腦機介面技術發展與市場應用

一、前言

腦機介面技術（Brain-Computer Interface, BCI）是一項融合神經科學、人工智慧與電子工程等多學科的尖端技術，旨在實現人類大腦與計算機或智慧裝置之間的直接互動。透過此技術，BCI能即時讀取並解析大腦活動訊號，進一步轉換為操作指令來操控外部設備，讓使用者僅需藉由思維即可與外界進行交流。

隨著全球人口高齡化、神經系統疾病發病率增加以及智能化浪潮的推動，BCI技術日益受到各國重視，並被視為未來科技發展的關鍵之一。其應用潛力已在醫療康復、智慧裝置操控等領域顯現，並持續擴展至輔助科技、教育、娛樂等領域，促進該技術逐步進入市場，加速普及應用。為了掌握這一技術的最新動向，許多產業界領先廠商正積極投入BCI應用的開發與商業化。本文將深入分析BCI技術的種類與市場概況，探討全球主要發展動態及標竿廠商的技術進展，並聚焦其應用場景、臺灣產業現狀與發展挑戰，進一步展望BCI未來的技術與市場發展前景。

二、腦機介面技術分類與市場概況

腦機介面（BCI）技術主要依靠電極來傳遞大腦的生理訊號，根據電極的放置位置，可以將腦機介面系統分為三大類型：侵入式、部分侵入式和非侵入式（圖一）。每種類型的技術特性、應用場景和發展方向皆有所不同，並在全球市場中展現出多樣的應用潛力。根據Mordor Intelligence發布的全球腦機介面市場報告指出，2024年全球BCI市場估計約為20億美元，並預計至2029年將達到32.5億美元，年複合增長率（CAGR）達10.3%。其中，以北美市場占比最高，達39.4%，而亞洲地區近年成長趨勢為最快的，顯示此技術的市場應用前景廣闊。BCI目前的應用以醫療為主，占整體市場比重約46.3%，隨著科技巨頭進入和資本的注入，消費市場如娛樂、健康管理、教育和智能家居也開始快速擴展。以下將從BCI技術核心架構、信號處理方法以及應用前景的角度進行探討：

1.侵入式BCI：此類技術透過手術將電極直接植入大腦皮質，測量運動神經元的電活動（Intracortical Recordings）及皮質內層局部場電位（Intracortical Local Field Potentials，LFP）。這類技術提供了極高的訊號解析度，適合於重度神經系統損傷或運動障礙患者的治療，尤其在運動功能重建和神經康復領域中具有應用潛力。然而，該技術因手術風險高、成本昂貴，並可能引發免疫反應或疤痕組織形成等問題，應用仍多受限於高度專業的醫療場景。

2.部分侵入式BCI：此類技術僅需微創手術即可將設備植入顱骨或頸部靜脈，達到較低的介入性，實現對大腦皮層的電訊號監測（Electrocorticography, ECoG）。相較於侵入式技術，這種方法的訊號精準度較低，但仍能提供比非侵入式技術更為清晰的數據。此外，由於其手術風險相對較低，使其特別適用於需要長期監測或中度精度的應用，如癲癇監測和部分運動功能控制。這使得部分侵入式BCI成為一種在精度和安全性之間取得良好平衡的技術選擇。

3.非侵入式BCI：此類技術無需手術介入，僅藉由佩戴頭盔或電極帽進行大腦信號監測，獲取腦電圖（Electroencephalography, EEG）訊號，操作簡便、無手術風險、成本較低。儘管訊號精準度較低，並易受環境雜訊干擾，非侵入式BCI依然在輔助溝通、娛樂互動、教育訓練等輕度應用領域展現出廣泛的需求。非侵入式技術特別適合消費市場，隨著技術進步，其市場潛力亦在快速擴大。

資料來源：Survey on Brain-Computer Interface: An Emerging Computational Intelligence Paradigm. （2019）；工研院產科國際所整理（2025/05）

圖1 腦機介面技術依電極放置方式分為侵入式、部分侵入式與非侵入式

這三種類型的BCI技術在各自的應用領域中具有不同的優勢和挑戰，詳細技術分類及應用特性比較如表1：

表1 腦機介面技術分類及應用特性比較表

資料來源：Survey on Brain-Computer Interface: An Emerging Computational Intelligence Paradigm. （2019）；工研院產科國際所整理（2025/05）

