Gli ostacoli quotidiani di marcia potrebbero non costituire più un problema: per la prima volta, viene realizzata una ruota a rigidità variabile, in grado di adattarsi alle condizioni del terreno. Ispirata alla tensione superficiale di una goccia di liquido, l’innovazione del Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) da poco svelata promette applicazioni che spaziano dalle sedie ai rotelle ai robot, aprendo ulteriori prospettive nella mobilità personale e industriale.
Si adatta alle sfide
La nuova ruota morphing è concepita affinché possa alterare la propria rigidità in relazione al contesto. Durante la guida su superfici piane, funziona come un prodotto tradizionale, garantendo efficienza e tenuta. Tuttavia, nel momento in cui incontra barriere quali rocce o scale, può diventare morbida e deformabile, adattandosi all’altezza e alla forma del terreno. Ciò è reso possibile da un sistema che modifica la tensione applicabile ai blocchi catena intelligenti del bordo esterno della ruota, che diventa rigida se i raggi metallici vengono tirati verso l’interno e viceversa.
La tipologia classica presenta limiti significativi. La deformazione costante su superfici piane compromette la stabilità, l’efficienza e genera rumore. Quella sviluppata da KIMM, invece, permette di combinare flessibilità e rigidità a seconda delle circostanze. L’innovazione consente una guida ottimale su terreni piani, senza sacrificare le performance in situazioni difficili.
Il team ha miniaturizzato e integrato il meccanismo in sistemi mobili come una sedia a rotelle. Nelle fasi di test, il prototipo ha saputo superare sfide non indifferenti, ad esempio scale alte fino a 18 cm o rocce di forma irregolare, così da mantenere stabilità e facilità di movimento in spazi ristretti. Inoltre, applicando l’idea a mezzi mobili a quattro ruote, i ricercatori hanno appurato la capacità di affrontare ostacoli alti 1,3 volte il suo raggio: l’ideale nei sentieri accidentati.
La tecnologia potrebbe essere applicata a numerosi ambiti: robotica, mobilità assistita, robot mobili industriali e veicoli fuoristrada. Tra gli scenari vagliati è previsto il miglioramento delle prestazioni di robot bipedi e quadrupedi, di norma meno performanti su tratti piani. Finanziato dal ministero della Scienza e dell’ICT, e supportato dal KIMM Advanced Robotics Research Center, il lavoro è stato pubblicato da Science Robotics nell’edizione di agosto 2024.
Applicabile in numerosi settori
Il ricercatore principale Sung-Hyuk Song del KIMM ha dichiarato: “Uno dei problemi associati ai robot quadrupedi e bipedi che camminano per superare gli ostacoli è che l’efficienza del movimento è relativamente bassa su superfici piane e che inevitabilmente si verificano scosse durante il movimento. La ruota morphing di recente sviluppo è significativamente significativa in quanto è in grado di superare gli ostacoli mantenendo allo stesso tempo un’elevata efficienza del movimento paragonabile alle ruote convenzionali”.
Dong Il Park, responsabile del centro di ricerca sulla robotica avanzata del KIMM, ha aggiunto: “Questa nuova tecnologia per ruote morphing ispirata alla tensione superficiale può aiutare a superare i limiti dei dispositivi meccanici convenzionali come i robot con le gambe e i gruppi di ruote per superare gli ostacoli. Troverà probabilmente applicazioni in un’ampia gamma di settori, tra cui sedie a rotelle, robot mobili e mobilità personale in grado di superare gli ostacoli”.