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你以為自動駕駛讓機師爽爽睡?別幻想了!──《機艙機密:空中旅行大百科》

PanSci_96
・2019/02/15 ・3349字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

聽說現代商務客機基本上可以全自動駕駛,這話的真實性多高?遠端操控無人機真的可行嗎?

自動駕駛的都市傳說:機師只是個備胎?

航空領域總是充滿了陰謀論和都市傳說,我聽得可多了。然而,最讓我錯愕的,莫過於關於自動駕駛的迷思與誇大不實的傳言:以為現代飛機是由電腦操控,機師在場只不過是當做緊要關頭時的備胎,諸如此類的想法。

我們都聽說過,在不遠的將來,機師會完全遭到淘汰。舉例而言,《連線》雜誌曾在二○一二年刊登一篇關於機械的報導,記者寫道:「自動駕駛是一種電腦裝置,能夠獨立操控一架 787,無須人力支援,但我們還是不理性地在駕駛艙塞幾個人類機師當保母,只為了以防萬一。」

圖/wikipedia

這段關於民航機師工作內容的描述,是我聽過最不經大腦、最侮辱人的話。說 787 或任何民航機「無須人力支援」就能航行、機師在場只是要當自動駕駛的「保母」,已經不只是誇飾,不只是為了文采而稍稍曲解事實,不只是「不太對」──而是大錯特錯。既然連一份口碑良好的科技雜誌都不明白這點,讓這種言論得以出版,可見這種迷思有多盛行。這種謬論一天到晚出現在媒體上,竟到了大眾視之為理所當然的地步。

媒體上經常出現對自動駕駛的謬論。圖/pixabay

你會發現,說這種荒唐論調的多半不是機師,而是新聞記者或學者(教授、研究者之類的)。管他多聰明、研究多有價值,這些人都極為不熟悉商務航空每天要面對的狀況。有些時候,機師自己也助長了這種歪風,我們之中可能有人會說:「媽啊,這架飛機根本就是自己飛了嘛。」最大的敵人往往就是自己人;我們由衷讚歎高科技工具,在對外行人解釋複雜操作步驟時,索性簡化內容,最後描繪出一幅把飛行實際情況給扭曲的誇大漫畫,同時貶低了這個職業的價值。

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自動駕駛是輔助工具,操作才是硬功夫!

高科技駕駛艙設備基本上是輔助機師,就像高科技醫療設備輔助醫生和外科醫師一樣。設備大幅提升機師的能力,但絕對不可能減少操作設備所需的經驗技巧,更遠遠談不上把經驗、技術變成沒有必要的東西。要飛機自動駕駛,差不多像是要現代手術室自動開刀。外科醫師兼作家葛文德寫過一篇文章,刊登在二○一一年某期《紐約客》雜誌:「說到醫學進步,每個人都只想到科技。可是,醫生的技術也非常重要,絲毫不輸科技。這點可以套用在各行各業上。真正造成差異的,是大家運用科技的技巧。」這話可說是一針見血。

再說,「自動化」和「自動駕駛」到底是什麼意思呢?自動駕駛就跟其他設備一樣,是供機組成員使用的工具,你還是得告訴它該做什麼、何時做、如何做。我自己比較喜歡「自動飛行系統」這個詞,因為自動駕駛綜合了好幾種不同功能,可以調整速度、推力、水平和垂直航向,要同時或獨立控制都行,這些功能全都需要組員定時輸入指令,才能妥善運作。

這些功能全都需要組員定時輸入指令,才能妥善運作。圖/wikipedia

在我開的波音飛機上,如果要設定自動爬升或下降,我可以各想出七種不同的方式,視情況判斷採用哪一種。媒體會引用所謂的專家說的「每趟航班,機師手動操作的時間大概只有九十秒」,然而這種話不但有誤,更表明說話的人根本不知道手動、自動的差別,彷彿自動操作純粹只是按下按鈕、雙手抱胸等待。

應對複雜狀況,下達成千指令

有天晚上,我搭飛機坐經濟艙,降落過程出奇平順,背後有個老兄喊道:「幹得好啊,自動駕駛! 」也許很好笑,但完全錯了,這次著陸從頭到尾是手動操作,絕大多數飛機著陸都是如此。對,大部分噴射客機都獲得認證,可以自動執行降落(用機師行話來說,這叫做「自動落地」),可是現實中極為少用,飛機降落時,採取自動控制的不到百分之一。要詳細解釋如何設定、實行自動落地,要花上好幾頁篇幅才行。總之,假如只要按個按鈕這麼簡單,我又何必每年用模擬器練習兩次,還要每隔一段時間就複習手冊上標記起來的地方。就很多層面而言,自動落地遠比手動要來得耗神。

