Los neumáticos no neumáticos (NPT) tienen buena seguridad y una buena capacidad de carga, y reemplazan la función del aire en los neumáticos neumáticos con un componente de radio sólido. La rigidez radial y el peso son los índices importantes para evaluar el rendimiento de un NPT. En esta investigación, diseñamos un NPT de acuerdo con los requisitos del vehículo Chery eQ1 basado en la minimización del peso. Tomando la rigidez radial relacionada con el rendimiento de capacidad de carga como condición de restricción, se propone un algoritmo de optimización topológica para encontrar la mejor distribución de grosor de los radios con el objetivo de minimizar la masa. Primero, se obtuvieron las propiedades mecánicas del material con la prueba. Luego, se construyó y validó el modelo de elementos finitos (FE) de un NPT con una estructura de radio de Fibonacci mediante una prueba de rigidez radial en una máquina de prueba rígida de cinco ejes. El algoritmo de optimización se llevó a cabo buscando la mejor distribución de grosor del radio después de verificar la fiabilidad del modelo FE. Finalmente, se fabricó el neumático optimizado y se realizó la prueba de rigidez para verificar la viabilidad de los resultados de optimización. Los resultados muestran que la masa del radio se puede reducir en un 9% utilizando el algoritmo de optimización propuesto, mientras se satisface la restricción de rigidez radial.