طراحی لاستیک هوشمند خودترمیم شونده توسط گودیر

شرکت گودیر روی نسل جدیدی از تایر‌ها کار می‌کند که قابلیت تجدید آج‌های خود را دارد و تا پایان عمر خودرو، همراه آن خواهد بود.

متخصصان گودیر، هر ساله، انواع مختلفی از تایر‌ها را به بازار عرضه‌ می‌کنند. تلاش آن‌ها این است که هر محصول، آج‌هایش نسبت به نمونه‌ی قبلی، چند میلی‌متر دوام بیشتری داشته باشد. این روند قرار است به‌کلی تغییر کند. این شرکت آمریکایی به‌تازگی، دورنمایی از تایر‌های نسل جدید خود ارائه کرده است که به‌طور خودکار آج‌های خود را احیا می‌کند.

این نوع تایر‌ها reCharge نامیده شده‌اند. این طرح مفهومی، صنعت لاستیک‌سازی گودیر را از این جهت نجات خواهد داد که منجر به تولید پسماند کمتری خواهد شد. سال ۲۰۱۷ در کشور آمریکا، حدود ۲۵۰ میلیون لاستیک فرسوده اوراق می‌شوند. از طرفی، تایر یکی از اجزای خودرو است که در طول عمر خودرو، بار‌ها نیاز به تعویض پیدا می‌کند. گودیر در وهله‌ی اول تلاش کرده است تا تایر‌ها را به اجزای دائمی‌تری برای خودرو تبدیل کند.

طراحی تایر‌های reCharge مشابه مرهم لب است. در مرکز چرخ خودرو، یک کارتریج مدور حاوی فشار قرار دارد که در داخل آن نیز، ترکیبات تجدید‌پذیر به‌صورت مایع وجود دارد. وقتی‌که خودرو پس از مدتی کار می‌کند و آج تایر‌ها کاهش می‌یابد، اختلاف فشار میان کارتریج و سطح تایر، این ترکیب را بیرون می‌کشاند. این ماده از یکسری کانال‌های شعاعی از مرکز چرخ به سطح تایر حرکت می‌کنند. در این میان، یک شبکه‌ی مش‌بندی‌شده در اطراف چرخ وجود دارد که فرم آج‌های تایر را روی ترکیبات بیرون آمده اجرا کرده به‌طوری‌که آج‌ها قالب دلخواه را به خود می‌گیرند. در این سیستم فرضی، تایر و چرخ خودرو، یک واحد را تشکیل می‌دهند و برخلاف تایر‌های سنتی امروزی که تایر به حاشیه‌های فلزی چرخ خودرو متصل می‌شود، در این مدل مفهومی، از فشار هوا برای تحمل بار‌ استفاده نمی‌شود. درواقع وقتی‌که خودرو در جاده حرکت می‌کند، ترکیبات تایر در معرض هوا سفت شده و آج‌های آن مداوم تولید می‌شوند.

موادی که در ساخت این تایر‌ها استفاده می‌شود، از جنس ترکیبات تجدید‌پذیر هستند که شامل پلاستیک گیاهی و ابریشم مصنوعی می‌شوند. این ترکیبات به مراتب سازگاری بیشتری با محیط زیست دارند؛ درحالی‌که لاستیک‌های امروزی از پلیمر‌های نفت خام هستند و از کربن سیاه و سیلیس در ساخت آن‌ها استفاده می‌شود. همچنین استفاده از ابریشم عنکبوت مصنوعی، به تقویت ویژگی‌های پلاستیک گیاهی کمک کرده درنتیجه، این تایر‌ها دیرتر ساییده می‌شوند و عمرشان افزایش می‌یابد.

استفاده از این سیستم، مصرف‌کننده را از تعویض مکرر تایر‌های فرسوده بی‌نیاز می‌کند. طبق اعلام گودیر، در این تایر‌ها کافی است که تنها محفظه‌ی مرکزی طی مسافتی مشخص تعویض شود. این به‌معنی تولید پسماند کمتر است چراکه تایر‌های فرسوده‌ی کنونی، باوجود سالم‌ماندن ساختار زیر آج‌ و جداره‌ی لاستیک، دور انداخته می‌شوند.

