翱翔萬里，商用無人機(jī)發(fā)展趨勢

文：黃正傑 2020-06-30

發(fā)布時間： 2020-06-20 15:48:00

無人機(jī) 工業(yè)巡檢 人工智慧 數(shù)位轉(zhuǎn)型

翱翔萬里，商用無人機(jī)發(fā)展趨勢

在防疫中，無人機(jī)協(xié)助物資運(yùn)送與空投、消毒劑噴灑等作業(yè)，吸引了眾人目光。商用領(lǐng)域如何應(yīng)用無人機(jī)? 無人機(jī)又有什麼關(guān)鍵技術(shù)? 本篇探討無人機(jī)在商用領(lǐng)域的應(yīng)用、技術(shù)發(fā)展趨勢。

無人機(jī)防疫表現(xiàn)吸睛

在防疫的戰(zhàn)役中，由於市區(qū)道路封閉及接觸傳染疑慮，讓無人機(jī)有了各項吸睛的表現(xiàn)，舉凡物資運(yùn)送與空投、消毒劑噴灑、民眾聚集警示、甚至進(jìn)行紅外線體溫測量等。又如順豐物流在湖北，利用「方舟」無人機(jī)，將緊急醫(yī)療物資金投送至武漢銀潭醫(yī)院；深圳大疆防疫服務(wù)隊，則利用無人機(jī)消毒工業(yè)區(qū)球場、道路和廣場等公共區(qū)域。

商用無人機(jī)正蓬勃發(fā)展

無人機(jī) (drones) 正式名稱為無人駕駛航空器 (UAV, Unmanned Aerial Vehicles)，可說是一種機(jī)器人，透過人員進(jìn)行遠(yuǎn)端操控，進(jìn)一步期望發(fā)展成更自主的自動駕駛方式。無人機(jī)最早發(fā)展來自於軍事用途，目的為減少人員傷亡並降低人力成本。隨著科技進(jìn)步及零件成本降低，無人機(jī)開始大量應(yīng)用在消費(fèi)娛樂市場。此外，隨著通訊、操控技術(shù)發(fā)展，無人機(jī)更成功運(yùn)用在商業(yè)市場，成為下一波爆發(fā)商機(jī)。據(jù)Tractica市場調(diào)查，2025年全球商業(yè)無人機(jī)市場將銷售267萬臺，營收126億美元。以下介紹幾個常見商業(yè)無人機(jī)應(yīng)用方式：

1. 物品運(yùn)送：如同防疫應(yīng)用，無人機(jī)可以協(xié)助運(yùn)送緊急的醫(yī)療用品，如：醫(yī)療用品公司Ziplin自2016年開始，在非洲盧安達(dá)利用無人機(jī)運(yùn)送醫(yī)療器材與血液，至今佔該國家血液運(yùn)輸量的一半以上。2016年電子商務(wù)大廠Amazon亦利用無人機(jī)進(jìn)行宅配服務(wù)，運(yùn)送生鮮食品等即時運(yùn)送需求的商品。

圖、無人機(jī)進(jìn)行醫(yī)療物資投放(資料來源：Ziplin)

2. 航空拍照：由於無人機(jī)飛航空域廣大，可協(xié)助從空中拍照地面影像，如：農(nóng)產(chǎn)狀況拍照、地理測量、房屋資產(chǎn)拍照、工廠場區(qū)拍照等。例如：SenseFly公司利用搭載電腦視覺技術(shù)的無人機(jī)，可捕捉田地紅外線圖像，幫助農(nóng)場監(jiān)測不同生長階段作物並評估土壤狀況。

3. 工業(yè)巡檢：無人機(jī)可以協(xié)助檢查危險工業(yè)場景或不易檢測的區(qū)域，如：架設(shè)高處的太陽能面板、水管管道、橋梁、電塔等。Flyability新創(chuàng)公司發(fā)展一種圓形的無人機(jī)，搭載電腦視覺技術(shù)，可以協(xié)助檢測山上電力塔、橋梁底下、地下煤礦坑等危險工業(yè)檢測區(qū)域。

圖、無人機(jī)進(jìn)行工業(yè)巡檢(資料來源：Flyability)

