在今天看見明天

台灣商用無人機潛力無窮 獲國際大獎肯定

莊翊晨

產業動態

2019-12-20 11:54

台灣無人機的發展,比你想像中還要厲害!台灣是個資通訊科技(ICT)大國,無人機是一個空中的物聯網(IoT)設備,若把ICT的優勢與無人機整合起來,台灣很有機會做出自己特有的無人機解決方案,而工業技術研究院(以下稱工研院)正朝這方向努力。

 

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。

 

由工研院與內政部警政署合作研發的無人機空中警車,協助指揮官即時掌握現場的人流與車流。

▲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。

▲「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。

▲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。

▲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。

延伸閱讀

台灣第一張「自駕」車牌! 工研院無人車上路大挑戰

2019-12-18

開拓新藍海!智慧製造讓傳統紡織廠「華麗翻身」 adidas、Nike都是它的客戶

2019-12-16

經緯航太無人機開創智農新時代

2019-07-05

從無人機到管樂一應俱全 70門選修躍升模範學校

2019-05-08