生物感測發展的方向，在奈米的技術範疇內，將朝向仿生物（Biomimetic）的目標發展，仿生學乃結合了生物學和多門理工技術學科，藉由生物科技、物理、化學、機械、電機、光電、微機電等技術領域之應用，達到仿生之功能。此類元件包括有人工嗅覺、人工味蕾、人工視網膜及人工神經傳導等，以代替人類感官檢測外界訊息。

本研究即針對人工電子鼻、人工舌、人工電子耳與人工視網膜之技術發展歷程、產學研之研發現況和未來發展趨勢，並從商品化角度做一探討。

長久以來，人類嗅覺在產品生產過程中，特別是在食品工業上扮演極重要的角色，在食品工業製程逐漸走向自動化的發展過程中，一直未出現有效的量測方法，可主觀地做出嗅覺的判斷。電子鼻乃模仿人類或哺乳動物的器官感知原理所製作出的儀器，為一種可辨識簡單及複雜氣味，由許多電化學感測器所組成，再加上適合的圖譜辨識系統所構成。電子鼻在歷經數年來的發展，功能愈來愈好。分析其未來的產品發展趨勢，將朝體積微小化，結合奈米與仿生辨識材料技術，發展成電子鼻單晶片；其二、結合多技術功能，與其他分析儀器結合，如
快速GC，發揮更強大的功效；第三、量測用途多樣化，愈來愈多的發展朝向醫療檢測應用，目前已有Osmetech檢測泌尿道感染（Urinary Tract Infection, UTI）與陰道細菌增生症（BacterialVaginosis, BV）的檢驗，通過FDA認證，未來將積極進行策略聯盟，整合檢測平台，成為重要檢測工具之一；根據評估，以美國一年大約做5,000萬次的泌尿道感染的檢驗，平均每次成本約5美元，電子鼻在泌尿道感染的檢測就可能有2億5,000萬美元潛力市場。而針對陰道細菌增生症檢驗部分，市場涵蓋了產科醫學、婦科或臨床醫師與自行開業醫師，整個市場潛力預估一年可達14~19億美元。我國科研機構工研院所開發出的電子鼻，是以呼氣診斷為目標，已具有尿毒症及肝硬化診斷模組，未來積極朝認證商品化發展。

電子舌的原理近似電子鼻，為近年來逐漸被開發出來的產品，但實際上商品化產品尚不多見。在某些應用分析時，進行液體分析優於氣體分析，由於氣體乃透過間接的方式量測表現的結果，但部分具低蒸氣壓之離子僅能從液態中測得，電子舌的潛在應用領域，包含製藥、臨床、軍事、環保、食品製程、遙測及化學製造過程等應用。但短期而言，主要應用在製程控制與製藥工業，由於產品發展時間較短，預估2003年將有200萬美元之市場。我國在這方面的發展，僅有相關技術領域的研究，並未有相關產品開發。

由於世界人口不斷老化，一方面壽命不斷增長，另一方面對生活品質的要求不斷提高，人工電子耳或人工視網這類感官彌補物產品也因此大幅成長。人工電子耳的正式名稱為植入式耳蝸（Cochlear Implants），為近年迅速發展的聾人恢復聽覺新技術，其基本原理乃利用微弱電流脈衝直接刺激聾人耳蝸殘存之聽神經，使其恢復部分聽覺。最早的人工耳蝸由澳洲墨爾本大學研發出來，於1985年通過FDA認證，經Cochlear公司上市，目前全球三大供應商，包括澳洲Cochlear、奧地利Mel-el及美國Clarion，其他像包括加拿大Epic、美國Advanced Cochlear Systems、法國MXM醫學科技公司亦發展有相關產品，但未經FDA認證通過，另外中國大陸近幾年亦積極發展，並於2002著手興建人工耳蝸生產線，積極投入市場的企圖心極為明顯。根據Neurotech的市場調查報告指出，由於兒童植入市場大幅增加以及擴展重度聽覺損傷患者或聾人的市場，預計2005年全球人工耳蝸植入市場將成長到 9億3,600萬美元，年複合成長率達41%。我國在人工電子耳領域的研究，以臨床研究、語言處理策略、語音處理器及系統開發設計，但關鍵部分為生物相容性封裝製程技術，則尚處於起步階段，若單就技術層面而言，尚屬落後於先進國家。再者基於市場、成本、消費者信心等因素，除非能創造出極低成本之新世代人工電子耳，或是在相關技術上具領先發展，如此才有發展之利基。

人工視網模為人類試圖恢復視覺方法之一，主要針對老年退化性黃斑症（Age-Related Macular Degeneration, ARMD）、視網模色素變
性（Retinitis Pigmentosa, RP）及廣義所指視網膜變性（Retinal Degeneration, RD）等病變所引起之視力喪失，目前全球有多個研究團隊，分別嘗試由視網膜上方或是網膜下方植入晶片，或將刺激電極包覆視神經及直接刺激大腦皮質視覺區等方式來恢復視覺，另一種採生物細胞培養於晶片上，再植入人體，試圖為晶片與人體生理的神經系統作更好的連接。目前視網膜下方植入代表性公司為美國Opobionics公司，已於2000年進行數例人體試驗，在視網膜下方植入首推2002年Doheny視網膜醫學研究所與美國南加大Keck醫學院所進行之人體可行性實驗，歐盟亦資助225萬歐元的研究經費，發展直接刺激大腦皮質來恢復視覺的研究，德國有兩個研究團隊分別進行視網膜上方或視網膜下方植入的研究，其他包括日本、韓國、澳洲等國亦投注大量經費在人工視網膜相關研究上。我國亦有台北榮總與交通大學的研究團隊進行初步電生理的研究，以及其他有關視網膜機轉之相關研究。人工視網膜未來的發展趨勢，有待視網膜電化學反應機轉有確切的了解，以及生物相容性問題的解決，人工視網膜商品化更有待進一步的研究，但有人樂觀地預估，預計8~10年內將產生第一個商品化的產品，這也將是繼人工電子耳後，另一項成功的醫學感官彌補裝置。

仿生感測為應用多領域之技術，如何從研發、臨床試驗、驗證到生產製造進行跨領域的整合，為一重要課題，開始從上游的基礎研究規劃，到技術突破後轉到中游應用技術研發，至下游產品開發量產，需一整合型計畫再加上廠商的先期參與，最終能成功的將技術移轉，如此才可達到技術生根，將商品化產品量產，解決技術移轉成效不佳的問題。相信在良好的研發資源規劃，整合跨領域技術，配合相關法規研擬與制定，創造出良好的投資、研發環境，提供產業誘因（租稅減免、產業優惠）等多項環境建構要素下，我國在微小化生物感測器上具有相當發展潛力的。