![[鄭志凱] 想像無人機未來的天空](https://3.bp.blogspot.com/-5dZ2bwf6Nwc/V0KlR5pjZxI/AAAAAAACfJ8/3Mj5BasQUm0TMVu5hMA0lncoPe9bzZzYgCKgB/s400/)
有些科發展具有取代性效果，例如無人駕駛車，每多銷售一輛無人車，必然會減少一台傳統汽車的銷售。有些科技發展具有較強的創造效果，例如個人電腦，30多年前從一台簡陋的蘋果電腦開始，任誰也難以臆想當今一年3億台的龐大市場。
圖說：無人機是一種創造性科技發展，同時也具有取代效用。圖片來自：Capricorn4049分享於Wikipedia, cc by 2.0
取代性科技具有強大的汰舊換新的力量，被淘汰的產業難免抗拒。新與舊對抗，剛開始市場阻力大，舊產業還企圖一搏，但如果不能與時俱進，終究會被時代浪潮席捲而去。創造性科技則屬於無中生有，市場阻力較小，因此整體產業發展速度快，但是如果不能即時趕上列車，時機便一去不回。
邁向航空2.0
無人機屬於後者，是一種創造型的科技發展。它也具有取代效用，例如取代了部份玩家的模型機市場，也取代了部份有人駕駛的直昇機或小飛機的專業市場，這跟當年個人電腦一面淘汰Atari之類的電腦DIY市場，一面打敗了大型電腦的傳統市場同出一轍。但更重要的是，無人機的低價、方便與多功能，正在創造一個嶄新的產業，這個過程十分類似個人電腦的發展歷史，從點到線，從線到面，最後成為一個包括硬件、軟件及應用的完整生態系。
無人機可以說是人類航空產業的2.0版。航空1.0版以人為主，人不是乘客（客運）便是機師（貨運）。航空2.0版開始以物為主，成為物聯網的一個環節，人的角色逐漸淡出，航空產業從人流、物流、進入了資訊流的產業。
圖說：航空1.0版以人為主，人不是乘客（客運）便是機師（貨運）。照片來源：Austrian Airlines分享於wikipedia, cc by 2.0
無人機的發展最早從最高端的軍事用途切入，後來又從最低端的消費者市場偷襲成功。未來十年，最大的想像空間是商業運用上的發展潛力。從市場和技術成熟度來說，無人機的商業運用還在嬰兒學步階段，但從矽谷及中國上百家新創公司、超過十億美金的投資金額來看，這已經是一個戰國群雄的時代，大家用短跑姿勢，競相爭取拔得頭籌的機會。
要能實現無人機在商業運用上的廣大商機，有幾個關鍵的技術必須克服。
1. 全自動飛行
雖然號稱無人機，其實還得有一個人在地面操作，起飛、降落、飛行、充電、上傳或下載資料等各種動作，都透過人的參與才能完成。如果把這一部份的人工參與也完全自動化，無人機便可以在人不方便的時間（例如晚上，雖然目前美國航空局禁止無人機在夜間飛行）、人難以抵達的地點（例如偏遠地區），執行人們事先交代的任務，這才會大幅增加無人機在商業上的運用範圍。
要能做到全自動飛行，無人機必須能夠自動導航，照下載的飛行計畫自動飛行。再加上定點降落。這雖然不太困難，但要達到精準並不容易，需要影像和各種感應器的輔助。最難的則是充電，飛機必須自動準確降落在充電站上，再透過接觸式或無線方式進行充電。
- 新創公司參考：Skysense，Hus Unmanned Systems
2. 長時間飛行
目前一般無人機都使用電池做為動力來源，想要飛得遠，電池就要大，電池越大，無人機越重，飛行的效率越差。因此目前一般多軸式小型無人機的飛行時間很少超過二十分鐘，固定翼無人機（fixed-wing drone）雖然飛行時間較長，但操作性差，限制了運用範圍。
圖說：Skyfront無人機。照片來自：Skyfront
因此想要大幅增加飛行時間到數小時以上，必須捨電池而就油電引擎或是燃料電池，因為石油或柴油的能源密度比電池高出10倍。但是如何能將石化能量透過引擎轉換成啟動螺旋槳所需的直流電，也有一定的技術障礙。
- 新創公司參考：Top Flight Technologies，Skyfront
3. 飛行航線規劃
長時間、遠距離的無人機飛行很難由人在地面操控，最好的方法是根據任務需要（例如拍照、送貨），事先規劃好飛行的路線和高度，然後交由無人機自動執行。
圖說：DroneDeploy空拍畫面。照片來自：DroneDeploy
無人機在空中飛行的路線不比開車，只需要二維的平面地圖。飛行路線加上了高度，既需要3D地圖，也需要3D的導航演算方法。有些任務屬於點對點（例如送貨），有些任務需要覆蓋全部面積（例如地表勘查），這都需要很好的人機介面，才能產生最優化的飛行計畫。
- 新創公司參考：DroneDeploy，Skyward
延伸閱讀：內建Linux的飛天小神兵Fleye
4. 萬無一失的飛行安全
當滿天都是無人機的時候，公共安全成為最大的考量。尤其商業用無人機重量較重，既有油箱，又有負載物，一旦從空中摔機，後果不堪設想。安全，是所有商業用途無人機最重要的指標，通常必須具備的基本能力包括：