این مدل مفهومی، در ساخت آن از ایده‌های جالب دیگری نیز استفاده شده است. به‌گفته گودیر، حسگر‌هایی در ساختار این تایر تعبیه شده است که قادر است میزان ساییدگی لاستیک و همچنین سبک رانندگی را تحلیل کند و براساس آن ترکیب مناسب تایر را انتخاب کند. ترمز‌گیری‌های شدید و رانندگی تهاجمی، نوعی ترکیب تایر را فعال می‌کند و در مقابل، گشت‌زدن معمولی در جاده‌ها، نوع دیگری را به‌کار می‌گیرد. همچنین این حسگر‌ها قابلیت تشخیص شرایط جوی و کیفیت جاده را نیز خواهند داشت که ممکن است در طول فصل‌های مختلف تغییر کند. برای همین، محفظه‌ی این تایر‌ها را می‌توان بیرون آورد و براساس میزان چسبندگی مورد نیاز، مصرف سوخت و کارکرد دلخواه، فعال کرد. به‌عنوان مثال، رانندگی در تابستان، تایر‌های صاف‌تری را ممکن است بطلبد؛ درحالی‌که شرایط لغزنده‌ی جاده‌ها در زمستان به آج‌های بیشتری نیازمند است.

این تایر‌ها برای خودرو‌های الکتریکی بسیار مناسب خواهد بود. خودرو‌های الکتریکی معمولا از نمونه‌های احتراقی خود، وزن بیشتری دارند؛ همین‌طور، گشتاور بیشتری را هنگام سرعت‌گیری به تایر‌ها اعمال می‌کنند. در این خودرو‌ها، تایر‌ها ۲۰ تا ۵۰درصد زودتر فرسوده می‌شوند. طبق گفته‌ی گودیر، تایر‌های reCharge باعث می‌شود تا عمر مفید این محصولات به مراتب افزایش یافته و همین‌طور، تعویض نمونه‌های فرسوده بسیار راحت‌تر باشد. در این مدل‌ها کافی است کارتریج تعویض شود؛ در مقابل، تعداد قطعاتی که در تایر‌های امروزی لازم است تعویض شود، ده‌برابر این میزان است.

زمان زیادی تا تولید این طرح مانده است. گودیر هنوز، تمام ترکیبات مورد‌نیاز را نساخته است. همچنین، برنامه‌ریزی برای کارکرد مورد دلخواه این سیستم، پیچیده خواهد بود؛ مخصوصا قسمتی که مربوط به سفت‌شدن تایر‌ها در اثر اکسایش می‌شود. طبق گفته‌های گودیر، شرکت درحال تحقیق روی نوعی از مواد الیافی است که مقاومت تایر را تأمین کند که در ساخت آن از سختی ابریشم  عنکبوت طبیعی الهام گرفته شده است. همچنین؛ اجزای مختلف این محصول، احتمالا به‌طور جداگانه ساخته خواهند شد؛ قبل از اینکه این مدل مفهومی عرضه شود. بنابراین؛ ترکیبات تایر، ساختار سیستم، حسگر‌ها و هوش مصنوعی این محصول، ممکن است در دوره‌ی تایر‌های نسل فعلی ارائه شوند. این موضوع بدین معنی است که تایر‌های کنونی ممکن است هوشمند‌تر شوند اما همچنان نیاز به تعویض پیدا می‌کنند.

البته طبق گفته‌ی هلسل، مدیر واحد فناوری گودیر، بسیاری از فرایند‌های زیرساختی و ویژگی‌های این مدل، می‌تواند به‌طور تمام و کمال در دهه‌ی کنونی تولید شود. گودیر در حال حاضر، سامانه‌های الگوریتمی را در اختیار دارد که می‌تواند براساس حالت رانندگی افراد، عمر باقیمانده‌ی تایر‌ها را تخمین بزند. از طرفی، مواد سازگار با محیط زیست ازجمله پلاستیک گیاهی، به‌دلیل هزینه‌های نسبتا زیاد آن‌ها، تولیدشان کم است. هلسل معتقد است که این صنعت می‌تواند بر کمبود فوق غلبه کرده و قادر خواهد بود تا این ترکیبات را طی چند سال آینده تولید کند.