چرخ انقلابی SurfacePlan | بازاختراع چرخ با عملگرهای خطی
حدود پنج هزار و پانصد سال پیش در شهر باستانی اورُک در بینالنهرین، نخستین نشانههای اختراع چرخ دیده شد. جامعهای که بدون اغراق یکی از نوآورترین تمدنهای تاریخ بود. سومریها تقریباً همه چیز را اختراع کردند: از شهر و نقشه و بادبان گرفته تا ضربالمثل، آکواریوم، ارزشهای اخلاقی و حتی مفهوم منجی. ایدههایی بزرگ مانند نوشتن، ریاضیات و تقسیم شبانهروز به ۲۴ ساعت نیز از همانجا متولد شد. میتوان گفت آنها پایهگذار دنیای مدرن بودند، حتی ایدهی مدرسه، قوانین و پیشینهی حقوقی هم از آنها به یادگار مانده است.
تاریخچهای کوتاه از اختراع چرخ در بینالنهرین
جالب است بدانیم که نخستین چرخ، احتمالاً بهعنوان ابزاری برای ساخت سفال به وجود آمد، نه برای حملونقل. یعنی اولین چرخ جهان یک چرخ سفالگری بوده است. با این حال، چرخ بهسرعت به یکی از موفقترین و تأثیرگذارترین اختراعات تاریخ بدل شد. اما این موضوع هیچوقت مانع تلاش مخترعان برای «بازاختراع چرخ» نشد. در سالهای اخیر هم نمونههای عجیب و متفاوتی معرفی شدهاند: از چرخ بدون باد میشلن گرفته تا چرخهای تاشو، چرخهایی با تعلیق هوایی خاص، یا حتی چرخهای مکعبی و مارپیچی برای اسکیتبوردها. برخی از این طرحها مثل چرخهای الکتریکی ماژولار که موتور و ترمز و سیستم فرمان را در خود جای میدهند، بسیار خلاقانه بودند.
اما این بار با ایدهای روبهرو هستیم که کاملاً متفاوت است. مخترعی به نام دیوید هنسون از دنور آمریکا، طرحی به نام SurfacePlan ارائه داده که به جای انتقال قدرت از طریق موتور و گیربکس، نیرو را مستقیماً روی سطح جاده اعمال میکند.
او در معرفی چرخ انقلابی SurfacePlan میگوید:
«چرا باید پیستون، شافت و دنده را به حرکت درآوریم تا در نهایت چرخ بچرخد، وقتی میتوانیم نیروی رانش را مستقیماً در جایی که لازم است وارد کنیم؟»
نحوه عملکرد چرخ با عملگرهای خطی
در این طراحی، پرههای چرخ جای خود را به عملگرهای خطی شبیه پیستون دادهاند؛ میلههایی با نوک لاستیکی که از لبه تایر بیرون میآیند و با فشار دادن زمین، خودرو را به جلو میرانند. این عملگرها میتوانند با برق، هیدرولیک یا پنوماتیک کار کنند. هنسون معتقد است این سیستم که فعلاً ثبت اختراع موقت دارد و با هوش مصنوعی کنترل میشود، دنیایی تازه از امکانات ایجاد خواهد کرد: کاهش چشمگیر تعداد قطعات متحرک، امکان تغییر شکل سطح تایر به صورت برنامهریزیشده، کاهش وزن خودرو تا ۷۵ درصد، افزایش چسبندگی و روشهای کاملاً جدید برای کنترل حرکت.
با این حال، چالشهای بزرگی هم در این راه وجود دارد. نیرو در این طراحی بهصورت مورب وارد زمین میشود، بنابراین علاوه بر حرکت رو به جلو، فشار عمودی هم ایجاد میشود که میتواند بخشی از تایر را از زمین بلند کرده و حتی چسبندگی را کاهش دهد. همچنین مسئلهی آببندی این میلهها در برابر گل، آب و شن و ماسه موضوعی جدی است. کافی است یکی از این عملگرها خم شود و درست جمع نشود تا کل حرکت خودرو مختل گردد.
چالشها و مشکلات طراحی چرخ انقلابی SurfacePlan
از سوی دیگر، قدرت زیادی برای حرکت دادن دهها عملگر در هر چرخ لازم است. اگر این نیرو برقی باشد، تعداد زیاد عملگرها مصرف انرژی بالایی خواهد داشت. سیستمهای هیدرولیک یا پنوماتیک هم به جای موتور سنتی، نیازمند پمپها و کمپرسورهای سنگین هستند. مسئلهی «وزن نابسته» و پیچیدگی طراحی و همچنین مقاومت در برابر نیروهای گریز از مرکز در سرعتهای بالا نیز از دیگر نگرانیهاست.
البته این به معنای غیرممکن بودن ایده نیست. تاریخ فناوری نشان داده که بسیاری از نوآوریها ابتدا غیرعملی به نظر میرسیدند اما بعدها جایگاه خود را پیدا کردند. چرخ SurfacePlan هم شاید در آیندهای نهچندان دور در حوزههایی خاص کاربرد پیدا کند، هرچند فعلاً تنها یک طرح مفهومی و ثبت اختراع روی کاغذ است.
هنسون امیدوار است با کمک سرمایهگذاری جمعی و توجه رسانهها، ایدهاش به مرحله نمونهسازی و آزمایش برسد. او در پلتفرم Wefunder برنامهای برای جذب سرمایهگذاران راهاندازی کرده است. گرچه هنوز راه زیادی در پیش دارد، اما بدون شک SurfacePlan یکی از جسورانهترین تلاشها برای بازتعریف مفهوم چرخ در قرن بیستویکم است.
سوالات متداول
1- چرخ انقلابی SurfacePlan چیست؟
چرخ SurfacePlan یک طرح مفهومی از دیوید هنسون است که به جای انتقال قدرت از موتور و گیربکس، با عملگرهای خطی مستقیماً نیرو را به سطح جاده وارد میکند.
2- چه مزایایی دارد؟
این چرخ میتواند وزن خودرو را تا ۵۰ تا ۷۵ درصد کاهش دهد، قطعات متحرک را کمتر کند، چسبندگی را افزایش دهد و کنترل حرکتی جدیدی در خودروها ایجاد کند.
3- چه مشکلاتی دارد؟
چالشهایی مانند آببندی عملگرها، مصرف بالای انرژی، وزن نابسته زیاد و مقاومت در برابر نیروهای گریز از مرکز از مشکلات اصلی این طرح است.
4- آیا این چرخ وارد بازار شده است؟
خیر، این ایده هنوز در مرحله طراحی و ثبت اختراع است و هیچ نمونه عملیاتی از آن ساخته نشده است.
5- آینده این فناوری چگونه خواهد بود؟
اگرچه هنوز نیاز به توسعه و آزمایش دارد، اما در صورت تکمیل میتواند در خودروهای آینده یا صنایع خاصی مانند رباتیک و ماشینهای سبکوزن به کار گرفته شود.
محمد عسکری هستم . سئو کار ، کارشناس و نویسنده ی وبسایت پارس دیجی . از سال 1403 شروع به نوشتن ، تحقیق و ترجمه مطالب در حوزه ی تکنولوژی ، دیجیتال و گجت های تکنولوژی کردم و به این حوزه خیلی علاقه مند هستم.
نظرات کاربران