เกาหลีใต้พัฒนาล้อรถปรับรูปร่างได้แบบเรียลไทม์ พร้อมเผชิญภูมิประเทศทุกรูปแบบ

นักวิทยาศาสตร์เกาหลีใต้เปิดตัวล้อรถแบบใหม่ที่สามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างได้แบบเรียลไทม์ ทำให้สามารถเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวหลากหลายประเภทได้ โดยได้รับแรงบันดาลใจจากหลักการทางธรรมชาติที่แรงตึงผิวกระทำต่อผิวของของเหลว เมื่อได้รับแรงภายนอกมันจะปรับเปลี่ยนรูปร่างได้ ดังนั้นล้อที่ถูกออกแบบมาก็สามารถปรับตัวโดยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของมันได้เช่นกัน

เทคนิคสำคัญของล้อแบบปรับเปลี่ยนรูปร่างได้ก็คือความสามารถในการสลับระหว่างสถานะวงกลม ไปเป็นสถานะยืดหยุ่น โดยการเปลี่ยนแปลงแรงตึงในซี่ล้อ นักวิจัยที่นำโดยแจ-ยอง ลี (Jae-Young Lee) นักวิจัยจากสถาบันเครื่องจักรและวัสดุเกาหลีใต้ ได้พัฒนาสิ่งที่เรียกว่า “โซ่อัจฉริยะ (Smart Chain)” ซึ่งเลียนแบบมาจากพฤติกรรมของโมเลกุลภายในหยดของเหลว เมื่อได้รับแรงจากภายนอกที่มีทิศทางเข้าไปข้างในของล้อ มันจะสามารถส่งผลให้ล้อปรับรูปร่างได้

โดยล้อปรับรูปร่างได้นี้ ประกอบขึ้นจากส่วนประกอบที่เป็นชิ้นแยกส่วนกัน เรียกว่า “บล็อก” จัดเรียงต่อกันเป็นรูปวงล้อ แต่ละบล็อกจะมีซี่ล้อหรือก็คือโซ่อัจฉริยะเชื่อมไปยังดุมล้อ ซึ่งเป็นจุดศูนย์กลางของวงล้อตรงดุมล้อนี้เอง นักวิจัยได้พัฒนาให้มีช่องว่าง ซึ่งสามารถเคลื่อนเข้าหรือแยกออกจากกันได้ เมื่อระยะของดุมล้อเปลี่ยนแปลง ก็จะส่งผลต่อความยาวของซี่ล้อด้วย

เมื่อดุมล้อเคลื่อนห่างออกจากกัน ความยาวของซี่ล้อจะสั้นลง และจะดึงบล็อกที่อยู่วงนอกเข้ามาจนชิดกันแน่น ทำให้เกิดวงล้อวงกลมตามปกติ รูปร่างนี้ทำให้ล้อสามารถเคลื่อนที่ในที่ราบได้อย่างง่ายดาย

ในทางตรงกันข้าม เมื่อดุมล้อเคลื่อนเข้ามาชิดกันซี่ล้อจะยาว ส่งผลให้บล็อกที่อยู่วงนอกเกิดหลวม และทำให้สามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างของล้อตามสภาพแวดล้อมได้

แจ-ยอง ลี และทีมของเขาได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของล้อที่ความแข็งแรงสามารถแปรเปลี่ยนได้ โดยการนำไปใช้เป็นล้อของรถ 4 ล้อ และรถเข็น 2 ล้อ พบว่ารถสามารถปรับให้เข้ากับบันไดขนาดใหญ่ และหินที่วางตัวไม่สม่ำเสมอกันได้ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถของล้อ ในการรับมือกับภูมิประเทศที่ขรุขระและไม่เรียบได้อย่างง่ายดาย

คาดว่าล้อนี้จะมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้ที่หลากหลายมาก อย่างการนำไปใช้กับหุ่นยนต์ หรือนำไปใช้รถขนส่งเพื่อให้เผชิญกับสภาพภูมิประเทศที่ท้าทายได้ ตัวอย่างการใช้งานเช่น อาจนำไปใช้กับหุ่นยนต์ที่ออกแบบมาเพื่อภารกิจค้นหา กู้ภัย หรือการสำรวจในสภาพภูมิประเทศแบบขรุขระ ช่วยเพิ่มความคล่องตัวและประสิทธิภาพ

การออกแบบที่สร้างสรรค์นี้ถือเป็นก้าวสำคัญในด้านเทคโนโลยีการเคลื่อนที่ โดยได้แก้ไขข้อจำกัดของล้อแบบดั้งเดิมและนำเสนอโซลูชันที่ปรับเปลี่ยนได้แบบเรียลไทม์ นอกจากนี้ความสามารถในการเปลี่ยนสถานะความแข็ง ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพล้อเท่านั้น แต่มันยังอาจเปิดโอกาสใหม่ ๆ ในการนำกลไกการทำงานแบบนี้ไปใช้กับระบบต่าง ๆ ได้ด้วย

ผลการวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science Robotics ฉบับวันที่ 14 สิงหาคม 2024

ที่มาข้อมูล InterestingEngineering, Science

ที่มารูปภาพ Science