機械工業雜誌

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產業脈動｜台灣無人機服務應用現況與趨勢

刊登日期：2020/07/01

摘要

無人飛行載具(無人機)在許多服務應用領域正逐漸蓬勃發展。台灣在發展無人機產業過程中，需要針對各種不同的服務應用，研發無人機整體解決方案，以及相應的服務模式。本文針對近年來台灣產研界在無人機服務應用方案發展成果與實際應用案例進行分析。主要服務應用包括以無人機擔任空中工作平台、執行貨物運送、空中通訊平台，以及由無人機衍生的輕型垂直起降載人飛行器。

Abstract

Service applications of unmanned aerial vehicles (UAVs or Drone) are adopted in many fields. In order to develop UAV industry, Taiwan needs to build total solutions for integrating UAVs with suitable business models for various service applications. This article analyzes the recent development achievements and practical application cases of the UAV service application program in Taiwan's industry and research community. The main service applications include the use of UAVs as aerial working platforms, in execution of cargo transportation, as aerial communication platforms, and as vertical take-off and landing (VTOL) vehicles.

前言
受到技術創新與市場應用需求雙重驅動力影響下，無人飛行載具(UAV，或稱為無人機Drone)服務應用模式已逐漸多元化。從無人機操作模式與特性需求觀察，作者將無人機應用服務類型區分為以下三大類[1]。
1.資訊蒐集平台或工作輔助應用
•空拍與地理資訊蒐集
•精準農業應用
•國土、城市、社區、廠房、住宅安全防衛搜索與監控
•城市交通監控管理
•資產(例如建築、航空器)監控管理
•設施(例如橋梁、風力發電機、太陽能電廠、油氣與電力管路等)檢查與監控管理
•災害監控與現場資訊蒐集
•高空作業(例如進行廠房外牆噴漆)
2.物品運送(物流)
•在廠區內的極短距離運送(數百~數千公尺)
•都市內短距離運送(數公里)
•郊區遠距離運送(數十公里)
•在廠房、倉庫等室內空間運送
•在沿岸與海上船舶、油井間運送
•在陸地結合貨運車進行運送
3.通訊/網路中繼站及空中控制系統
•小區域範圍(約數平方公里)通訊與網路中繼站
•大區域範圍(約數十~數百平方公里)通訊與網路中繼
•空中控制系統平台(空域/陸域/海域無人載具)
促使無人機服務應用快速發展的主要驅動因素為：
1.較低的總體操作成本
使用無人機進行貨物運送、空拍、地理資訊收集、農藥與肥料噴灑、風力發電機與油氣管路巡查等工作，整體成本比傳統使用人力或載人飛行器(例如直升機)作業方式更低廉。
2.提升工作效率、彈性與多元化應用能力
無人機結合各種感測設備與輔助工具，能夠更有效率的完成多種工作。例如災害現場即時監控、在擁擠的城市交通條件下進行緊急醫療物品運送、為大型活動集會提供短期大量通信與網路頻寬等。
3.降低人力需求與人員風險
應用服務的主要核心競爭力在於可以減少完成服務過程所需的人力需求，以及避免傳統人工作業所面臨的人員傷害風險。例如以UAV進行風力發電機、橋梁、高樓建築檢查。
4.持續的技術創新
無人機與各種感知、資通訊、資料分析等技術結合，是許多UAV創新服務應用能不斷出現的重要因素。例如透過影像處理與巨量資料分析，使UAV能有效完成地理資訊蒐集、精準農業應用、設施檢查與資產管理等服務。
無人機空中應用平台
當前無人機應用的主要模式之一，是作為多種服務應用載具平台；例如空拍、巡檢、農業應用等。
1.農業應用-農藥噴灑
相對於傳統人力農藥噴灑作業，使用無人機進行農藥噴灑的優點包括：
•提高噴灑作業效率，縮短單位面積噴灑所需時間。
•避免噴灑人員受農藥傷害。
•可進行精準噴灑作業，減少農藥施用量(約傳統方式的1/4~1/20)及噴灑用水量。
目前國內已有多家業者及法人投入開發農藥噴灑無人機，包括經緯航太、亞拓電器、雷虎科技、工研院機械所等。工研院研發的高負載、高續航無人機如圖1，可應用於農業、消防救災或巡檢。該款無人機已經完成過銅鑼杭菊農藥噴灑、新北茶園農藥噴灑等示範應用[2]。

圖1 工研院機械所農藥噴灑無人機
資料來源：工研院機械所(2019/10)

2.巡邏偵察
(1)海巡署採購20架旋翼型無人機
海巡署在2018年依據「旋翼型無人飛行載具試辦計畫」，公告採購20架旋翼型無人機如圖2；最後由田屋科技(無人機製造商)、神通科技與仲碩科技共同合作得標。海巡署採購無人機的目的，在協助執行海域、河道口岸際搜索、取締越界捕魚、救生救難及海域巡護等工作。例如在2019年6月，海巡署高雄艦在澎湖海域執行巡護任務時，即透過無人機輔助偵蒐，在七美西方38浬發現無船名大陸抽砂船違規越界作業[3]。