地理設限（geofencing）。對於飛安敏感地區，例如機場、軍事敏感地區、政府單位等區域，無人機會自我設限，絕不進入。
緊急迫降。如果重要零件故障，或者與基地台失去通訊，無人機必須能夠安全緊急降落。
無動力處置。當無人機完全失去動力時，如何處置？除了降落傘之外，是否還有其他方法？
- 新創公司參考：Fleye， PrecisionHawk
5. 防衛無人機系統
對於不請自來的無人機，是否可以及早得知？於是有人發展出聲音辨識技術或建立雷達系統，對於「入侵」的無人機能夠早期偵測。如果發現無人機來者不善，需要採取進一步措施，可以發出對治的無線電波來干擾侵入者的收訊，甚至建立「空網」捕捉具有威脅性的無人機。
對於許多敏感的地區，例如監獄、軍事要塞，甚至於人群聚集的場所（例如運動場、演唱會等），這種對無人機的防衛系統遲早會是必備的裝置。
圖說：對於許多敏感的地區，如監獄、軍事要塞等，對無人機的防衛系統遲早會是必備的裝置。照片來自：Bart Everson分享於Wikipedia, cc by 2.0
總之， 無人機的運用越廣泛，防範無人機的需求越高。這正像電腦病毒與防毒軟件，道與魔的較勁永無止境。
新創公司參考：Dedrone，Droneshield
6. 飛行資料的傳送與分析
未來無人機上裝置的影像設備會越來越先進，感應器越來越多。每一次飛行任務帶回來的大量圖像或環境資料都需要儲存、傳輸、處理。事實上，無人機在商業運用上的價值，完全取決於如何有效處理這些資訊，歸納出有價值的情報，協助企業的經營決策。
許多空航資料收集與分析的技術，跟產業有關。例如未來空拍最重要的應用領域是農業，其次是基本建設（infrastructure）的監偵與維護，例如油管、輸電、水源等，此外建築工地的進度管理也是一個重要的應用領域。
每一個特定領域，都會發展出專業的數據分析能力，也都可能產生一家新創公司。
- 新創公司參考：Airware， SlantRange
7. Drone as a Service （DaaS）
當無人機的技術越發達，應用範圍越廣泛，越會造就一些公司，專門提供各種無人機的服務事項。從最簡單的無人機租賃，到無人機連同操控員一起出租；從以專案方式論件計酬，到長期提供企業整體解決方案，無人機技術將成為許多企業不可缺少的功能。部份大型企業還有條件自行建立無人機專業團隊，大多數的企業缺乏經濟規模，只有選擇外包，因而創造了無人機服務業興起的機會。
無人機遞送也將成為一個新興行業。目前因為負載重量有限，初期只有單價高、體積小、重量輕、具有緊急時效的物品，值得透過無人機運送，例如藥品、維修用零組件、重要文件等。
台灣的機會在哪裡？
全球新創圈裡資訊與資金交流的速度越來越快，越來越國際化，無人機的快速崛起是一個典型的例子。中國大陸因為有大疆創新科技執世界無人機之牛耳，產生母雞帶小雞的效應，十年時間已經建立相當完整的無人機產業生態；矽谷一向領導科技潮流，無人機的運用始終處於前沿。觀察這兩個區域無人機的發展，台灣的機會在哪裡？
如果將無人機產業分為關鍵零組件、整機和應用上中下游，目前目光焦點所在、競爭最為激烈的是中游整機產業，台灣後發先至的機會不大。上游關鍵零組件雖然Qualcomm已經推出無人機專用的IC，但在材料和感應器領域還有廣大的發展空間。至於下游的各種商業運用如上所述，也都還在起步階段。
零組件向來是台灣的長項，從IT領域跨入無人機產業並不困難，但是無人機銷售數量究竟遠遠低於個人電腦，也許難以滿足大型企業的胃口，這是新創公司的機會，但必須謹慎選擇下手的題材。
商業運用一向是台灣的罩門，好在無人機的商業運用多半屬於B2B，比較容易跨越國界。因此台灣如果不想在無人機產業完全缺席，首要之急可能是選擇特定的運用領域，廣泛收集全世界的相關技術，進行深入的研究。
圖說：台灣多山，山區運輸成本高。照片來源：台灣阿成分享於Wikipedia, cc by 2.0
例如台灣多山，山區運輸成本高，在國土保育、山川治理、基礎建設維護的各種運用，使用無人機的成本效益較高，除此之外台灣農業有相當基礎，如果能在這一類的領域中建立國際權威，接下來開拓海外市場，自然會水到渠成。
我在兩年前曾經寫過一篇文章〈無人機浪潮捲起千堆雪〉，文中寫到：「在無人機這個議題上，台灣既無科技，也無產業，既沒人關心無人機的應用，更沒人留意公共政策的發展，跟許多國家相較，台灣是無人機領域明顯的落後者。」
兩年過去了，台灣在無人機這個課題上，似乎跟先進國家的距離越拉越遠，不知道還有沒有決心，急起直追？
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原始來源：獨立評論＠天下，《數位時代》正式取得「獨立評論＠天下」授權刊登。
