美国研究人员设计出一类形状可变的织物，其纱线由海藻、虾壳和明胶制成，接触水后可膨胀、拉伸或溶解。

这些纱线由康奈尔大学人类中心设计学副教授、Hybrid Body Lab 主任 Cindy（Hsin-Liu）Kao 博士及其学生开发。相关工作是 AquaWeave 的一部分，该系列机织纺织品可变形为管状、片状和穹顶状结构。

Kao 认为，这些发现可为可穿戴电子设备和人机接口创造新的可能性，包括能够通过物理形变执行多种任务的设备。她强调，这一概念代表了一个重要的研究领域。

她进一步解释，假设智能手机能够改变形状，当前可能是手机形态，之后用户希望它提供颈部按摩，它就可以变形为按摩垫。

可改变形状的织物

AquaWeave 的思路始于 Kao 团队注意到实验纱线中最初看似严重的缺陷。他们随后意识到，这些缺陷可以转化为有用的设计特征。

团队首先测试了每种可生物降解纱线在不同条件下的响应。例如，海藻基纱线暴露于液体时会膨胀，虾壳纱线在酸性条件下会拉伸，明胶纱线则会完全溶解。

Kao 团队随后探索了不同织造结构如何利用这些特性，从而设计出以不同方式改变形状的纺织品，其中一些会在纱线溶解时形成开口。

为将这一概念付诸实践，团队与经验丰富的织工合作，使用计算机控制的 TC2 提花织机。这种数字织机约大型立式钢琴大小，可将电路、导线与可生物降解纱线织入复杂结构。

一名织工利用海藻纱线的膨胀能力设计了罗纹纹理。另一名织工制成了卷曲成图案的织物，还有一名织工开发出三层纺织品，其形变后可显露内部结构。

Kao 称赞了织工的技艺。她表示，团队乐于看到领域外的人以创造性方式使用这些生物纱线，并从中获益良多，这种跨学科交流有助于推动领域发展。

古老工艺与现代技术

Kao 表示，她对传统手工艺的兴趣可追溯至 2018 年。当时她参观了日本京都一家拥有 1200 年历史的西阵织工坊。该工坊目前由第九代织工经营，启发她探索古老技术如何改进现代可穿戴技术。

她的团队随后采用一种有数百年历史的西班牙花边技术，开发出 WovenProbe。这是一种类似绷带的设备，可追踪手部运动。它包含七块微型电路板，由三十多根编织进织物的导线连接。该方法在手指关节周围形成开口，使佩戴者能够自由活动手部。

Kao 的实验室还开发了 SkinLink，这是一种模块化工具包，可让研究人员在数分钟内组装皮肤贴附电子设备。这些设备可检测跌倒、改善姿势，甚至在黑暗中照亮面部。

Kao 在一份声明中表示，这是一个非常精细的织造过程。团队之所以能够做到这一点，是因为学习了大量可追溯至数百年前的织造图案，以解决这些贴体设备的部分问题，并让电路以舒适的方式存在于身体上。

第一作者 Jingwen Zhu 博士现任加州大学戴维斯分校助理教授，于 11 月 4 日在底特律举行的 ACM UIST 2026 会议上展示了该研究。