Los neumáticos no neumáticos (NPT) se han utilizado ampliamente por sus ventajas de no tener capacidad de rodar desinflados, no necesitar mantenimiento de aire y características de rigidez únicas. Este estudio se centra en el diseño de un radio de un neumático no neumático en espiral de Fibonacci (FS-NPT) basado en sus propiedades de rigidez tridimensional. Se realizan modelos de elementos finitos (FE), estudios paramétricos, diseños de experimentos (DOE) y análisis de sensibilidad para estudiar el efecto en la rigidez tridimensional considerando tres variables de diseño: (a) el grosor de los radios, (b) el radio de la primera espiral de Fibonacci del radio, y (c) el ancho de los radios del FS-NPT. Los resultados muestran que la variación en los tres parámetros de diseño no tuvo un efecto considerable en la rigidez lateral. Los resultados del DOE se utilizan para crear un modelo de superficie de respuesta (RSM) para la función multiobjetivo (SSD mínima) y una restricción sobre el peso del FS-NPT. Las funciones analíticas del RSM se optimizan para minimizar la SSD sujeta a la restricción dada. Los resultados indican que las tres variables de diseño del radio tuvieron un efecto significativo en la rigidez vertical. El radio del radio no tuvo un efecto potencial en la rigidez longitudinal del NPT. Por lo tanto, la rigidez tridimensional del FS-NPT tiene un diseño independiente determinado. Este trabajo demuestra las ventajas de los neumáticos no neumáticos, especialmente los FS-NPT, en el desacoplamiento de la rigidez tridimensional. Este estudio guía la producción industrial de NPT biónicos de radio flexible al proporcionar una estructura de radio muy simple. Los resultados de la optimización muestran que los FS-NPT tienen un amplio rango de diseño de rigidez. Se pueden lograr diferentes objetivos de rigidez ajustando diferentes combinaciones de las variables de diseño, y la masa del neumático no aumenta significativamente.