维度网讯，韩国科学技术院（KAIST，校长裴忠植）7月20日宣布，机械工程系教授吴一权（Il-Kwon Oh）领导的研究团队开发出一种光热驱动超变形结构。该团队利用单一紫外激光工艺，使平坦的镍钛形状记忆合金（SMA）薄板在光照下从平面凸起形成三维形状。

下一代可穿戴设备和软机器人需要兼具轻薄特性，并能在需要时变换形状。此类技术被视为形状显示器、自适应表面、可穿戴接口和软机器人的基础。研究团队在平坦金属薄板上设计了精密切割和折叠图案，使其能够转换为预定三维形状，其设计原理基于剪纸艺术（kirigami）。

形状记忆合金是一种特殊金属，即使变形后，在加热至特定温度时也会恢复预设形状。由于重量轻且能产生较大力，它们被广泛用作软机器人和可穿戴执行器的关键材料。然而，传统光热形状记忆合金执行器面临一个限制：镍钛合金（NiTi）表面不能有效吸收近红外光。为弥补这一缺陷，通常需要单独涂覆光吸收涂层，如氧化石墨烯、聚合物复合材料或氮化钛（TiN）薄膜。这些外部涂层在反复操作中可能剥落，需要额外处理，还可能增加热容量减慢响应速度，在可制造性和驱动性能方面均造成限制。

为解决这一问题，研究团队采用紫外激光微加工技术，在薄形状记忆合金（SMA）薄板上形成剪纸结构，同时通过激光诱导氧化在表面生成微纳多孔氧化钛（TiOₓ）层。结果无需任何单独的外部涂层，近红外光的吸收率显著提高。团队还实现了一个平台，通过调整结构参数（如铰链宽度和狭缝宽度），可以精确控制三维变形的高度及由此产生的力输出。研究核心在于将结构的机械变形方式和光吸收效率同时编程到单一金属结构中。

此外，团队应用了一种空间控制激光诱导氧化程度的图案化技术。不同区域在均匀的相同强度光照下能以不同速度依次变形。研究人员将其描述为“时空驱动控制”，意味着变形的顺序和时序直接通过光吸收特性编码到材料本身中，无需任何单独的电控。

研究团队进一步将光热SMA超结构与多通道近红外（NIR）LED阵列集成，扩展为三维形状显示和触觉接口。每个SMA剪纸单元根据选择性地施加的光线独立运动。基于此，团队成功显示了字母序列 K→A→I→S→T，并实现了指示方向的触觉导航信号。

吴一权教授表示，该激光编程技术是一种制造友好的平台，无需任何单独涂层工艺，即可将机械变形和光学特性编码到单一金属结构中。该技术可广泛应用于自适应表面、交互式触觉和光热软机器人等下一代由光控制的智能变形接口。机械工程系硕士生金贤秀（Hyunsoo Kim）为第一作者，吴一权教授为通讯作者。研究成果发表于国际期刊《Advanced Science》，并入选2026年6月4日出版的该期刊第13卷第31期内封底。