电路可以直接“纺”进纤维。东华大学材料科学与工程学院王刚研究员等通过精密流体设计与可编程微流控纺丝，将电子器件及其连接关系融入连续纤维的内部结构，实现纤维成形与电路构筑同步进行。这项研究把纺丝工艺拓展到电路制造，为面向具身智能的柔性感知与信息处理提供了新的制造路径。相关成果发表于国际学术期刊《自然·电子学》（Nature Electronics）。

   具身智能的发展，要求电子系统在提升感知、信息处理与交互能力的同时，更好地适应机器人的复杂形态与运动变化。将电子功能融入可弯曲、可编织的纤维和织物，为满足这些需求提供了新的材料路径。器件之间如何有效连接，是电子织物走向复杂功能的关键。传统贴附式方案需要处理电子器件与柔软载体的形变差异；而在纤维上构筑电路，则必须同时解决材料排布、器件结构和电连接的问题。

   围绕这一挑战，王刚等研究人员通过精密流体设计，将电路布局转化为纺丝程序。在纤维横截面上，调控导电、绝缘、发光或半导体材料的流体性质，形成稳定的不同功能层；沿纤维长度方向，通过调节各路纺丝液的输入，使功能层按设计连续或间断，形成器件之间的电连接。

   这一过程以流体编码电路，将设计好的材料组合与流体输入程序“写入”纤维内部的器件结构与连接关系。改变材料组合与输入程序，就能在同一制造框架下设计不同功能模块及连接方式。纤维的材料层次、器件结构和电路互连随成形过程共同建立，让纤维本身成为电路。

电路纤维概念图

   基于同一纺丝平台，团队构筑了彩色电致发光、模拟信号处理、数字逻辑运算和非接触空间感知等模块，并进一步在纺丝过程中将晶体管、电阻、电容等不同类型器件按设计互连，在单根纤维内实现可调滤波电路、反相器等电路功能。研究由此从多类功能模块的分别构筑，推进到不同器件在纤维内协同工作的电路集成，展示了按功能需求设计和制造纤维电路的能力。这为纤维电子进一步组合感知、处理等功能提供了可拓展的电路基础。

三种载流子（电子-光子、电子-电子、电子-离子）转换基本电路纤维

   在应用验证中，研究人员将用此方法制备的空间感知纤维布置在机械臂的夹爪内侧。目标接近或移动引起电场耦合变化，可以据此计算目标位置并驱动机械臂，实现目标自动跟踪。另一组实验中，团队利用纤维组成的柔性交互界面及配套系统，实现了手指对机械臂和无人机的非接触控制。这些实验展示了纤维电子参与具身智能与人机交互的应用潜力。

非接触空间交互演示

   王刚研究员长期聚焦半导体功能纤维、纤维电子器件、电子织物与智能系统开展前沿交叉研究。本次工作将器件构筑和电路互连纳入可编程纺丝，拓展了纤维材料承载电子功能的方式，也体现了东华大学纤维材料研究与电子信息技术交叉融合的原创探索。从材料成形到电路制造，这一路径为纤维材料进入机器人等智能装备提供了新的技术基础。

   王刚研究员、孙恒达研究员为论文通讯作者，相关工作得到朱美芳院士指导，以及国家自然科学基金、国家重点研发计划等支持。