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無人機:無限可能的「新藍海」
 
打從無人飛行機(Unmanned Aircraft System, UAS/ Drone,簡稱無人機),2015年在素有全球科技風向球的「美國消費性電子展」(CES)大放異彩之後,其發展與應用一直是萬眾矚目、熱議的焦點,其中各種安全、監測領域的應用,更是備受重視。為了讓讀者更加理解這項科技工具,當前的應用潛力和未來的發展趨勢。
 
撰文:王奕超
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無人機的類別與差異
根據國際數據資訊公司(International Data Corporation,IDC)2016年初發布的報告指出,2016年底無人機商用市場將進入爆發階段,到2019年市場規模將達到300萬台,而未來5年,無人機市場的複合增長率將達到68%;美國《航空與太空技術周刊》(US Aviation & Space Technology Weeks)在相關的分析報告也預言,自2014年算起,未來10年(至2024),世界無人機市場規模將達到673億美元。這些報告都再再揭示了無人機在未來的榮景是十分可期的。



然而,無人機實際上只是所有無人飛行載具的寬泛統稱,綠創新科技執行長蔡錦鴻表示,從外型、功用,無人機其實還可以再分成很多不同的類型。以飛翼來分類,就有拍翼式、單旋翼式、多旋翼式和定翼式之分。拍翼式,就是藉由兩面飛翼仿造鳥類與昆蟲拍動的飛行機,目前應用較少;單旋翼式就是類似直升機擁有單個旋翼的飛行機,其優勢在於定點即時起降,但航速較慢;多旋翼式則是目前最常見的無人機,由於擁有兩個以上的旋翼,平衡較佳,但是抗風能力較為不足,續航力也是個挑戰;至於定翼式無人機,則像是一般的飛機,機身兩側擁有固定的飛翼,優點是氣動效能較好,較為穩定,較能長時間滯空與負重,缺點則是機動性不佳。

從性能和用途上區分,蔡錦鴻認為,大略可分為消費級和工業級/專業級兩大類,消費級無人機是針對個人或家庭用途的機種,通常裝有攝錄儀器,具有拍攝功能,注重用戶的個人體驗,多是航拍玩家在使用,然而較不穩定、安全性較差,常有失事傷人的意外,也無法滿足各種常態化的應用;而工業級無人機則是針對企業、政府單位公共服務用的機種,雖然依用途差異而有不同的功能設計和配備,但是硬體的要求相對比較高,穩定性也比較夠,比較能夠搭配其他措施形成完整的解決方案,當然造價也相對昂貴。

由於是作為服務工具,工業級無人機特別著重於核心機體的設計、飛控能力、智慧化能力和客製化能力4個面向,蔡錦鴻指出,機體的設計是否符合流體力學,攸關無人機的載重能力;飛控能力則是指是否能自動導航和穩定、長時間的自動飛行,這可免去人為的操縱,也能讓機器長途飛行;而智慧化能力則是取決於相關的配備,能否讓其蒐集到的數據能被分析運用於決策,幫助該領域的工作效能提升;至於客製化能力則關係到無人機可否因應於不同的需要,提供整體的解決方案服務。











蔡錦鴻以自家合作團隊所生產的工業級無人機為例,他們花很多時間研究的就是機體的材料結構,長年致力於優化負載能力、結構強度,目前已掌握了特殊的複合材料,並打造出輕於業界同級飛機40%、風阻係數較其他業者低30%的機種,而精確自動導航及自動飛行操控技術、長程高續航能力、數據收集傳輸技術、客製化的機型也是他們致力的重點,尤其遠距即時影像傳輸更是他們的強項,目前採用較不會被干擾的無線通訊標準IEEE 802.1ac傳輸,傳輸距離最遠可達25KM,傳輸速度更高達1.7 Gps。另外,他們的團隊也早已為救災、巡檢、環境監測等應用規劃了許多整體性的服務方案。

