Das Prinzip dürfte funktionieren, sieht man ja an jeder Kugelmaus. ein gewisser Schlupf ist dann allerdings immer vorhanden.

Jetzt zu deinen Problemen soweit mir was dazu einfällt:

1. bei Kugelmäusen scheint es mit gummierten Metallkugeln gelöst zu sein, die sind mE aber für einen Antrieb zu schwer, ein griffiger Gummiball dürfte hier taugen

3. wird sich nicht vermeiden lassen, gelegentliches Putzen ist angesagt

4. wenn du den "Radkasten" mit einer Abdeckung nach unten hin versiehst, deren Öffnung kleiner ist als die Kugel verlierst du deine Kugel nicht

So, und jetzt der lange text zu 2.: die Kugellagerung kann man nicht mit einer Kugelmaus vergleichen, da diese ja ihr Gewicht nicht auf der Kugel abstützt. Hier finde ich Majuz Vorschlag interessant, statt einer Kugellagerung an der Oberseite ein Luftkissen zwischen der Lagerung der Kugel bei Stillstand (= Notbremseinrichtung) und der Kugel selbst dürfte den geringsten Platz benötigen.

Mir fällt noch ein weitere Problem ein:
Vermutlich brauchst du auch noch eine Vorrichtung, die das Rad an deine Antriebsräder presst.

mfg
mad