商用無人機(jī)技術(shù)趨勢

商用無人機(jī)的基本技術(shù)組成為何? 又有什麼發(fā)展趨勢呢? 下圖揭示商用無人機(jī)系統(tǒng)的幾個重要組成元件：

1. 無人機(jī)本體(Unmanned Aircraft)：無人機(jī)本體包含無人機(jī)外殼框架、發(fā)動機(jī)、燃料(鋰電池或汽油等)、控制系統(tǒng)、機(jī)翼、平衡系統(tǒng)/照相機(jī)/雷達(dá)等感測器及通訊系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)包含與導(dǎo)航系統(tǒng)、地面控制站或無人機(jī)操作員等各種通訊連結(jié)。

2. 導(dǎo)航系統(tǒng)(Navigation System)：導(dǎo)航系統(tǒng)提供無人機(jī)的位置定位、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)、導(dǎo)航系統(tǒng)間溝通、天氣資訊提供等。

3. 地面控制系統(tǒng)(Ground Control Station)：指揮中心提供無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃、地圖路線、行動通訊、影像擷取解析等。

4. 操作員(Human Operator)：遙控?zé)o人機(jī)的操作人員、並可針對緊急狀況的立即性安全處理。

圖、無人機(jī)系統(tǒng)基本元件(資料來源：Daniel Gillins(2018)

由此可知，無人機(jī)系統(tǒng)不僅是無人機(jī)本體本而已，還包含地面控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、人員操控等多方協(xié)調(diào)與控制。尤其進(jìn)入到商用領(lǐng)域，必須特別注意操控安全性及無人機(jī)有效檢測等。當(dāng)然，隨著技術(shù)的發(fā)展，人們也期望無人機(jī)能更深入商用領(lǐng)域應(yīng)用，更能夠提高效率與生產(chǎn)力。麥肯錫指出五大短中長期商用無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)：

1. 監(jiān)測：無人機(jī)在商用領(lǐng)域最受到矚目的是監(jiān)測，舉凡廠區(qū)安全、工業(yè)巡檢、資產(chǎn)拍照等。目前影像拍照或短距離檢測已經(jīng)成熟。進(jìn)一步，將會更發(fā)展長距離的監(jiān)控、影像擷取與分析等。例如：長距離的山上電力塔、橋梁底下或工業(yè)設(shè)備的影像擷取與損害分析等。長距離的監(jiān)測必須強(qiáng)化無人機(jī)的控制能力、導(dǎo)航系統(tǒng)的溝通、影像的快速擷取、辨識與人工智慧分析等。

2. 營運(yùn)：無人機(jī)協(xié)助危險、繁重、骯髒等工作的輔助，諸如：洗窗戶、灑農(nóng)藥等。這些部分技術(shù)已經(jīng)較成熟，端視協(xié)助工作的複雜性而定。

3. 娛樂廣告：無人機(jī)提供娛樂或廣告工作，例如：節(jié)慶無人機(jī)表演或空中廣告展示。

4. 訊號傳遞：無人機(jī)透過訊號、影像或聲音的傳遞，協(xié)助提供多媒體寬頻，例如：大型聚會提供無線基地臺強(qiáng)化通訊訊號、協(xié)助偏遠(yuǎn)地區(qū)臨時訊號強(qiáng)化等。

5. 無人載具：無人機(jī)能夠遠(yuǎn)距離載送物品乃至於人類等，將是未來長期發(fā)展方向。

小結(jié)

由於5G及電腦視覺、邊緣計算技術(shù)等技術(shù)持續(xù)地發(fā)展，使得無人機(jī)能運(yùn)用商用領(lǐng)域愈來愈可行。例如：5G技術(shù)提供長距離操控、電腦視覺技術(shù)協(xié)助辨識與分析監(jiān)視影像、邊緣計算技術(shù)協(xié)助快速AI計算以躲避危險障礙等。無人機(jī)將愈來愈深入商用領(lǐng)域，值得我們持續(xù)關(guān)注與探討。

黃正傑

你喜歡挑戰(zhàn)不斷隆起的技術(shù)高原、探索無限寬廣的創(chuàng)新領(lǐng)域嗎? 那麼我們是同路人。黃正傑，臺大資管博士，協(xié)助鼎新進(jìn)行前瞻技術(shù)研究與應(yīng)用發(fā)展。歷經(jīng)IT架構(gòu)技術(shù)顧問、供應(yīng)鏈管理顧問、軟體產(chǎn)業(yè)分析師等多項職務(wù)，並兼任文化大學(xué)助理教授。讓我們一起從創(chuàng)新與變革角度，探索新興技術(shù)！

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