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一趟航行中,情況時時刻刻變化,複雜、流動,絕對不是死的,所以機師必須隨時下決定,每個決策都事關重大。雖然有各式各樣的協定、檢查表、步驟,寫成白紙黑字,機組成員仍舊必須依據主觀判斷,下達成百上千個指令,譬如避開堆疊起來的積雲、解決機械問題等等,不勝枚舉。我指的是那些稀鬆平常的狀況,任何一天、任何一次飛行都會遇到,甚至多到工作飽和的程度。即使是在最最普通的情況,駕駛艙一樣會忙到讓你驚訝──而且還開著自動駕駛。

機師必須對時時變化的情況做出應對。圖/pixabay

另外一種老掉牙的言論是,駕駛艙自動化讓開飛機比以前簡單。恰恰相反,現在開飛機大概是有史以來最難。考量到現代航空所有操作相關領域(從飛行計畫、導航,再到通訊),駕駛飛機的必要知識比以往多上許多。現在,主要所需技能的確和過去不太一樣,但如果你認為某些技能比其他更重要,那你就錯了。

無人載具行不行?

你一定想指出:

可是,遠端駕駛的軍用遙控機跟無人飛行載具數量暴增,又怎麼說?這難道不是未來趨勢的預兆嗎?

這種觀點的確很誘人。這些機器設計精密,事實也證明它們很可靠──可惜程度有限。遙控飛機不像商務客機一樣載著上百名乘客,它的任務與客機大相逕庭,運作環境截然不同,若是出了差池,代價輕微得多。光是借用無人機的概念,將之擴大規模、加上幾個備用設施就想上路,這是行不通的。

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無人飛行載具離商務客機的距離還非常遙遠啊!圖/wikipedia

我很想見識看看,遠端操控無人機如果遇到引擎失效放棄起飛,接著遭遇煞車過熱輪胎起火,要怎麼迅速放棄起飛,疏散兩百五十名乘客。我很想見識看看,無人機如果在山區遇到加壓系統問題,需要改航,會怎麼排除問題。我很想見識看看,無人機要怎麼在海上穿越風暴。老天,就連最簡單的任務,我都想見識一下。每一趟航程都會發生無數大大小小的偶發事件,需要機組成員花費心神處理、憑直覺下判斷,如果你身在千里之外的地面上,要怎麼解決這些狀況,我真沒辦法想像。

即使真的要把無人飛行載具的模型應用在商務航空領域,也必須砸下大筆資本,大幅修改現行民用航空制度與基礎架構,舉凡設計一代的新飛機並進行測試、建立新的飛航管制系統,諸如此類。連無人汽車、無人火車、無人船的概念都未臻完美了,就要一下子跳到商務客機,難度和成本都會呈次方成長,即使真的成功,還是要有人遠端控制那些飛機才行。

若要將無人飛行載具的模型應用在商務航空領域,需大幅修改現行民用航空制度與基礎架構。圖/pixabay

我不是要說人類辦不到這種事,說不定有一天,我們真的可以搭無人民航機旅行,就好比我們也可能在月球上或海底建造城市。說到最後,最大的問題不在於科技是否做得到,而在於成本和實用性。離這個目標還有很長一段路要走,前提是我們真的要走這一條路。

我知道這些話聽在你聽來有什麼感覺。對你來說,我不過是個反科技分子,抗拒逐步進逼的科技,只為保住終將被時代淘汰的飯碗;正因為我是民航機機師,所以我的論據不足採信。你大可這樣想無所謂,但我可以保證,我不是過於天真,說話也完全憑良心,更不反對科技進步;我只反對過度引申科技功用的愚昧之舉,以及那些明顯曲解機師在做些什麼的言論,因為我和同事賴以維生的工作絕不是那樣。

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本文摘自《機艙機密:空中旅行大百科》,2019 年 1 月,行路出版。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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飛天車即將登場,科幻電影夢想成真?
PanSci_96
・2024/09/01 ・1321字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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飛天車的革命性技術:從無人機到 eVTOL

你知道嗎?今年巴黎奧運,大家終於能親眼見證那個在科幻電影中反覆出現的夢幻交通工具——飛天車。這項技術或許會改變我們的通勤方式,讓塞車成為歷史,隨時隨地想飛就飛。

德國公司 Volocopter 將在巴黎奧運期間推出空中計程車服務,來驗證飛天車的可行性。這不僅僅是技術創新,Volocopter 還強調他們的飛天車非常環保,而且噪音極低,不會像直升機那樣帶來城市上空的巨大噪音轟炸。其實,不只是 Volocopter,包括現代汽車在內的多家汽車製造商也都宣布加入這場飛天車的競賽。

