东华大学先进纤维材料全国重点实验室、材料科学与工程学院研究员王刚团队与合作者，构建了功能纤维“感知—计算—交互”的贯通式技术体系，标志着纤维基电子器件已从基础的功能单元研究，进入到端到端、高能效、标准化的可穿戴具身智能系统新阶段，为下一代具身智能纤维系统提供了新的解决方案。4篇研究成果近日分别发表于《国家科学评论》《先进材料》等期刊。

在“制造策略与脑启发计算”层面，研究团队针对神经形态硬件训练中梯度不可微与高功耗瓶颈，提出“溶剂互扩散固化纺丝”策略。基于该纤维构建的可调谐织物基垂直有机电化学晶体管（TT-vOECT）能够直接模拟Sigmoid导数特性，实现硬件级的替代梯度计算。进一步地，研究团队提出“条件激活反向传播”机制，利用双TT-vOECT构建的可重构逻辑阵列，实现了稀疏、事件驱动的权值更新，在脑电信号疾病诊断中达到软件级分类精度的同时，减少了约20%的计算冗余，为柔性神经形态硬件平台奠定了基础。

在“构型优化与高保真感知”层面，研究团队聚焦可穿戴健康监测对高频、弱电生理信号的捕捉需求，提出基于全电纺策略的“共形纳米纤维垂直OECT（NF-vOECT）”平台。NF-vOECT展现出高达57.5 mS的跨导和11.7 ms的极速响应，其增益—速度性能显著优于传统平面纤维器件。利用内在的放大与频率过滤特性，该系统将心电信号的信噪比提升了约40%，结合卷积神经网络实现了约89%的心跳分类准确率，为高保真、呼吸透气的皮肤电子学提供了新方案。

在“界面匹配与长效植入诊疗”层面，研究团队针对传统电子器件与生物组织模量失配导致的信号衰减问题，提出“离子液体介导相分离”策略，开发出新型n型耗尽型半导体水凝胶，实现了组织级的柔软度与高效的离子—电子耦合输运。基于此研制的全凝胶OECT具有43 mS的高跨导及优异的生物相容性，能够贴合皮肤实时监测ECG/EOG，并可在鼠类皮下长效稳定工作1周，捕捉急性伤害性刺激与心电变化，为植入式生物电子及精准疼痛评估提供了材料支撑。

在“拓扑设计与沉浸式交互系统”层面，研究团队受折纸启发，突破传统人机交互中物理道具与虚拟资产“一对一”绑定的局限，提出“纤维拓扑触觉代理（FTHP）”架构。结合轻量化神经网络，系统在14种交互动作中的识别准确率达到92.4%，并可在模拟空间探索任务中实现多模态指令控制，展现了纤维系统在元宇宙交互领域的巨大潜力。

值得一提的是，这四项成果实现了从功能纤维向“感知—计算—交互”智能系统的进展。在材料与制造层面，研究团队开发了溶剂互扩散固化纺丝构筑的三层同轴异质结以及离子液体介导相分离制备的半导体水凝胶，实现了材料维度与生物适配性的深度拓展。在器件层面，从微光刻集成到全电纺垂直架构与拓扑逻辑编码，研究团队在保持高分辨率的同时显著提升了离电耦合效率与信号识别的鲁棒性。在系统集成层面，研究团队不仅完成了汗液/糖分的逻辑判别，更突破性地实现了脑启发式神经形态计算与沉浸式拓扑触觉交互，提供了从“高性能感知”到“边缘端计算”再到“人机互馈”的技术路径参考。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1002/adma.202514904

https://doi.org/10.1002/adma.202511945

https://doi.org/10.1002/advs.202517375

https://doi.org/10.1093/nsr/nwag041