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強化 AI 軟體研發能力!攜手產官學界積極佈局無人機市場,就差最後一哩路落地

111/12/30 瀏覽次數 358
圖一

圖一:根據國際無人載具系統協會(AUVSI)的統計,全球無人機市場規模將在10 年內達到1,400 億美元(約合 4.29 兆新台幣)。(影像來源:Unsplash)

2015 年,科技巨頭英特爾在德國漢堡以 100 台無人機搭配交響樂團,開創了前所未有的表演型態;在 2018 年更是升級到 2018 台無人機,以 360 度無死角的方式在空中排出了地球的樣貌,完成首次的 3D 無人機表演。近年來,越來越多無人機燈光秀的表演在世界各地的天空中綻放,透過燈光和隊形的變化打造出不同的圖案,讓人不禁讚嘆科技的進步。但其實對無人機而言,這也許只是牛刀小試的應用。
「娛樂場域確實是大家較為熟悉的應用項目之一,」國立政治大學資訊學院院長,同時也是「前瞻無人機智慧系統:核心技術研發與情境應用展示」的計畫主持人劉吉軒教授説。包括YouTuber 的影片拍攝、已故導演齊柏林製作的《看見台灣》等都是相同範疇,但其實無人機還有很多可以發揮之處。
根據國際無人載具系統協會(AUVSI)的統計,全球無人機市場規模將在10 年內達到 1,400 億美元(約合 4.29 兆新台幣)。劉吉軒表示,如今無人機無論是在設備巡檢、物資運送或環境監測、軍事應用等領域,都有了長足的進步與發展,國內的研發腳步也沒有停歇。

從二度空間到三度空間,無人機翻轉產業應用

「你可以想像無人機就像是將人的眼睛放到空中,」劉吉軒説。如此一來,人類觀察世界的角度就能從傳統二度空間延伸到三度空間裡,人類視角更因無人機技術的推進帶來改變,順勢也讓各種應用遍地開花。
以設備檢測來看,過往山區的電塔維修不只仰賴人力更要看天吃飯,工人身處在高處檢修不止危險,往返電塔間的距離跟交通也增加了時間成本。而這一切的任務若能交由無人機協助,不只能大幅提高工人的安全性,也可以減少交通往返的時間,更重要的是無人機 360 度飛行與檢測,對於任務執行不只更透徹,影像的擷取也能作為大數據累積,未來也可以有更多應用分析。
「不過現行應用多數仍需仰賴地端的操作手,」劉吉軒點出了產業現況。他表示,以硬體端來說,國內技術其實已能與國際相提並論,無論是從飛行的動力來源、引擎設計或是單旋翼、多旋翼等,其實都已有足夠的技術支撐。地端之所以仍需要助手的主因還是在於軟體開發的不足。劉吉軒進一步解釋,軟體開發可以分成「底層飛行控制」以及「上層導航軟體」兩大類,前者主要會與馬達搭配,而後者才是目前技術上的瓶頸所在。
資料收集不夠完整、戶外場域突發狀況多,都是導致無人機暫時無法獨立飛行並執行任務的主因。同時,劉吉軒也認為,現在無人機即便有了「眼睛」(鏡頭)會收集資料,還是需要一個能協助它在邊緣端(Edge)進行分析跟運算的大腦,才能真正加速掌握無人機當前所處的環境狀況並進行決策。而關於這一點,正是目前業界正在努力的部分。

強化 AI 軟體辨識能力,物流無人機將有機會導入偏鄉

劉吉軒表示,目前計畫的研究範疇包括感知和避障、動態空間建模以及針對任務控制的穩定調適,並由四個功能模組所組成。認知模組負責情境意識和決策控制、 運動模組提供運動規劃和相機路徑規劃、感知模組開發感知分析和識別算法、介面模組支持資料視覺化以及任務控制導向的人機互動介面,以期透過相關技術加速無人機在 AI 軟體能力上的提升腳步。
雖然產業還有進步的空間,但劉吉軒仍對於未來 3-5 年後無人機的發展非常有信心,並作為「韌性家園 ─ 以智慧無人機建構之智慧安全環境與防災系統」計畫共同主持人持續研究產業相關發展。以無人機技術為核心,開發完整的高機動性災防,以其提升災防系統整體智慧化。他表示,物流的應用將會在成熟技術引導下,作為國內偏遠山區或交通不便的替代方案,屆時將能省下大量的物流成本,並加速偏鄉的服務與物資運送。
此外,劉吉軒也肯定國內無人機的發展是攜手產官學三方的專長,從政府出題及法規鬆綁、產業提供資源並結合學界在軟體技術的研發,黃金三角的緊密合作將能推升國內無人機產業的腳步。

延伸資源

●    劉吉軒口述採訪整理
●    STAR Lab | 核心技術
●    李德暐, 劉吉軒, 微型無人機基於視覺自動區域偵察與物件偵測定位, In Proceedings of the 25th Conference on Technologies and Applications of Artificial Intelligence (TAAI 2020), Domestic Track, Taipei, Taiwan, December 03-05, 2020.

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