【哈工大（深圳）宣】（智能学部/文、图）近日，哈工大深圳校区广东省智变机构与适应性机器人重点实验室李兵教授团队在适应性智变结构领域取得重要进展。团队融合变胞原理与编织技术，创新提出适应性编织折叠结构设计方法，实现结构多重折叠性能协同与多维度耦合变形，构建出可编程变形结构单元库，并完成多场景功能应用验证。相关研究成果以《适应性编织折叠结构》（Adaptable Weaving Origami）为题，发表在《科学》（Science）子刊《科学进展》（Science Advances）。

折纸结构凭借独特的几何变形能力，已广泛应用于可展开结构、柔性机器人、机械超材料和智能器件等领域。但传统折纸结构依托单层折叠拓扑设计，其结构的可折叠性、运动自由度与构型可重构能力之间存在一定制约，难以同时实现丰富的变形模式与高度可重构性。

针对行业技术难题，研究团队从日常编织结构中获得启发，提出编织折叠设计方法。区别于传统折纸依赖单一片层上的折痕网络，该方法通过条带之间的相互穿插与约束关系构建新的空间拓扑，在保留结构灵活变形特性的基础上，极大拓展了结构运动模式。研究表明，该类结构能够同时满足可展性、平面可折叠性和刚性可折叠性，并支持伸缩、弯曲和扭转等多种变形模式，为构建具有高适应性和多功能性的智变结构设计提供新思路。

研究团队进一步发现，该结构中看似简单的“向左折还是向右折”，实际上可以转化为类似计算机二进制的“0”和“1”，建立了独特的折叠编码机制。方形编织折叠结构（SWO）的每个折叠单元均具有两种不同的折叠状态，研究团队将这种“二选一”的折叠行为映射为二进制信息。多个单元依次折叠后，不同的“0/1”组合便对应不同的折叠序列和空间构型，使一个物理结构同时具备了形态重构和信息编码两种属性。进一步地，在六边形编织折叠结构（HWO）中，两种不同的子单元分别被编码为“1”和“0”，不同编码单元之间还可以形成多种连接模式，从而构建出更加丰富的折叠逻辑。由此，研究团队成功将几何变形与二进制编码建立起联系，为实现基于物理结构的信息存储、逻辑处理和机械加密提供新思路。

为充分验证新型结构的功能拓展能力，研究团队开展了多种应用演示。在机械加密方面，通过构型的可编程转换实现结构化信息编码与隐藏；在自适应光圈方面，利用结构的大变形特性实现光圈尺寸和形态调节；此外，还构建了磁驱动夹爪，实现复杂环境下的物体抓取，展示了在柔性机器人和智能可重构器件中的应用潜力，从形态设计走向功能设计。

深圳校区博士研究生高巳淇、康熙副教授、王森博士为论文共同第一作者，李兵教授、董悦教授、康熙副教授和香港中文大学张立教授为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科技计划等支持。（编辑 向碧霞 审核 张惠屏 陈南坤）

图1适应性编织折叠结构概述

图2折叠方式编码