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商用無人機帶你翱翔各項商業應用

俄烏戰爭中,無人機在戰場的表現令人矚目;在防疫中,無人機協助物資運送與空投、消毒劑噴灑等作業也格外的亮眼。那麼,商用領域如何應用無人機? 無人機又有甚麼關鍵技術? 本篇探討無人機在商用領域的應用、技術發展趨勢。

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・2022/03/24

無人機應用表現優異

在俄烏戰爭中,無人機在戰場上的表現令人刮目相看,也吸引眾多人對於無人機的注目。事實上,在之前的防疫戰役中,無人機也有各項精彩的表現,舉凡物資運送與空投、消毒劑噴灑、民眾聚集警示甚至進行紅外線體溫測量等。如:順豐物流在湖北,利用「方舟」無人機將緊急醫療物資金投送至武漢銀潭醫院;深圳大疆防疫服務隊則利用無人機消毒工業區球場、道路和廣場等公共區域。

無人機(drones)正式名稱為無人駕駛航空器 (UAV,Unmanned Aerial Vehicles)。無人機可說是一種機器人,透過人員進行遠端操控,進一步期望發展成更自主的自動駕駛方式。無人機最早發展來自於軍事用途,目的為減少人員傷亡並降低人力成本。隨著科技進步及零件成本降低,無人機開始大量應用在消費娛樂市場。隨著通訊、操控技術發展,無人機更成功運用在商業市場,成為下一波爆發商機。

 

商用無人機正蓬勃發展

據Tractica市場調查,2025年全球商業無人機市場將銷售267萬台,營收126億美元。以下介紹幾個常見商業無人機應用方式:


1. 物品運送: 如同防疫應用,無人機可以協助運送緊急的醫療用品,如: 醫療用品公司Ziplin自2016年開始在非洲盧安達利用無人機運送醫療器材與血液,至今佔該國家血液運輸量的一半以上。2016年電子商務大廠Amazon亦利用無人機進行宅配服務,運送生鮮食品等即時運送需求的商品。

 

 


圖、無人機進行醫療物資投放(資料來源: Ziplin)

 

2. 航空拍照: 由於無人機飛航空域廣大,可協助從空中拍照地面影像,如: 農產狀況拍照、地理測量、房屋資產拍照、工廠場區拍照等。例如: SenseFly公司利用搭載電腦視覺技術的無人機,可捕捉田地紅外線圖像,幫助農場監測不同生長階段作物並評估土壤狀況。

 

3. 工業巡檢: 無人機可以協助檢查危險工業場景或不易檢測的區域,如: 架設高處的太陽能面板、水管管道、橋梁、電塔等。例如: Flyability新創公司發展一種圓形的無人機,搭載電腦視覺技術,可以協助檢測山上電力塔、橋梁底下、地下煤礦坑等危險工業檢測區域。

 


圖、無人機進行工業巡檢(資料來源: Flyability)



商用無人機技術趨勢

那麼,商用無人機的基本技術組成為何? 又有甚麼發展趨勢呢? 如圖所示,可以知道商用無人機系統的幾個重要組成元件:


1. 無人機本體(Unmanned Aircraft): 無人機本體包含無人機外殼框架、發動機、燃料(鋰電池或汽油等)、控制系統、機翼、平衡系統/照相機/雷達等感測器及通訊系統。通訊系統包含與導航系統、地面控制站或無人機操作員等各種通訊連結。


2. 導航系統(Navigation System): 導航系統提供無人機的位置定位、衛星導航系統(GNSS)、導航系統間溝通、天氣資訊提供等。


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


4. 操作員(Human Operator): 遙控無人機的操作人員並可針對緊急狀況的立即性安全處理。

 


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


從此可知,無人機系統不僅是無人機本體本而已,還包含地面控制系統、導航系統、人員操控等多方協調與控制。尤其進入到商用領域,必須特別注意到操控安全性及無人機有效檢測等。當然,隨著技術的發展,人們也期望無人機能更深入商用領域應用,更能夠提高效率與生產力。麥肯錫指出五大短中長期商用無人機關鍵技術:


1. 監測: 無人機在商用領域最受到矚目的是監測,舉凡廠區安全、工業巡檢、資產拍照等。目前影像拍照或短距離檢測已經成熟。進一步,將會更發展長距離的監控、影像擷取與分析等。例如:長距離的山上電力塔、橋梁底下或工業設備的影像擷取與損害分析等。長距離的監測必須強化無人機的控制能力、導航系統的溝通、影像的快速擷取、辨識與人工智慧分析等。


2. 營運: 無人機協助危險、繁重、骯髒等工作的輔助,諸如: 洗窗戶、灑農藥等。這些部分技術已經較成熟,端視協助工作的複雜性而定。


3. 娛樂廣告: 無人機提供娛樂或廣告工作,例如: 節慶無人機表演或空中廣告展示。


4. 訊號傳遞: 無人機透過訊號、影像或聲音的傳遞,協助提供多媒體寬頻,例如: 大型聚會提供無線基地台強化通訊訊號、協助偏遠地區臨時訊號強化等。

5. 無人載具: 除了載送物品外,無人機進一步能夠以較低成本的方式進行人們載運等,將是未來長期發展方向。


小結

由於5G及電腦視覺、邊緣計算技術等技術持續地發展,使得無人機能運用商用領域愈來愈可行。例如: 5G技術提供長距離操控、電腦視覺技術協助辨識與分析監視影像、邊緣計算技術協助快速AI計算以躲避危險障礙等。無人機將愈來愈深入商用領域,值得我們持續關注與探討。

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