一年一度的美國國際無人系統(tǒng)協(xié)會（Association for Unmanned Vehicle Systems International；AUVSI）舉辦的Xponential年會，今年適逢其成立50周年慶，與北美杜塞爾多夫展覽公司聯(lián)合主辦，以「建構(gòu)自主藍圖（Building the Blueprint for Autonomy）」為主題，稍早已於5月9-11日選擇在科羅拉多州丹佛會議中心舉行。
本次年會展場中有許多令人印象深刻的技術(shù)及產(chǎn)品進展，而業(yè)界及大眾最關(guān)心的，美國聯(lián)邦航空總署（FAA）對於開放無人機操作相關(guān)規(guī)則，以及對於「先進空中移動（Advanced Air Mobility；AAM）」下一步的規(guī)劃等議題，也都在本次展會引起熱烈討論，本篇摘整展區(qū)相關(guān)精華報導。
抵禦GNSS的壓制式與欺騙式干擾成重點趨勢
首先在推動無人載具於視距外飛行（BVLOS）或先進空中移動議題上，無可避免的是具備高精度導航及定位技術(shù)，本屆展會上如何抵禦GNSS的壓制式與欺騙式干擾（GPS Jamming）成為重點趨勢話題，現(xiàn)場有多款反干擾 (Anti-Jam；AJ)的設(shè)備，例如獲得AUVSI技術(shù)卓越獎第1名的infiniDome -GPSdome2，僅重達500克，具有100奈秒低延遲效率，且功耗低於5瓦，可同時阻擋來自3個干擾。
此外InfiniDome也開發(fā)具韌性導航套件（Resilient Navigation Suite），同時結(jié)合了慣性導航系統(tǒng)、雷達測速系統(tǒng)及抗干擾技術(shù)，透過感測器融合技術(shù)，讓在無GPS訊號或受到干擾時的環(huán)境中仍能順利操作。
SBG Systems生產(chǎn)的微型GNSS輔助慣性導航解決方案-Quanta Micro及Ekinox Micro，其結(jié)合微機電（MEMS）慣性量測感測器與雙天線GNSS接收器，以提高在GNSS覆蓋率低或無覆蓋區(qū)域的精確定位，其定位精準度在無任何修正可達到 1.2公尺，Ekinox Micro亦設(shè)計可兼容即時動態(tài)定位技術(shù)（Real Time Kinematic；RTK），在結(jié)合RTK後，定位精準度可達到1公分。
顯示目前各產(chǎn)品開發(fā)重點，除有效提升反干擾能力外，持續(xù)提高及精準導航及定位的能力，因此如何融入更多天線設(shè)計，同時讓產(chǎn)品體積更小、重量更輕、處理速度更快且更省電，使其容易安裝或擴充於各種機型中，為其產(chǎn)品特色核心。
此外，先進導航（Advanced Navigation）公司的雲(yún)端控制平臺（Cloud Ground Control）推出的CGConnect產(chǎn)品，是個雲(yún)端的載具管理平臺，亦在今年獲得AUVSI企業(yè)應用獎第2名，透過4G/5G 將各種陸海空無人載具連接到雲(yún)平臺進行管理，可透過瀏覽器觀看即時現(xiàn)況，並下達各種指令。其中兼以AI軟體在雲(yún)端進行運算，將所有傳回的圖資進行即時運算，快速進行物體偵測追蹤及辨識，再回傳給管理者進行動作。
| 圖一 : SBG Systems生產(chǎn)的微型GNSS輔助慣性導航解決方案。（source：SBG Systems） |
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Drone-in-a-box（DIB）解決方案
在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)巡檢應用上，多數(shù)廠商推出全自動執(zhí)行任務(wù)的無人機模組，俗稱「drone-in-a-box（DIB）」方案，從自動起飛、降落、充電，並可接受遠端發(fā)送的任務(wù)訊號 ，進行基礎(chǔ)設(shè)施的檢查，解除飛手需在現(xiàn)場，以及每次只能操作一臺無人機等限制，這概念相當適用於需要定檢的基礎(chǔ)設(shè)施，如橋梁
、電廠、太陽能發(fā)電廠等，藉由自主無人機模組，自主進行事先排程之各檢查任務(wù)，提供相當高的使用彈性及便利性，DIB概念應用也持續(xù)受到關(guān)注。
