近年来，3D打印已广泛用于制造柔性机构、交互界面等可变形结构。然而，多数动态结构仍是“被动”的，能运动却无法感知自身状态。要增加传感能力，通常需嵌入传感器或手工布线等后处理步骤，制作门槛高且限制快速制造。

Xspine具备动态自感知能力

浙江大学设计学团队提出了一种多材料FDM 3D打印方法Xspine，能在一次打印中同时实现动态结构与运动感知。通过在动态结构中嵌入导电TPU电路，结构在弯曲等运动时自动产生可读信号，实现自感知。团队还开发了交互设计工具，支持将普通3D模型转换为自感知结构，并展示了游戏控制器、交互玩具、动画控制与机器人等多个应用。

Xspine用于设计个性化游戏控制器

利用Xspine设计Minecraft控制器

具有Xspine结构的可调节亮度的台灯

该成果由浙江大学设计学博士生厉铭明在MIT CSAIL访学期间负责完成。“Xspine将动态结构与感知能力融合进同一次3D打印过程。我们希望它能够启发更多具备交互能力的个性化智能物体设计。”厉铭明分享道。

浙江大学设计学博士生厉铭明

项目成果：
项目成果于2026年4月发表在国际人机交互领域顶级会议CHI 2026。研究团队：厉铭明，Dingning Cao，Xiang Chang，Karla Sahin，Stefanie Mueller，郦家骥。本项目受到浙江大学求是飞鹰计划和MIT-GIST合作研究项目资助。

论文原文链接：
Mingming Li, Dingning Cao, Xiang Chang, Karla Sahin, Stefanie Mueller, and Jiaji Li. 2026. Xspine: Integrating Motion Sensing Capability into Dynamic Structures Using Multi-material FDM 3D Printing. In Proceedings of the 2026 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ’26). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 1351, 1–18.
https://doi.org/10.1145/3772318.3791317