台灣商用無人機潛力無窮 獲國際大獎肯定

在經濟部技術處科技專案支持下，由工研院與內政部警政署合作研發的「電信操控無人機隊解決方案」（Automatic Police UAV Patrol System；APUPs），榮獲2018全球百大科技研發獎（R&D 100 Awards）。

而同樣由工研院研發的「高負載高續航商用無人機」，先是在今年1月榮獲美國CES 2019創新獎，9月時更是入圍杜拜國際無人機競賽（Drone X Challenge 2020），從500多組參賽隊伍中脫穎而出，成為亞洲唯一入圍的研發機構。

台灣無人機隊赴美國  輕鬆操控無人機在新竹起飛

在2017年美國消費性電子展（CES）上，工研院資訊與通訊研究所（以下稱資通所）團隊人員將電信操控無人機隊的地面操控系統帶到拉斯維加斯，由於電信操控無人機隊使用4G網路搭配Wi-Fi之雙鏈路通訊方案，只要在美國展場現場操控，無人機在新竹工研院院區內就能起飛，即使相距1萬1千公里之隔，無人機拍攝到的影像第一時間就能回傳到美國。

透過它的智慧化平台，這款無人機還能預先進行排程與即時監控，最多可同時操控254 架無人機，再結合AI影像辨識與判讀技術，使無人機隊的應用更加廣泛，除定點維安、空中警車巡邏，也可應用在水庫壩體與集水區巡檢、交通車流分析、軌道橋梁異常檢測、及精準農業等領域。

▲在經濟部技術處科技專案支持下，由工研院與內政部警政署合作研發的「電信操控無人機隊解決方案」，成功成為空中警車，協助指揮官即時掌握現場的人流與車流。

2018年於台中舉辦的世界花卉博覽會水湳開幕活動上，「空中警車」就派上用場，無人機於高空制高點搭配高畫質攝影機，協助台中市政府警察局指揮所指揮官即時掌握現場的人流與車流，能即時調派警力前往需要疏導的區域，引導參觀人潮與車輛動向。

透過「長效繫留」的智慧供電方式，無人機能在活動區300公尺外、60公尺的高空中，進行不斷電飛行超過6小時，維安範圍達到9萬平方公尺，警政署署長陳家欽表示，運用無人機協助執行警察勤務是未來趨勢。

而基隆市政府產業發展處林青海處長也說，原本巡山這項工作需要巡查人員在山中一步一腳印行走，導致巡視一塊土地的頻率不高，且發現濫墾濫伐時，山通常都已經被挖空，如今無人機解決了這一痛點，「假如基隆這邊做得好，我們希望全國都來做，然後整個台灣都弄得好的話，全世界更應該來用無人機做山林的保護」。

▲「電信操控無人機隊解決方案」於基隆偏郊山區，進行巡查工作。

工研院資通所資訊應用核心技術組李國徵組長補充，無人機偏郊巡邏若定期拍攝，可以透過電腦人工智慧做比對，分析出比較疑慮潛勢的地方，主動提報給業管人員，如此一來不但省時，還能提升稽查效率。

台灣農村缺乏勞動力 高負載高續航無人機可載50公斤水果

今年夏天屏東枋寮芒果盛產時，由於農夫年齡偏高，山區缺工相當嚴重，這時工研院的高負載高續航商用無人機進入山區，協助運送一籃又一籃的芒果，有效改善農村勞動力缺乏的問題，還間接促進偏鄉農業發展。

這款無人機除了物流運輸，還可應用於農藥噴灑、消防救災或巡檢，日前曾在新北市石碇茶園做農藥噴灑除蟲，和苗栗縣政府合作進行銅鑼杭菊農藥噴灑、投擲救生圈與救生衣示範，「未來無人機在高樓或工廠救火也能發揮」，工研院機械與機電系統研究所（以下稱機械所）陽毅平副所長說。

「剛開始研發的過程，其實我們滿興奮的」，陽毅平解釋，這是機械所第一次做三度空間的研發，「大約在9個月內，我們從無到有，無人機就飛起來了」，這讓研發人員相當歡喜，但是接下來他們才要面對真正的技術挑戰。

為了讓無人機飛得久、載重量重，一般人的第一反應會認為電池放多一點即可，但當電池一放多，就沒有辦法載重貨物，因此必須從動力系統上做改善。

於是機械所使用混合式動力系統，以小引擎作為動力負責發電，並將發出的電儲存在鋰電池裡面，「我們團隊從來沒有把引擎和電池放在一起過，所以發生非常多如震動、噪音、熱處理的問題，不過最後都一一解決了」。

提到無人機的槳葉，陽毅平說道，由於飛機引擎轉動時噪音很大，為了降噪，他們還透過仿生技術，想模仿貓頭鷹的翅膀。至於馬達，一般馬達多是三相電（三相電是三組幅值相等、頻率相等、相位互相差120°的交流電，由有三個繞組的三相發電機產生，是工業上常用的電源，可提供超過數千瓦或以上功率的電力），他們做六相，「如果有一組繞線失效，另外一組繞線還可以照樣工作」，這讓無人機達到雙層的保護。

▲工研院「高負載高續航商用無人機」獲CES 2019創新獎，適合物資運送與其他高載重產業需求。

經過約莫2年時間的改善，今年１月榮獲美國CES 2019創新獎後，許多國外廠商對這台無人機相當感興趣，紛紛詢問價格，「我們也很樂意跟國際接軌，所以未來會有個目錄」，陽毅平說。

全球無人機市場大 台灣將繼續朝商用無人機發展

根據DRONEII.Com研究報告顯示，全球無人機市場從2018年的140億美元， 預計2024年會成長到430億美元，足以看見無人機市場潛力強勁。

無人機分為軍用、消費型與商用三大類，若你買的無人機不能改機，就屬於消費型無人機，而這樣的消費型無人機市場已經被中國大疆（DJI）占領，因此工研院目前都著重在研發商用無人機，針對特別的應用需求，進行軟硬體整合，開發出垂直的解決方案，這技術門檻較高，也得以凸顯台灣的競爭力，且2021年全球商用無人機預估銷售可望突破100萬台。

2019年被稱為5G元年，工研院資通所也正觀察5G與無人機之間的搭配，由於5G有超低延遲、超大頻寬、可靠的特性，李國徵說：「這剛好都是無人機最需要提升的部分」，他們也準備開始布局相關技術，未來可能會出現類似空中馬力歐的產品。

而今年9月入圍杜拜國際無人機競賽的工研院機械所，獲得首輪競賽獎金6萬美元贊助，並與國際知名的無人機公司，如成立20年的英國Vulcan UAV公司、多次獲獎的美國DV8 tech公司、德國KopterKraft公司等共同入圍並駕齊驅，目前在競賽官網入圍名單上，點擊工研院圖示，更可看見中華民國國旗，著實為台灣爭光！

▲工研院高負載高續航無人機入圍杜拜國際無人機競賽，左起為工研院機械所胡竹生所長和工研院機械所彭文陽組長。

陽毅平說，這場比賽的基本要求是純電式無人機要能載重50公斤、飛45分鐘，而另一種混合動力式無人機要能夠飛長達180分鐘，這也成為機械所的新目標，他們希望衝破現有的技術門檻，將總獎金150萬美元抱回台灣。

無論科技如何發展，安全總是最重要的事情，陽毅平就認為，無人機的安全問題有三點值得探討，分別是無人機本身、隱私權、社會與環境安全，無人機要如何失效後還能安全降落，如何保障個人隱私權，如何減少環境噪音危害，更甚是如何防止恐怖攻擊，這些都將是未來無人機發展的重要議題。