同樣在今年獲得AUVSI卓越獎項之Skydio Dock，該停機箱重達72磅且具機動性，無人機可從箱裡全自主起飛，對設(shè)定好的檢查站點進行檢查，結(jié)束後自動返回並充電，此對於需要持續(xù)不斷進行巡檢的任務(wù)而言，例如電塔等，可節(jié)省許多人力。而搭配的遠端操控的軟體Skydio Remote Ops，操作人員可遠端隨時下達新的任務(wù)或排程，停機箱以Wi-Fi方式傳送資料到雲(yún)端，讓操作人員進行資料分析。
Skydio無人機設(shè)計上大為使用視覺及慣性導航系統(tǒng)，如此無人機可在無GPS的情況下，仍可以準確降落在機動箱上，而在進行充電時，將資料回傳到遠端控制方。Skydio無人機每次飛行時間約30分鐘，需充電30-45分鐘，並進行冷卻，其與停機箱間須透過Wi-Fi方式進行溝通，該公司表示未來將推出讓兩者間直接連接的裝置，如此可減少目前在操作上延遲的現(xiàn)象。此外，整機構(gòu)建及組裝地均是在美國。
| 圖二 : 現(xiàn)場展示Skydio Dock |
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另一當前在全球市場居領(lǐng)先地位的Percepto，是來自以色列公司，在現(xiàn)場展出其DIB解決方案，包含Percepto Air無人機、停機箱及自主檢驗及監(jiān)督軟體（Autonomous Inspection & Monitoring；AIM）。Percepto Air無人機將對預定任務(wù)，或遠端操控人員下達即時任務(wù)，自主的在靠近關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)的地方，進行BVLOS檢查及監(jiān)控，無須人力介入、監(jiān)督，且無需配置DAA設(shè)備系統(tǒng)，並測試通過可在高達5級風等惡劣天氣條件下操作。
在AIM部份，透過圖像分割方式進行結(jié)構(gòu)物的零件分類，再透過場景變換偵測方法，藉由人工智慧判斷出弱點，直接顯示在AIM使用介面，可再透過LTE通訊，以雲(yún)端系統(tǒng)分享給其他裝置及控制人員。
值得一提的是，Percepto在去年11月底獲得FAA豁免，讓其用戶可低風險「屏蔽（shielded）」站點進行BVLOS操作。
載貨無人機
在載貨無人機部分，因為技術(shù)成熟，其價格也逐漸下降。A2Z Drone Delivery是家中美合資的公司，其新推出的新款RDSX Pelican遠程載貨無人機首次亮相，預計在6月量產(chǎn)，屬於VTOL機型，其產(chǎn)品設(shè)計目的在於提供最低載貨成本，號稱每公里每公斤成本可達到12分美元（約臺幣4.8元），且最基本款機型售價29,000美元（約臺幣88.7萬元）。
配合A2Z的RDS2絞盤系統(tǒng)，可以從旋轉(zhuǎn)螺旋槳高度進行卸貨，此外其設(shè)計強調(diào)擁有簡單機身，消除了副翼、升降舵及方向舵（ailerons, elevators, and rudders），以減少可能常見的故障零件，並有助於延長維護檢修以外的營運時間，提高服務(wù)供應商成本效益。去年在中國進行最後一哩路運送測試，從發(fā)貨點直接運送到家戶，每天運送約50個包裹。
| 圖四 : RDSX Pelican遠程載貨無人機與A2Z的RDS2絞盤系統(tǒng) |
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另外Draganfly也在現(xiàn)場展出高酬載無人機（Heavy Lift Drone），該酬載無人機定位仍屬於小型無人機，非屬於貨物（cargo）運輸類別，但仍能滿足一定酬載能力的物流（logistics）市場，載重高達約30公斤，酬載時續(xù)航力約25分鐘。同時目前也在測試用於巡檢及農(nóng)用等多功能用途。此外，相當簡易安裝及拆解，只需要20分鐘即可完成。
新能源動力無人機
今年在現(xiàn)場展出之新能源動力解決方案的廠商並不多，其中來自英國的Intelligent Energy展出產(chǎn)品IE-SOAR，以氫燃料與氧氣結(jié)合，直接產(chǎn)生直流電的動力解決方案。
