浙大设计研究|植物的变形智慧

2026-06-22

可变形界面

可变形界面(Shape-changing interfaces)通过物理形状的变化传达信息、实现交互。自然界中,植物是天然的“形变专家”——松果鳞片随湿度开合,捕蝇草瞬间闭合捕食,这些精妙的天然形变智能,为人机交互界面设计提供了丰富灵感。

植物启发可变形界面设计思路
植物启发可变形界面设计思路

如何将植物形变的生物学原理系统地转化为可落地的设计方法,仍是该领域的重要挑战。浙江大学设计学团队构建出一条从自然灵感到界面设计的完整路径:学习植物形变行为的宏观和微观机制,通过合适的材料选择、制造方法与驱动模式进行复刻,最后应用于农业、医疗康复、建筑、机器人等多个领域。

机械不稳定性导致的植物形变
机械不稳定性导致的植物形变

温度、光照驱动的植物形变
温度、光照驱动的植物形变

双层各向异性组装的可变形界面设计策略
双层各向异性组装的可变形界面设计策略

植物启发可变形界面应用案例
植物启发可变形界面应用案例

可变形自发钻土种子应用案例
可变形自发钻土种子应用案例

本研究由人工智能学院王冠云研究员团队完成。该成果的第一作者是浙江大学设计学博士生姬俊哲。“大自然中的植物变形行为为我们提供了取之不尽的设计灵感。我们希望通过这篇综述,为研究者提供一个系统化的植物仿生设计手册,将植物仿生智慧落地日常生活。” 姬俊哲说道。

浙江大学设计学博士生姬俊哲
浙江大学设计学博士生姬俊哲

项目成果:
项目成果于2025年发表在信息与电子工程前沿期刊FITEE(Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering)。研究团队:姬俊哲、陈创、冯博宇、陶冶、王冠云*。本项目受到国家自然科学基金资助。

论文原文链接:
Junzhe Ji, Chuang Chen, Boyu Feng, Ye Tao, Guanyun Wang*. Design of plant-inspired shape-changing interfaces: a review. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 26, 1509–1533 (2025).
https://doi.org/10.1631/FITEE.2500118
(*通讯作者)