腦機介面突破:最新進展與應用一覽

2024-12-14 10:30:00    編輯: YAP KUO
導讀 腦機介面(Brain-Computer Interface,BCI)是連接大腦神經系統與外部電子裝置的技術,科技巨擘、新創公司和研究機構都積極投入研發,於醫療、教育、娛樂等領域掀起革命性變革。近期無...

腦機介面(Brain-Computer Interface,BCI)是連接大腦神經系統與外部電子裝置的技術,科技巨擘、新創公司和研究機構都積極投入研發,於醫療、教育、娛樂等領域掀起革命性變革。近期無論硬體設計、訊號處理或實際應用擴展皆有突破,本文盤點 BCI 主要進展,並說明應用潛力及挑戰。

科技公司競逐 BCI 醫療領域先機

幾家 BCI 技術領先的公司有 Neuralink 、Synchron 及 OpenBCI 等。Neuralink 是馬斯克(Elon Musk)創立,專注開發高精密植入式 BCI 裝置,核心是名為 N1 Link 的植入式晶片,大小約 25 美分硬幣,以開顱手術植入腦部神經組織後高速無線傳輸,將神經訊號傳至外部設備,可使脊椎受傷或漸凍症等癱瘓患者受益。2023 年至今,Neuralink 獲美國 FDA 及加拿大官方核准做人體實驗,朝實用化邁進。

Synchron 與 Neuralink 最大不同在於,是類似血管支架的裝置,從頸靜脈送至大腦血管。Synchron 技術不需開顱手術,為較非侵入性裝置,風險較低。2022 年至今,Synchron 成功幫助十多名漸凍症等四肢癱瘓患者,用腦波控制收發信件和操作社群媒體,以及控制亞馬遜(Amazon)Alexa 數位助理撥打視訊電話、放音樂和串流節目、控制燈光等智慧家電設備。韓國三星電子也開發過整合 BCI 的智慧電視,能以意念選擇頻道或調整音量,方便行動不便者日常生活。

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BCI 有提升娛樂裝置個人化體驗

OpenBCI 則推出名為 Galea 的頭戴裝置,結合腦波圖(EEG)、心率變化(HRV)及其他生物數據,主攻沉浸式娛樂和健康監測等領域。偵測使用者多項生理數據提供更個人化互動。此外,因模組化、實惠硬體設計及開放平台,廣受研究社群、開發者和業餘愛好者高度讚譽。雖然傳輸訊號不若植入性裝置準確,但開放平台和較低價格,有助創新與普及。

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BCI 的教育應用

除了醫療及娛樂應用, BCI 也進軍教育領域,有助個人化學習。日本公司 NeuroSky 開發頭戴式腦波儀 MindWave,能根據腦波判斷學生注意力程度,並即時回饋刺激,適用專注力訓練與考試準備。Emotiv 開發腦波耳機 Insight,能即時監測學生情緒和專注度,並根據學生精神狀態調整學習內容。如學生專注時提出更複雜題目,疲憊時減輕學習負擔。

人工智慧驅動 BCI 技術突破

除了硬體設備,解讀腦波訊號是 BCI 實際應用的另一關鍵,人工智慧正是近期 BCI 技術突破的核心驅動力。Meta 開發基於深度學習的腦波解碼系統,能經大腦活動辨識單詞或句子意義,可幫助失語患者重獲溝通能力。美國 BrainGate 研究團隊研發出能解讀癱瘓者神經訊號,並原音重現讓系統「說」出他想表達的字句,成果刊登於《新英格蘭醫學期刊》。

BCI 的挑戰

然而,BCI 要實際應用仍面臨許多挑戰。數據隱私(data privacy)是最受關注的議題,如何保護使用者腦波數據,避免被盜用或駭客攻擊亟待解決;高精密設備的昂貴成本也限制普及性,無論醫療和教育推廣皆有困難。此外,訊號準確度和穩定性仍需最佳化,以支援更複雜應用。

將來展望

展望未來,更多公司與研究員投入,BCI 性能和應用性都將有更大突破。不久後的將來,BCI 或成為人類與科技設備深度融合的核心工具,並孕育無數意想不到的創新應用。

(首圖來源:)

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