無人機:空中的大數據革命正在上演
無人機:空中的大數據革命正在上演
2014.11.17 | 科技

大數據只是基於電子商務的精準營銷?這種理解是片面的。大數據將廣泛地存在於物理世界和實體經濟,其催生的產業革命才剛剛開始。

最新的案例是無人機,即無人駕駛的飛行器。它具有中央飛控系統,能夠實現超視距的自主飛行。二戰之後,尤其是海灣戰爭以來,無人機技術一直是各國軍事競爭的一個焦點,但在民用領域,其應用卻極為有限。

最近一兩年來,這種情況正在改觀,無人機在民用領域出現了一些新的、非常值得關注的應用。

例如農業領域,通過無人機的定時巡邏,可以監測整個農場的情況。過去租賃一架飛機來拍攝,成本是1000美元/小時,而現在一架小型無人機的售價還不到1000美元。農場主買來之後,可以隨時對農場進行拍攝,然後用軟件自動分析這些圖像和數據。通過對比,可以發現人眼難以發現的問題。例如,灌溉是否均勻,土壤的顏色有什麼變化,哪裡出現了蟲災等等。根據這些分析,農場可以即時調整種殖措施,農作物的收成得以改善。

更重要的意義在於節省資源。例如,無人機飛過果林的時候,可以通過樹葉的顏色光譜來判斷植物是否缺水,隨即將訊息傳導至這片果林的澆灌系統,有的放矢地進行灌溉,而不是盲目澆水。水資源可以得到節約——這也是用大數據來構建精準農業的核心要義。

工業領域也有應用。美國第一太陽能公司和SolarCity公司用無人機從幾百萬個太陽能電池模塊中檢測出異常,同時指導光伏電站的建設規劃,以保護野生動植物。又如電網巡檢,電力傳輸網絡延綿千里,傳統的電網巡查,是檢查員穿山越嶺、沿線巡查,抵達一座電力高壓線塔之後,還需要攀爬電塔,費時不說,危險性也大。如果用上無人機,效率可成倍提高。遇到雷擊跳閘等突發故障,無人機能第一時間抵達現場進行排查,為快速恢復供電爭取寶貴的時間,無人機還可以圍繞目標進行360度全方位拍攝,做到零死角。

此外,無人機的紅外拍攝功能還可以偵查到線路發熱等潛在的故障,這些優勢,即使是經驗豐富的電力巡檢員也難以企及。中國的電力系統,有上百萬的巡檢員,無人機如果能夠普及,將會大面積地替代人工巡檢,降低成本。

就此而言,無人機就是會飛的傳感器,它把人類的視野和感知延伸到了空中,使人類對農田、電網、礦山等物理世界的認識,提升到一個全新的水平。

這種水平的提升,在技術領域本身也將掀起一場革命。傳統的衛星遙感和載人航拍技術,不僅成本高昂、缺乏靈活性,還有一個關鍵的痛點:清晰度有限,而無人機收集的圖片,比衛星圖片要清晰很多倍。因為無人機能夠在雲層之下的低空飛行,飛行高度甚至可以低到近地2至3米,可以預見,這種強大、精確的數據收集功能,未來還將顛覆Google之類的地圖服務。無人機對於大數據的意義,用空中大數據的革命來形容也不為過。

當然,無人機的技術並沒有完全成熟,目前也存在一些瓶頸:電池續航力,這直接影響到無人機到底能飛多遠;避擦撞能力,即在飛行器不斷增多的未來,飛機之間如何保證互相不干擾、不碰撞。

正是因為這個挑戰,無人機目前只有企業級的應用而很難推廣到消費者領域。試想一架無人機可以在大農場上空任意飛行,但如果大家都用無人機來送快遞,那天空也將變得十分擁堵。所以用無人機送快遞,還是個噱頭,即使突破了技術瓶頸,還需要政府制定相應的管制規定。

最近,美國政府已經在著手為無人機定章立制。為了無人機的正式稱呼,美國國會還發生了激烈的爭論。無人機在美國,被稱為Drone。這是因為其執行的第一次軍事行動代號為Drone,由於這次成功的行動,無人機因此得名。但現在,企業家們聯合反對這個名字,他們認為這個名字讓人聯想到軍事刺探、情報收集,不利於無人機在民用領域的推廣。美國國會有議員主張正式改名叫做「無人機」,但科技界又反對。他們認為,無人機的叫法非常愚蠢,就像早在汽車被發明之時,大家看到沒有馬,這車居然也能跑,於是把汽車叫做「無馬車」,最後證明這個叫法站不住腳。美國科技界的主張,就其技術本質,無人機應該叫「遠程遙控飛機」,這個名字才經得起歷史的考驗。

美國國會的爭論,不僅反映了無人機在民用領域的快速普及,還反映了對無人機認識在不斷加深。如果能夠突破上文提到的技術瓶頸,無人機就不僅是一個飛行的傳感器,還能成為一個飛行的機器人,執行更多的任務。在《數據之巔》這本書中斷言,大數據的出現標誌著人類社會正在由訊息社會向智慧社會邁進。無人機在民用領域的新應用,將成為這個論斷一個新的註腳。

本文出自創業邦/塗子沛

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總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予葉院士。
圖/ 數位時代

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

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