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ROBÓTICA. Los neumáticos basados ​​en ORIGAMI pueden cambiar de forma mientras un vehículo se mueve

 

Diseño de estructuras de origami inflables a escala de un metro, como este arco, que se transforman de una forma compacta a una expandida cuando se infla. Además, la estructura conserva su forma expandida sin la necesidad de una presurización de aire constante. 

Un equipo de investigadores afiliados a la Universidad Nacional de Seúl, la Universidad de Harvard y Hankook Tire and Technology Co. Ltd., ha desarrollado un neumático basado en un diseño de origami que permite cambiar la forma de un neumático mientras un vehículo está en movimiento. En su artículo publicado en la revista Science Robotics , el grupo describe su nuevo diseño de llantas y qué tan bien funcionó cuando se probó.

El origami es un arte que implica doblar  para crear la forma o figura deseada. Originario de artistas japoneses hace cientos de años, se ha convertido en un pasatiempo internacional. En años más recientes, ha captado el interés de ingenieros que han utilizado diseños de origami para crear objetos utilizables a partir de plásticos y metales. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han extendido un diseño de  llamado teselación de bomba de agua: implica la creación de una sola rueda que puede tener dos configuraciones dependiendo de cómo la use la persona que la sostenga. Los investigadores han mejorado el diseño haciendo sus facetas con metales como el aluminio y conectándolos con otros materiales.


Concepto y demostración de rueda transformable. (A) La rueda se puede transformar en dos formas según el estado de la carretera. (B) La relación entre el diámetro y el ancho de la rueda. (C) La respuesta de carga-desplazamiento de la rueda en el estado de transición de forma. (D) Diseñamos un vehículo de un solo pasajero para la instalación de las ruedas transformables. El funcionamiento y la capacidad de las ruedas se demostraron mediante una prueba de campo. Fuente: Science Robotics (2021). DOI: 10.1126 / scirobotics.abe0201


Los investigadores realizaron el diseño en una variedad de tamaños, algunos de los cuales eran tan grandes como neumáticos de automóvil. El diseño podría cambiar entre configuraciones mientras soporta una carga pesada y mientras sirve como neumáticos en un vehículo en movimiento. Para probar las capacidades del diseño, crearon varias ruedas que sirvieron como neumáticos en una variedad de vehículos. En todos los casos, la principal diferencia entre las dos configuraciones fue la altura. 

Demostraron, por ejemplo, un vehículo con neumáticos especializados en la configuración alta cuando se acercaba a un paso subterráneo bajo, demasiado bajo para que el vehículo pasara por debajo con su configuración inicial. El conductor cambió los neumáticos a la configuración baja cuando el vehículo todavía estaba en movimiento, lo que permitió que el  pasara por debajo del paso subterráneo.

El trabajo del equipo aún se encuentra en sus primeras etapas y los vehículos que están fabricando aún no están listos para la carretera abierta, pero el grupo sugiere que sus neumáticos algún día pueden usarse en entornos remotos como la luna o Marte, donde la capacidad de cambiar las configuraciones para adaptarse a las condiciones ambientales puede resultar útil.

Más información: Dae-Young Lee et al. High–load capacity origami transformable wheel, Science Robotics (2021). DOI: 10.1126/scirobotics.abe0201

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