三、全球發展動態與標竿廠商技術進展

由於腦機介面技術在醫療、輔助生活以及人機互動等領域展現出巨大的潛力，已成為全球多國科技發展的核心焦點。美國、澳洲和中國大陸等國家，均將腦機介面技術列為國家關鍵技術發展項目，並積極投入資源以推動此領域的研究與應用。隨著全球政策的支持與發展環境的日益成熟，腦機介面領域吸引了多家國際企業的積極投入，這些公司各自聚焦於不同的技術路徑和市場需求，以下將針對標竿廠商Neuralink及Synchron公司進行介紹：

• Neuralink

由馬斯克於2016年創立，專注於研發腦機介面技術，致力於透過植入裝置實現人腦與計算機之間的直接連接，以提升癱瘓患者的生活品質並促進人機互動的進展。其核心產品Telepathy裝置中的N1 Implant（Link）是一款高精度、微型的侵入式神經裝置，大小如硬幣，藉由數千根微細電極線精準連接至大腦運動區域，能夠即時記錄並刺激神經訊號，並將這些訊號無線傳輸至外部裝置，讓患者通過思維操作智慧手機、電腦及其他智慧設備。為確保安全性與精準性，Neuralink開發了R1手術機器人，以自動化方式完成植入操作，大幅降低手術風險並確保電極定位的精確性。

2023年，Neuralink獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）批准，正式進行人體臨床試驗。2024年，該公司在首位因脊髓損傷癱瘓的受試者身上成功植入Telepathy裝置中的N1 Implant，患者得以透過裝置操控電腦游標，進行基礎的電腦操作，如點擊和滑動，並能參與棋類遊戲及學習新語言，顯示出Telepathy裝置對神經脈衝的高效捕捉及解碼能力。初步結果顯示N1 Implant在恢復運動功能方面具備良好的應用潛力，且未發生重大不良反應，但公司仍需解決如電極線路移位等技術挑戰。

Neuralink的研發不僅限於運動功能的恢復，還著眼於阿茲海默症、帕金森氏症及癲癇等神經系統疾病的治療，期望藉由Telepathy裝置改善患者的生活品質。公司近期獲得FDA「突破性裝置」認證，以加速開發一項針對視力恢復的Blindsight裝置。未來Neuralink更計劃將應用範疇擴展至增強認知、記憶及專注力等方面，推動人類認知功能的延展。透過其先進的腦機介面技術，期望引領人機協作的創新革命，推動醫學康復與智能交互的變革，為患者及科技應用帶來深遠影響。

資料來源：Neuralink；工研院產科國際所整理（2025/05）

圖2 Neuralink主要產品Telepathy。左：R1 Robot手術機器人；
中：N1 Implant及外部連接位置；右：N1 Implant植入位置

• Synchron

成立於2012年，總部位於美國紐約，專注於開發創新的微創腦機介面（BCI）技術，以協助癱瘓或運動功能受限的患者透過意念控制數位設備。其核心產品Stentrode是一種血管內電極陣列（圖3），透過神經介入技術經由頸靜脈植入大腦運動皮層，避開傳統開顱手術，降低了手術風險和感染可能性。Stentrode的設計以16個無線電極為基礎，能即時記錄大腦活動並傳輸神經訊號至外部設備，雖然電極數量有限，但足以支持基本的數位控制需求，包含點擊、滑動等功能，滿足日常互動需求。

Synchron已完成了多項臨床試驗，並於2023年在美國成功完成COMMAND研究的早期試驗，結果顯示Stentrode在安全性和有效性方面具備極高的應用潛力。這項技術採用類似心臟支架的血管內植入方式，使電極穩定附著於大腦血管內壁，達到與神經元的直接接觸，並能精準傳輸訊號。相較於傳統腦機介面技術，Stentrode的微創植入降低了術後併發症風險，也縮短了康復期，為患者提供了一種更安全的選擇。試驗中多位患者已成功植入Stentrode，並能以97%的準確度操控裝置，無重大不良事件，技術的安全性和實用性得到進一步驗證。

