從研究到產業 實現無人載具的未來

無人機運輸是未來趨勢,許多國際物流業者已投入其中,而城市裡未來的空中交通更是指日可待。尤其在疫情之下,無人機的應用更加多元與廣泛,市場發展量能高。

文▓施懿倫 圖▓陳素芳、交通部運輸研究所、台灣無人機應用發展協會


▲未來在城市空中交通的無人載具漸漸從載貨轉向載人邁進,實現無人飛行計程車的理想。圖▓達志影像

隨著物聯網發展及資料傳輸分析系統化,人類生活中許多移動的軌跡可被紀錄,所在地與當下狀態也可透過系統平臺數據化,所以生活中多了一種把人送上無人載具的想像。時至今日,城市空中交通的無人載具也漸漸要從載貨轉向載人邁進,實現無人飛行計程車的理想。

根據德國無人機研究機構DRONEII發表的研究報告指出,2020 至2025年全球無人機市場將倍數成長,預測複合年均成長率高達13.8%。其中,亞洲是最受矚目的市場,許多歐美廠牌紛紛至亞洲插旗,交通運輸市場在疫情推升下加快無人機的應用落實。交通部運輸研究所運輸資訊組組長吳東凌指出,國際物流業者如Amazon、UPS 及Google 均已投入無人機物流運送領域,2019 年起獲得美國商業運轉許可,都市空中交通(UAM) 在2035 至2040 年會以指數型成長至177 億美元產值。隨著二維空間轉向3D 技術發展,大都會蓋一條馬路愈來愈困難,空中廊道的概念於是展開,空中計程車的速度將達到每小時100 公里。

人類運輸史上第二個大革命

美國國家航空暨太空總署(NASA)曾在產業研討會上提出,未來UAM會成為人類運輸史上第二個大革命,第一次就是馬車進入蒸汽引擎。無人機的應用領域多元,從能源基礎建設、公共行政、農業、交通運輸、安全、災後重建、娛樂休閒、保險、通訊、礦業偵查等各產業皆有,創造全球無人機產業總收益超過1,270 億美元的市值。


▲交通部運輸研究所運輸資訊組組長吳東凌直言臺灣業者應該盡早準備卡位,找到國外業者合作,成為關鍵零組件供應商。

吳東凌憶起疫情前到新加坡參訪德國飛機製造商Volocopter 展示的UAM表示,就像自駕車已有人慢慢敢試乘,只要通訊技術、地面設施、緊急狀態下有人接手等狀況處理好,人的心態也會慢慢接受。德商Volocopter號稱2023 年將開始商業運轉,第一年的票就已經賣光了,早有不少人已經躍躍欲試,安排好度假計畫。不只是Volocopter 在新加坡濱海灣(MarinaBay)成功試飛,歐美業者也多開始在亞洲布局,如美日聯手打造宅配防災用無人機是由日本宅配業者雅瑪多控股(Yamato Holdings)與美國直升機製造商貝爾(Bell Helicopter)共同研發;韓國現代汽車與美國的UberTechnologies 共同開發無人飛行車商業化。
因此,吳東凌直言臺灣業者應該盡早準備卡位,找到國外業者合作,成為關鍵零組件供應商。在全世界無人機還沒有出現真正的巨人前,應該趕緊成為巨人的夥伴。這也是無人機產業發展的重要策略,讓臺灣產業鏈積極參與國際聯盟,提供研發、製造及維修的基地。2019 年交通部成立「無人機科技產業小組」,結合產官學研的力量找到藍海市場,交通部運輸研究所專責推動發展藍圖與策略,並進行無人機科技產業發展先期研究、推動無人機整合示範計畫、及主辦無人機交通領域的創意應用競賽等3 項相關計畫。


▲吳東凌參訪德國飛機製造商Volocopter 展示的都市空中交通(UAM)。


▲德國飛機製造商Volo-copter,在會展中所展示都市空中交通(UAM)。

結合AI 運算自主判斷

接著,提出目前無人機技術發展的重要趨勢,可分為四大面向:安全、載具、管理及智慧。飛行安全絕對是優先考量,牽涉其中包含許多資訊傳輸的安全性;其次是載具的酬載力朝更高更重突破,在空中的滯留時間拉長,電動垂直起降飛機(vertical take-off and landing,簡稱eVTOL)。管理無人機不能到處亂飛,飛行的時間、空間及地點都需要受無人機飛航管理(UTM)規範,相關業者的營運與操作管理也需要明確。最後,高速飛行仰賴智慧化處理海量資訊,在高速度低延遲的飛行中有大量感應器在無人機上,結合人工智慧AI 運算能自主判斷,如避障功能,當無人機飛到橋墩下沒有GPS 信號,要如何在通訊中斷時不要撞上障礙物。又如無人機在港區巡邏,深夜不該有人流出現的場所,無人機會自行判斷監控或報警,甚至辨識車牌等,結合AI 將使應用層面再擴大。高通研發了結合5G 與AI 功能的無人機平臺RB55G,解決方案支援交貨遞送、緊急應變、檢驗及地圖繪製等。

吳東凌指出,設計及整合是臺灣較弱的地方,設計硬體與零件必須與其他動力馬達、電子變速器、電子控制器等匹配,臺灣廠商如能加強與國際聯盟互動,如日本無人機協會JUIDA、國際民航組織ICAO、美國聯邦航空總署Federal Aviation Administration(FAA)、歐盟航空安全局European Union Aviation Safety、德國Drone Industry Insight 等,就能增加話語權、參與討論規格制訂,以便在規格訂定出來之後就快速推出產品,搶得先機。因此,臺灣在無人機領域發展的產業藍圖2.0 之中便強調「國際合作與國際交流」,也建議提高主管機關層級整合跨部會合作。
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《經貿透視》雙周刊585期

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從研究到產業 實現無人載具的未來

《經貿透視》雙周刊

2021/第585期