形を変えても電気接続を維持するスマートデバイス用システムを開発(MIT engineers create a system for building shape-changing smart devices)

2026-08-27 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MITの研究者らは、平面状の薄膜から、立体的で形状変化するスマートデバイスを一体的に作製する新しい製造システムを開発した。従来、電子回路やセンサーなどの機能部品と、立体形状へ変形する構造体は別々に製造して組み立てる必要があった。今回の手法では、薄い材料に回路や機能素子を組み込んだうえで、材料の内部応力や異なる材料の特性を利用して、加熱などを契機に自律的に折り曲げ・変形させる。これにより、複雑な配線や機械的な組立工程を減らし、形状変化と電子機能を統合したデバイスを効率よく製造できる可能性がある。研究チームは、ロボット、ウェアラブル機器、医療機器、適応型電子デバイスなどへの応用を想定している。平面加工を基盤とする半導体・マイクロ製造技術と、立体的な機械構造を組み合わせることで、従来の製造法では実現が難しかった動的なスマートデバイスの量産への道を開く成果である。

形を変えても電気接続を維持するスマートデバイス用システムを開発(MIT engineers create a system for building shape-changing smart devices)
These rows show just a portion of the wide variety of configurations the Bifur-circuits can make. Credit: Courtesy of the researchers

<関連情報>

分岐回路:分岐形状によるインタラクティブでモジュール式のメタマテリアル構成要素
Bifur-circuits: Interactive and Modular Metamaterial Building Blocks Via Bifurcated Geometries

Marwa AlAlawi, Regina Zheng, Abdullah Negm, Jiaji Li, Emma Li, Yasuaki Kakehi, Yoshihiro Kawahara, Junyi Zhu, Ticha Sethapakdi, Stefanie Mueller

Mechanical metamaterials have gained traction in the HCI community for enabling interactive applications, including shape-changing displays and novel sensing paradigms. However, these structures typically support a limited set of stable geometric configurations, constraining the range of geometric expressions they can support through modularity. To overcome this constraint, we present Bifur-circuits, a mechanically and electrically modular, fully 3D metamaterial assembly toolkit. Bifur-circuits enables interactive geometries capable of exhibiting an exponentially increasing number of configurations as a function of units in an assembly. It accomplishes this through two layers of mechanical reconfiguration: at the assembly level, where modules can be added or removed, and at the configuration level via mechanical bifurcation, where structures split into new stable configurations upon reaching a critical geometric threshold. All units are internally routed such that electrical modularity produces a valid and unique circuit per configuration.
We contribute a Fusion 360-based construction tool, a Java-C++ simulation tool for real-time shape recognition, and a multi-material 3D printing fabrication pipeline. Our technical evaluation shows that Bifur-circuits maintain electrical connectivity after 10k cyclic compressions, and that shape recognition latency scales linearly with unit count (20 units maps to a 5-second detection time). Finally, we contribute two applications demonstrating Bifur-circuits’ potential, across scales, for reconfigurable spatial environments and adaptive tangible user interfaces.

0403電子応用
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