積層造形技術を駆使し、複雑な三次元形状を有する高性能形状記憶高分子材料の合理的設計論 (「積層造形法」x 「印刷インク開発」x「材料幾何学構造」) の構築および、バイオマテリアルのメソスケールの材料構造と力学的機能の関係を実験・計算科学的に明らかとし、構造特異的な力学機能の発現を意図的に創出するメカニカルメタマテリアル化基盤技術を構築し、新規機能性バイオメディカルデバイスの創製を目指す。これまでNIMSが蓄積してきた形状記憶高分子材料の設計・合成戦略を基軸として高速かつ高精度・高解像度の4D印刷の基盤技術を築き、複雑な形状変化を誘起可能な4D印刷造形体を創製する。従来法である既存の材料(幾何学)構造解析から機能や物性を検証する試行錯誤法ではなく、望みの機能から逆設計により構造を出力するアルゴリズムやシステムを構築することで、力学的材料機能をデジタルに設計し意図的かつ効率的なメカニカルメタマテリアルの製造を可能にする。それをバイオメディカルデバイス設計へと展開し、バイオマテリアルの構成分子・物質のみならず材料の幾何学構造に由来した多様な力学負荷を印加可能なデバイスを開発し、モデル動物実験による治療効果の検証を通じ、「メカニカルメタバイオマテリアル」という新しい概念を打ち出せることが期待される。