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那麼,飛天車會是未來十年交通工具的主角嗎?這項技術值得投資嗎?還是僅僅是商業噱頭,實際需求並不大?如果你對這些問題感興趣,那我們就需要先了解一些背景知識。

首先,什麼是飛天車?2023 年 6 月的巴黎航空展上,Volocopter 展示了他們的成品,取名為 VoloCity。雖然名字是由「速度」(velocity)而來,但 VoloCity 其實並不是真正的車,而是一種電動垂直起降飛行器(eVTOL)。這類飛行載具更像是放大版、可以載人的多軸無人機,是私人飛機和直升機之外的另一種選擇。

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儘管 eVTOL 看起來像是大型無人機,但它可能徹底改變現有的飛行載具生態系統。傳統飛機和直升機由專業飛行器製造商生產,而 eVTOL 則結合了無人機和電動車的技術,使得更多企業可以進入這個市場,並且設計變得更加多樣化和創新。例如,奧迪和空中巴士在 2018 年推出了一款模組化概念飛天車「Pop.Up Next」,能在汽車和 eVTOL 之間自由切換。

此外,摩根士丹利預測,2040 年全球 eVTOL 市場規模將達到 1 兆美元,2050 年更會達到 9 兆美元。這些數據顯示,投資這個領域可能會是一個明智的選擇。

摩根士丹利預測,eVTOL 市場在 2050 年將達 9 兆美元。圖/envato

飛天車的噪音與環境挑戰

飛天車不僅技術上有所創新,它的噪音控制也十分值得期待。與傳統直升機相比,eVTOL 的電動系統使其運行噪音大幅降低,這也是它的一大優勢。然而,儘管如此,我們仍需關注飛天車噪音對環境和健康的影響,尤其是在城市中頻繁起降時可能帶來的問題。

至於飛天車的起降地點,現有的直升機停機坪、大型建築物或停車場的屋頂都可以被改建為 eVTOL 的起降點。一些公司甚至設計出可以在任何平坦表面起降的飛天車,真正實現了「門到門」的夢想。

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現有的直升機停機坪和屋頂可改建為 eVTOL 起降點,實現「門到門」飛行夢想。圖/envato

當然,這一切的實現還有待更多的試驗和技術驗證。目前,歐盟航空安全總署(EASA)規定,飛天車的安全標準必須與大型噴射客機相當。至於巴黎奧運期間的示範飛行,儘管目前仍在等待最終許可,但這已經是朝著飛天車商業化運營邁出的一大步。

飛天車的夢想正在逐漸成為現實,你會考慮搭乘嗎?

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獨佔先「機」?無人機如何改變全球戰爭與經濟版圖?
PanSci_96
・2024/08/26 ・2347字 ・閱讀時間約 4 分鐘

在現代戰爭中,無人機的角色越來越不可忽視。從俄烏戰爭到中東衝突,無人機已經從戰場的輔助工具,逐步成為戰術的核心力量。例如,伊朗對以色列的空襲,以及胡塞組織在紅海對美軍的攻擊,無人機的身影隨處可見。這些無人機不僅成本低廉,還具有驚人的靈活性,從偵查、干擾到實施精確打擊,它們的功能無所不包。

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舉例來說,在 2024 年 4 月伊朗對以色列的空襲中,伊朗發射了 170 架無人機與數百枚導彈。雖然以色列防空系統成功攔截了絕大部分攻擊,但一枚防空導彈的成本往往是無人機的數倍甚至數十倍。同樣的情況發生在 2023 年底,胡塞組織利用僅需 2000 美元的無人機攻擊美國驅逐艦,而美軍為了防禦,使用了造價高達 200 萬美元的標準型導彈。這些數字顯示出,在不對稱作戰中,無人機的高性價比給傳統武器帶來了巨大挑戰。

這樣的發展讓各國紛紛投入無人機技術的研發與應用,美國的「地獄計劃」(Hellscape)便是其中之一。該計劃將數千艘無人潛艇、無人水面艦和無人機投放到台灣海峽,藉此增加中國艦隊登陸台灣的難度,並將整個海峽變成「地獄」。此外,美國也在研發無人機與有人戰機的協同作戰,透過無人機在前方吸引敵方飛彈,保護戰機的安全。

台灣的無人機發展之路

那麼,台灣在這股無人機浪潮中扮演什麼角色呢?

