorar el rendimiento de los vehículos todoterreno y las sillas de ruedas, permitiéndoles atravesar superficies irregulares y obstáculos con mayor facilidad y estabilidad.

Un sistema de silla de ruedas de dos ruedas superando un obstáculo cuadrado y una roca. (Fuente de la imagen: KIMM)
Un sistema de silla de ruedas de dos ruedas superando un obstáculo cuadrado y una roca. (Fuente de la imagen: KIMM)
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Anubhav Sharma, 2024-09- 3 (Update: 2024-09- 3)