在現(xiàn)場展示時，顯示具有相當高的穩(wěn)定及低噪音表現(xiàn)。但該公司也表示目前在製造燃料電池上，由於全球電子零組件的短缺，面臨供應鏈不穩(wěn)定的挑戰(zhàn)，且認為氫燃料將是未來趨勢，但下一步需考量氫能源的儲存方式，以現(xiàn)場展示的產(chǎn)品，其氫能源是以高壓氣體儲存，其能產(chǎn)製的電力遠低於以液體儲存供電，若以液體氫燃料儲存機制，將有10倍以上的供電表現(xiàn)。
| 圖六 : Intelligent Energy展出與Cyberhawk合作之氫燃料電池動力無人機 |
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法規(guī)進展仍未明確
但要讓無人機全自動執(zhí)行任務(wù)，在法律上仍需要大量的人為介入，且需要確保它不會撞到附近的任何東西，對於業(yè)界及大眾關(guān)心的FAA制定視距外飛行（BVLOS）相關(guān)法規(guī)的進展，可能要讓各位大失所望。
FAA代理局長Billy Nolen在其演講上仍沒有提出明確的立法時程，僅指出在法案最終定稿前，仍有需要進行長時間的討論及審查，目前仍會專注於提供以法規(guī)豁免方式進行相關(guān)活動。透過持續(xù)對更多且更複雜的BVLOS操作給予豁免，從中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，以用於制定最終法案。
Billy Nolen表示，在過去的幾年裡，雖然已經(jīng)在無人機部分取有相當良好的進展，但仍需努力讓無人機能在視距外進行操作，而所有進展都須將安全放在優(yōu)先位置，不會在安全議題上妥協(xié)。
Nolen同時表示，他也希望美國在 BVLOS操作上能加快速度，但從FAA立場，需提供高度承諾才能完成這項工作。對於業(yè)界批評行動太慢，他認為過去幾年FAA已制定Remote ID規(guī)則及Operations Over People規(guī)則，但要完全發(fā)揮無人機潛力，仍須開放BVLOS操作，雖然FAA仍未確定發(fā)布BVLOS規(guī)則制定的日期，但近期通過Matternet認證及授予Percepto等類似的批準，都是FAA持續(xù)進步的表現(xiàn)，並沒有因安全問題而減緩其腳步。
目前處於製定規(guī)則的早期階段，在過去的一年裡，F(xiàn)AA的BVLOS諮詢規(guī)則制定委員會也持續(xù)收到大量意見，目前最初規(guī)劃重點是低空的BVLOS的飛行標準操作，以滿足無人機用於基礎(chǔ)設(shè)施檢查及農(nóng)業(yè)作業(yè)等。
而在空中計程車及AAM議題的進度上，Nolen提到，F(xiàn)AA近期發(fā)布Urban Air Mobility（UAM）藍圖，用來滿足即將在2028年於洛杉磯奧運上對相關(guān)運輸?shù)男枨笃诖瑏K將於本月底發(fā)布AAM實施計劃，該實施計畫重點在於逐漸實現(xiàn)「初始」營運，並定義AAM利害關(guān)係人間的責任，同時規(guī)劃其他空中交通所需的基礎(chǔ)設(shè)施及條件。
所謂初始營運，包括利用現(xiàn)有的直升機航路及停機坪等基礎(chǔ)設(shè)施。屆時計劃發(fā)布後，F(xiàn)AA將與業(yè)界合作完備AAM的戰(zhàn)略規(guī)劃，以便在5年內(nèi)讓空中計程車能出現(xiàn)在空中。
美國2028奧運將展現(xiàn)先進運輸實力
對於現(xiàn)場提問Archer越紐約及芝加哥的短程航線是否可能在2025年實現(xiàn)？
Nolen表示，預計到 2028 年洛杉磯奧運會舉行時，對AAM需求會很大，但由於此服務(wù)用於載人，一次事故可能會破壞大眾對該技術(shù)的信心，甚至擴展對無人機服務(wù)的信心，所以，安全仍是首要考量。
在今年的XPONENTIAL年會中，另一令人注目的有多數(shù)國際廠商，其中眾多來自南韓的廠商及參加者，許多廠商都已在美國設(shè)點提供服務(wù)。此外，要達到無人機安全，精準的定位及導航仍是重點技術(shù)發(fā)展方向。
在物流無人機部分，也逐漸朝如何區(qū)隔不同重量市場發(fā)展，如何降低使用無人機運送成本。在法規(guī)制定方向，雖然FAA尚未明確訂出視距外飛行相關(guān)法規(guī)時程，但為能在2028年於洛杉磯奧運展現(xiàn)其先進運輸?shù)膶嵙Γ梢韵胍娬畬⒓铀偻苿覷AM技術(shù)及應用的成熟及整備度。
