Reconfiguring to complex 3-dimensional (3D) target shapes from an easily-manufactured low dimensional initial configuration is crucial for many versatile materials/structures which require tunable functions and multiple applications. However, the energy-efficient morphing strategy to realize such transdimensional shape-reconfiguration remains largely unexplored. Here a 1-dimensional (1D) wire-shaped multistable metastructure, named metawire, which has rich shape-reconfigurability in 3D space with simply predictable and algorithmically designable shapes is proposed. The metawire is constructed by serially connected multistable units with long straight state, short straight state and especially multidirectional bent state with transdimensional deformability. The states as well as the corresponding configurations of the units are independently tunable, and thus the shape of the metawire is easily predictable by directly stacking the units with different certain shapes. Accordingly, inverse design schemes and algorithms are proposed for reconfiguring to target 2-dimensional (2D) and 3D shapes, respectively. Using the algorithms, the metawire can be reconfigured to arbitrary target shapes rapidly and accurately. Moreover, the potential application of the metawire to reconfigurable antennas is well verified by experiments and simulations. This work provides a straightforward design strategy to realize complex transdimensional shape-reconfiguration, paving a new way for transformable machines.

从易于制造的低维初始配置重新配置为复杂的 3 维 (3D) 目标形状对于许多需要可调功能和多种应用的多功能材料/结构至关重要。然而，实现这种跨维度形状重构的节能变形策略在很大程度上仍未得到探索。这里提出了一种一维 (1D) 线状多稳态元结构，名为 metawire，它在 3D 空间中具有丰富的形状可重构性，具有简单可预测和算法可设计的形状。超线由串联的多稳态单元构成，具有长直态、短直态，尤其是具有跨维变形能力的多向弯曲状态。单元的状​​态以及相应的配置是独立可调的，因此通过直接堆叠具有不同特定形状的单元，可以轻松预测超线的形状。因此，提出了逆向设计方案和算法，分别用于重新配置目标 2 维 (2D) 和 3D 形状。使用这些算法，可以快速准确地将超线重新配置为任意目标形状。此外，实验和模拟很好地验证了超线在可重构天线中的潜在应用。这项工作提供了一种简单的设计策略来实现复杂的跨维度形状重构，为可变形机器铺平了一条新途径。因此，通过直接堆叠具有不同特定形状的单元，可以轻松预测超线的形状。因此，提出了逆向设计方案和算法，分别用于重新配置目标 2 维 (2D) 和 3D 形状。使用这些算法，可以快速准确地将超线重新配置为任意目标形状。此外，实验和模拟很好地验证了超线在可重构天线中的潜在应用。这项工作提供了一种简单的设计策略来实现复杂的跨维度形状重构，为可变形机器铺平了一条新途径。因此，通过直接堆叠具有不同特定形状的单元，可以轻松预测超线的形状。因此，提出了逆向设计方案和算法，分别用于重新配置目标 2 维 (2D) 和 3D 形状。使用这些算法，可以快速准确地将超线重新配置为任意目标形状。此外，实验和模拟很好地验证了超线在可重构天线中的潜在应用。这项工作提供了一种简单的设计策略来实现复杂的跨维度形状重构，为可变形机器铺平了一条新途径。可以快速准确地将超线重新配置为任意目标形状。此外，实验和模拟很好地验证了超线在可重构天线中的潜在应用。这项工作提供了一种简单的设计策略来实现复杂的跨维度形状重构，为可变形机器铺平了一条新途径。可以快速准确地将超线重新配置为任意目标形状。此外，实验和模拟很好地验证了超线在可重构天线中的潜在应用。这项工作提供了一种简单的设计策略来实现复杂的跨维度形状重构，为可变形机器铺平了一条新途径。