無人機的應用
事實上,工業級無人機可應用的領域十分廣泛,蔡錦鴻說,它包含了環境監測、基礎建設檢查、災區或受困事故救援、農林漁牧業管理、空間資訊量測、國土及警備巡防、媒體傳播、電信服務、物流宅配、軍事應用等等。這些應用領域,許多都可以再進一步細分,譬如環境監測就可以分為空污、油污、核污、海污、河川污染等各種污染的監控調查,甚至也包含了針對大氣天候變化的研究;而基礎建設種類繁多,包括公路、鐵路、電塔、油田、水壩都可以是巡檢的對象;在救援方面,可以分為攝錄、傳送即時影像,以及投遞物資等應用,就環境條件,也可區分為水域、山區或建物;農林漁牧業管理則包含了農藥或肥料的噴灑、作物與林木、牧場、魚塭狀況的觀測;而空間資訊領域的工作,更包含了航拍製圖應用、地物屬性分類調查、國土調查、都市計畫、土地測量與開發、治水防洪規劃、3D實景建模等等應用;警備巡防方面,則包含了從海岸巡防、要犯追捕到一般的警衛保全工作;媒體傳播領域,除了提供即時災區、戰區的新聞現場直播,也能應用於商業和觀光行銷上;至於軍事應用更是多元,可做為偵察機、靶機、投彈機等多種應用。由此觀之,工業級無人機可謂商機無限。

當前無人機比較多應用於環境監測、基礎建設檢查、災區或受困事故救援、農林漁牧業管理、空間資訊量測、國土及警備巡防、媒體傳播上,蔡錦鴻認為,在未來,電信服務的應用可望增加,因為工業級無人機其實有能力充作空中的基地台或路由器,多架齊飛就能連成相互通訊的網狀網路(Mesh Network),有助於延伸一個區域的通訊距離,而這在許多領域都有極大的幫助。



未來發展重點:太陽能無人機
對於無人機將來的發展方向,蔡錦鴻則認為,為了提升無人機的續航能力,讓其適合長途飛行,許多科技大廠都投入太陽能無人機的開發,期待依靠太陽能晶片及組件來提高無人機的飛行時間,他相信這會是未來高端無人機的型態。

不過蔡錦鴻也直言,現階段太陽能無人機主要的瓶頸在於,要支撐太陽能無人機於夜間飛行,需擁有大量的儲電池,這勢必會增加無人機的負擔,尤其傳統無人機追求輕量化的結果,不免造成結構脆弱,對於搭載大量電池往往無法負荷。以Facebook的太陽能無人機Aquila為例,起飛重量400公斤,電池重量即佔60%以上,雖然2016年7月首次試飛成功,但離實現連續飛行多日的目標還相當遙遠。目前綠創新科技合作的研發團隊已掌握輕量但具穩定負重能力、低風阻的結構技術,蔡錦鴻樂觀的認為,他們在太陽能無人機開發的道路,也已成功踏出了第一步。



工業級無人機才是真正的「新藍海」
雖然,台灣官方對於無人機的產業政策和標準仍不完善,管制機制尚不明確,但由於科技風潮帶動市場需求,現今已有許多新創科技公司投入其中。相較於消費級無人機的低門檻,眾家搶食,市場競爭激烈,早已深陷拼價格的深淵,蔡錦鴻強調,工業級無人機因為技術導向強,要跨入的門檻較高,因此一旦能夠切入,會擁有更多的獲利可能,尤其工業級無人機應用領域是如此的廣泛,以市場規模來說,也相對較大,行業可垂直細分,而許多領域其實存在相似之處,模式也可以不斷複製,延展性其實比消費級無人機更好。蔡錦鴻認為,這才是當前科技新創家真正該鎖定的戰場,最該投入大試身手的「新藍海」。

然而,蔡錦鴻也提醒,要投入工業級無人機應用市場,除了著重於高性能無人機的設計和生產,絕對不能忽視各領域完整應用解決方案的規劃,因為在他看來,未來科技產業真正有前景的盈利模式早已不是硬體的製造生產,而是提供便利、完善的智慧化服務,因此,如何將無人機與日趨成熟的大數據(Big Data)技術和勢必愈發完備的物聯網(Internet of Things,IoT)基礎建設完美結合,將是所有欲進軍這片「藍海」的新創企業首要思考的課題。
 
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