編者的話｜Driving the Smart Drives!

這一期的機械工業雜誌相當精彩，我們請到相當重量級的專家學者，將從不同的角度和各位一起探討與研析先進馬達與電推進無人機技術相關的議題與技術。首先，我們相當榮幸請到前科技部政務次長、前金屬工業研究發展中心董事長以及現任成功大學馬達科技研究中心主任蔡明祺講座教授於領袖觀點專欄中，和我們探討主動式動力輔助傳動模組的發展。相信經由蔡講座深入淺出的論述，各位讀者將對於馬達相關之主動輔助傳動模組的技術有更深入的了解。由於以輕量化馬達為主電推進技術的逐漸成熟，無人機這幾年在國內外也逐漸找到能獲利的應用情境與商業模式。我們特別邀請工研院產科國際所熊治民經理，為本期產業脈動專欄特別撰稿，和各位剖析我們台灣在無人機服務應用現況與趨勢。在技術專輯方面，工研院機械與機電系統研究所彭文陽組長，以及多位學界與法人的專家，將針對電推進技術的發展，透過多方不同角度和讀者們一同透析先進馬達在機械、材料、電控、以及能源消耗等所需各項技術的深化與整合。
由於過去曾在IBM/Hitachi GST伺服器高端硬碟研發單位服務，再加上常年擔任IEEE Magnetic Society技術委員會的委員，以及相關國際期刊的編輯，我深知一個馬達看似簡單，但要做到輕量化、低耗能、高效率並且有高精密度的確不容易，而且需要高度跨領域的整合。舉個簡單的例子，當馬達旋轉於不同速度時，由於各個元件的組裝誤差、剛性以及質量分布的不同，在critical speed時就會產生自發性的振動。解決常用的手法就需要透過精密機械的設計、製造與組裝，整合結構振動與系統動態與控制的技術，不光只從機械與製造端，更從電控端來解決馬達動態的問題。此機電整合控制，除了要有智慧化的控制模型，更需要考慮磁性材料對於操作溫度的變異、磁路設計對於激磁的效能、系統的散熱與能源的消耗等不同的domain know-how。在先進馬達中，更可以看到不少的感測器，其功用在於即時監控各項動態參數，這些參數更可用於調變馬達輸入端的電壓與電流值，使馬達性能維持。在前幾期中曾和各位探討的智慧技術元素，包含機器人、物聯網(IoT)、大數據(Big Data)、虛實整合(CPS)、數位製造的應用3D列印、以及感測器。從這個角度來看，馬達本身結合上述多項智慧技術就能成為一個不折不扣的智慧化元件。各個感測器如encoder、Hall-effect sensor, thermistor等可將馬達各項物理參數數位化並產生大數據，再結合相關理論與AI演算法，先進馬達更即時可產生相關的動態資訊(Information)。此具有multiple domain know-how的動態資訊更可進一步幫助馬達控制單元產生出智慧化最適切的控制參數。
我想，台灣在此智慧轉型中，先進馬達的智慧化將在未來「電推動」(Electric Drives)技術的發展扮演相當重要的腳色，而且將會創造出相當多的機會。就像自駕車的發展是建構在電動車發展的基礎上一樣，馬達的「電推動」化將會帶來馬達的「智慧化」(Smart Drives)。讓我們一起努力，Driving the Smart Drives!