複数の安定形状を持つニット素材を開発(Oh, Snap: Fabrics With Multiple Stable Shapes)

2026-07-15 ハーバード大学

米国ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学・応用科学大学院(SEAS)の研究チームは、普通の編み機で作れる布に、複数の安定した立体形状を保持できる新しい機能を持たせることに成功した。研究では、高弾性糸を特殊な方法で編み込むことで、布が「パチン」と形を切り替えながら複数の形状を維持する多安定性を実現した。さらに、導電性の糸を織り込むことで、形状が変わるたびに電気回路が切り替わる柔らかいスイッチやセンサーとして利用できることも実証した。試作では、膝や肘の動きを検知して歩数を数えるウェアラブルセンサーや、形状の変化でLEDの点灯色を切り替える照明を開発した。一般的な工業用横編み機で製造できるため大量生産にも適しており、今後はウェアラブル機器、ソフトロボット、医療・介護機器、スマートテキスタイルなどへの応用が期待される。

複数の安定形状を持つニット素材を開発(Oh, Snap: Fabrics With Multiple Stable Shapes)
The researchers used highly elastic yarns to create dense textiles that snap into different configurations.

<関連情報>

編み物の多安定性 Knitting Multistability

Kausalya Mahadevan, Michelle C. Yuen, David T. Farrell, Conor J. Walsh, Vanessa Sanchez, Robert J. Wood, Katia Bertoldi
Advanced Functional Materials  Published: 15 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/adfm.76385

ABSTRACT

Curved elastic shells can be fabricated through molding or by harnessing residual stresses. These shells often exhibit snap-through behavior and multistability when loaded. We present a unique way of fabricating curved elastic shells that exhibit multistability and snap-through behavior, weft-knitting. The knitting process introduces internal stresses into the textile sheet, which lead to complex 3D curvatures. We explore the relationship between the geometry and the mechanical response, identifying a parameter space where the textiles are multistable. We harness the snapping behavior and shape change through multistability to design soft conductive switches with built-in haptic feedback and incorporate these textile switches into two wearable devices and one reconfigurable lamp. This work will allow us to harness the nonlinear mechanical behavior of textiles to create functional, soft, and seamless devices.

0604繊維二次製品の製造及び評価
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