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根據《華盛頓郵報》的報導,美軍印太司令部的新司令塞繆爾‧帕帕羅四星上將表示,美國正計畫打造「地獄計劃」,一旦中國朝台灣發動進攻,美國將派出數千艘無人潛艇、無人水面艦和無人機,封鎖台灣海峽。這樣的防禦策略突顯了無人機在現代戰爭中的關鍵地位。

儘管台灣尚未完全掌握無人機技術的核心,但政府已意識到其重要性。2023 年底,經濟部成立了無人機產業發展專案辦公室,目標是讓台灣成為「無人機民主供應鏈的亞洲中心」,並在 2030 年達到 400 億元的產值。這項計畫無疑展示出台灣在無人機產業上雄心勃勃的願景。

台灣力推無人機產業,2030 年目標 400 億元產值。圖/envato

無人機技術的核心:通訊

要掌握無人機,首先要掌握的是其通訊技術。無人機的發展歷史顯示,通訊技術的突破是其成長的關鍵之一。早期的無人機僅能進行簡單的視距內操作(VLOS),但隨著科技的進步,現在的無人機已經可以進行超視距操作(BVLOS),這大大提升了它們的戰術應用範圍。

大疆是中國無人機技術的領導者,其發展的 2.4G 高清圖傳影像系統「Lightbridge」便是無人機技術的重大突破。這一系統能夠將無人機拍攝的畫面即時傳回給操作員,並維持一定的解析度與低延遲。這意味著無人機不再僅僅依賴肉眼操控,而是能夠進行更遠距離、更精確的任務。

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然而,2.4GHz 的頻段雖然穿透力強,但也面臨頻率擁擠的問題,容易受到干擾。為了解決這個問題,現代無人機開始使用 5.8GHz 頻段。這一頻段雖然傳輸距離較短,但資料傳輸速度更快,抗干擾能力也更強。在這兩個頻段之間,大疆開發的 OcuSync 2.0 技術能夠自動切換,確保始終使用最佳的訊號頻段,提供穩定的飛行控制和圖像傳輸。

這些技術上的突破使得無人機在戰場上變得越來越不可或缺。例如,無人機不僅能進行偵查和打擊,還可以通過蜂群技術同時發動多點攻擊,擾亂敵方的防空系統。無人機之間的通訊技術也發展迅速,無論是表演性的燈光秀,還是軍事上的蜂群作戰,無人機都展現出極大的應用潛力。

反無人機系統的崛起

無人機的迅速發展同樣引發了反制無人機技術的需求。反無人機系統(C-UAS)大致可分為兩種類型:軟殺與硬殺。軟殺主要是針對無人機的通訊進行干擾,利用無線電干擾槍發射強大訊號覆蓋 2.4GHz 和 5.8GHz 頻段,使無人機失去控制。而硬殺則是直接摧毀無人機,例如使用火力攻擊或網子捕捉。

以色列本古里安大學的教授格拉‧維斯提出了一個新的思路:透過無人機的飛行軌跡來追蹤操作員的位置。由於無人機的動作會隨著通訊信號的強弱變化,這些變化可以用深度學習模型來分析,從而反推出操作者的位置。這一技術目前的準確率已經達到 78%。

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此外,美國的軍工企業開發了一款名為「路跑者 M」(Roadrunner-M)的自殺無人機。這款無人機不僅能像飛彈一樣追蹤目標,還能在完成任務後自動返航進行回收,降低了作戰成本。

台灣無人機產業的未來

台灣無人機具潛力,兼具軍事與災害通訊用途。圖/envato

儘管台灣無人機產業的起步較晚,但政府和產業界已經意識到其巨大的潛力。無人機不僅僅是一種武器,它還可以成為通訊網路的關鍵節點。例如,雷虎科技的 T-400 無人機不僅用於軍事,也正與中華電信合作,將無人機作為訊號中繼站,在災害發生時提供通訊支持。

隨著 5G、B5G 及 6G 的發展,無人機將成為未來通訊基礎設施的重要組成部分。台灣無人機產業的發展不僅關係到國家安全,更涉及到未來的數位基礎建設。無論是在軍事還是民用領域,無人機的應用將越來越廣泛,未來有望成為台灣科技產業的一個重要支柱。

總而言之,無人機技術正在改變戰場生態,而台灣也正在積極參與這場技術革命。隨著更多資源的投入,台灣有機會在全球無人機市場中佔有一席之地。無人機的發展並不僅僅是一場技術競賽,還是一場關乎國家安全與經濟未來的戰略賽跑。

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