未來Synchron更計劃將Stentrode技術擴展至更多應用領域，包括腦部監測、深腦刺激等功能性神經介入技術，並涵蓋帕金森氏症、癲癇等神經退化性疾病的治療需求，以及精神健康障礙的干預。此外亦積極拓展與醫療機構及科研中心的合作，並成功將技術整合至Amazon Alexa及Apple Vision Pro等智慧設備中，顯示出該技術在智慧家庭和擴增實境領域的應用潛力。憑藉創新的血管支架型電極技術，Synchron在腦機介面領域展現出領先優勢，未來將為更多患者帶來實質性的幫助。

資料來源：Synchron；工研院產科國際所整理（2025/05）

圖3 Synchron主要產品Stentrode。右上：Stentrode感應血管內運動訊號的電極陣列；右下：IRT發送和接收訊號器；下方：SPU處理訊號並將其發送到個人設備

四、臺灣發展現況與挑戰

目前，臺灣的腦機介面技術正逐漸成為生醫產業的重要領域。隨著學術界與產業界的共同努力，臺灣在BCI技術的研究與應用上取得顯著進展：

• 陽明交通大學電控工程研究所神經工程實驗室在柯立偉教授領導團隊開發穿戴式腦機介面裝置，採用臺灣首創的石墨烯乾式電極，相較傳統濕式電極更為便利，且提高了檢測準確性。該系統已通過相關醫療器材法規的檢測，並結合AI技術開發了多參數生理監測系統，應用於中風復健等領域。

• 宏智生醫則專注於腦波信號處理及AI技術，開發的腦波儀已通過美國FDA認證並獲得衛福部許可，成為國內首家醫療等級的腦波儀製造商。其腦波壓力評估系統利用非侵入式檢測帽，輔助醫師進行壓力評估和治療追蹤。

• 晶神醫創推出的「希玖安系統」專為藥物難治型癲癇患者設計，具備智能神經調控晶片，能即時偵測癲癇徵兆並提供抑制性電刺激，改善病症控制效果，並降低患者受電刺激的時間與頻率。

• 精能醫學則開發了基於500 kHz超高脈衝射頻技術的脊髓電刺激系統，成功治療由脊椎退化或神經病變引起的慢性下背痛。其無電池化設計和長效止痛技術，顯著提高了治療效果的持久性，並推出了獲得FDA認證的「StimOn」小型疼痛舒緩裝置，提供個性化精準治療。這些突破性技術和創新產品展現出臺灣在腦機介面及相關領域的潛力。

然而，儘管臺灣在BCI技術上取得了一定成就，但仍面臨多重挑戰。首先是商品化進程緩慢，目前許多潛在創新仍停留在研究階段，缺乏足夠的市場推廣策略，使得這些產品難以迅速進入市場。此外，由於臺灣在關鍵零組件方面仍依賴進口，例如植入式脈衝發生器（IPG），這使得本地廠商在產品開發上受到限制。其次是監管環境對於新興醫材的審查速度較慢，使得創新醫材廠商在推廣過程中遭遇困難。臺灣食品藥物管理署（TFDA）經常參考美國FDA的審查結果，但對於新興技術的審查仍顯得遲緩。未來，期能透過政府、學界及產業界之間更深入的合作，推動臺灣BCI技術向前邁進，實現更廣泛的應用與商業化。

五、結論

腦機介面技術（BCI）在全球展現出顯著的發展潛力，尤其在醫療、神經康復以及智慧裝置控制等領域，未來將對人類生活與健康管理帶來深刻影響。儘管目前仍面臨如技術成本、臨床應用限制及監管挑戰等多方面障礙，全球主要企業與研發機構已在推動這些技術商業化方面取得了初步進展，特別是在癱瘓患者的功能恢復、精神健康障礙的干預等方面，BCI技術的應用已逐步顯現實際價值。

然而，臺灣在此領域的發展雖具潛力，但面臨的挑戰仍不容忽視。包括技術商品化進程緩慢、關鍵元件依賴進口、監管速度滯後及技術人才短缺等問題，這些都對產業發展形成制約。為促進臺灣在BCI技術領域的進一步突破，未來需強化產學合作，優化政策與法規支持，並加快技術的商業化進程。若能有效解決這些挑戰，臺灣有望在全球腦機介面市場中占據重要位置，推動相關技術的普及與應用，並為醫療、健康照護等領域的發展注入新動能。