漫談無人機新興科技的教育應用

  無人機全稱「無人駕駛飛行器」(Unmanned Aerial Vehicle)英文縮寫為「UAV」,在近幾年內成為爆紅的新興科技,無人機的發展代表著一個新的科技產業鏈,隨著無人機在人們生產生活中不斷的滲入,面對龐大的無人機產業需求,許多行業對無人機專業飛手的人才需求將與日俱增,台灣無人機未來的教育發展方向必須向下扎根,培養更多無人機的科普知識與商業應用,這樣才能讓臺灣飛無人機產業接軌國際市場。

 無人機教育目前在台灣已經很多學校導入課程,從飛行原理無人機構組裝的STEAM科普課程、到無人機操控飛手、民航局考照認證、到無人機程式設計控制,還有科技大學資通訊機電整合的專業課程..等等,無人機教育還必須了解無人機在走向專業化細分領域的各類應用,聚焦到某一個專業領域,未來才能明確地與產業接軌,那麼未來無人機應用發展會有哪些面向呢?今天我們就來聊聊無人機應用最熱門的六大領域吧!

一、無人機空拍應用

科技日新月異攝影器材也愈來愈簡便,無人機空拍原本只提供給專業工作者拍攝影片,現在無人空拍機已經發展到AI人工智能的視覺跟拍與自動避障模式,方便的操作也開始受到一般消費者的注目,使用無人機空拍可以從高空以鷹的高度看見新視野, 5 G時代無人機空拍圖傳速度更快,解析度也更高,已經是各種行業攝影工作者以及愈來愈多的攝影愛好者的必備工具了,發展前景十分廣闊。

二、無人機農業植保應用

無人機在農業的應用很廣,噴灑農業、空中施肥、植物病蟲害監測…等等,在國際上農業大國中都有大規模的投入使用,有效解決農村的缺工困境,也都節省了大量人力與時間,雖然在台灣人稠地窄的農業應用中還不算普及,但是,相信隨著無人機技術的不斷發展,未來肯定會有創新科技用途來振興台灣新農業。

三、無人機資料收集應用

這幾年無人機的在數據採集方面應用快速發展,獨特的優勢展現無遺,像是物聯網感測器,如熱成像、幅射、化學、生物,無人機透過5G連接通訊蒐集各種數據,圖像處理技術GPS定位的精進,讓無人機能夠導航飛行路徑、精準降落定位,包括支援3D深度感測讓無人機能夠執行更複雜的任務,增加無人機的更多應用性。

目前已在氣象、交通、家庭,甚至災害預報等各個領域開展起來了,比如說在春節期間,多地透過無人機時時查看公路車況,對擁堵路段、事故救援、服務區疏導等可以作出最快速準確地研判,為重要公路大動脈的暢通提供了基礎保障。

  又如災害救援,民國99年北二高發生走山意外,高速公路因土石掩埋而中斷,國土測繪中心就利用無人機從高空進行拍攝,產生正射影像、三維立體模型、數值高程模型,以快速掌握崩塌面積、土方量,作為調派挖土機具、人員數量的決策參考。

   無人機也被應用在基礎建設的安全管理上,例如對橋梁的空拍資料回傳收集分析,確認橋梁結構、高壓電塔檢修等會有人工安全有疑慮的安全巡檢,並能降低夜間人工作業的危險性。

四、軍用無人機應用

無人機起源的目的就是為了軍事用途,最近的烏俄戰爭又使全球注目在無人機的軍事用途,與有人駕駛飛機相比,軍用無人機具有體積小、重量輕、造價低、使用方便、零傷亡、使用限制少、隱蔽性好、效費比高等突出特點。

這使得現代軍用無人機的任務範圍已由傳統的空中偵察、戰場觀察和毀傷評估等擴大到戰場抑制、對地攻擊、攔截巡航導彈、空中格鬥等領域,應用廣泛。

  無人機是無人化作戰最重要的領域之一。未來無人作戰飛機不僅會在戰場上與有人戰鬥機並肩作戰,甚至在某些條件下還可能完全替代有人戰鬥機,成為未來空中作戰的主力裝備。

五、無人機群飛表演藝術

從2018年屏東燈會展示了300台無人機空中燈光秀,排出令人驚豔的各種圖案與文字,無人機群飛表演讓台灣人開始注意到無人機科技,這幾年台灣各種大型慶典活動的重頭戲,如台中燈會、佛光山、義大世界、故宮南院、澎湖花火節…各種慶典活動也多有大型無人機燈光SHOW,為大眾帶來了新奇的視覺盛宴。無人機群飛燈光秀成為無汙染的科技煙火,國際上因為無人機控制系統的更加精進,各國開始不斷追逐無人機數量上與隊形上的突破!可是在台灣地形限制與資金投入太少,終究難以跟國際上去競爭群飛無人機的數量。於是台灣開始有戶外無人機群飛燈光秀飛進室內,並跨領域與人文藝術多元化結合科技藝術表演創新應用,也是各級學校開始導入群飛編程跨領域應用課程的招生新亮點。

六、配送無人機物流應用

目前國際各大物流運輸公司已經獲得了貨運飛行許可證,無人機載重應用在各國也紛紛實現,可以滿足各類消費者的需求,同時相比較以往的配送更加智慧化,尤其擁擠的道路以及高樓層的物品寄送,相信未來會有更多無人機的出現滿天飛的現象也不足為奇了。另外在台灣多高山的特殊地形,登山者的急難救助與偏深山地部落的物資運送也成為新的應用特色。

結語:

 無人機要能做到全自動飛行需要克服的技術還有許多待精進之處,長時間飛行需要克服電池能源問題,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。

再者,無人機要能自動導航,就必須按照安排的飛行航線規劃自動飛行,到達目的地要很精準的降落並不容易,需要影像和各種感應器的輔助。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,最難的還是充電問題,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。

台灣原本在無人機的發展還比中國大陸更早,可惜消費市場太小,政府也沒有積極投入到無人機政策的發展反而落後於國際間,值得慶幸的是,現在台灣政府在無人機這個課題上已經開始高度重視,我們從人才培訓開始向下扎根無人機的基礎教育,相信以台灣高科技的產業鏈的基礎上為時不晚,一定能急起直追在世界上重新擠身於領先國家行列中。

作者:邱士文總經理

從事教育資訊化產業近30年
現職:
台灣無人機應用發展協會–教育推廣委員召集人
首羿國際股份有限公司總經理
中華海峽兩岸文教連鎖協會監事

經歷:
中華海峽兩岸教育聯合會創客聯盟召集人
臺灣松崗電腦圖書資料股分有限公司董事
北京超視界科技有限公司創辦人
北京電影學院中國動畫研究所–Previz數位導演應用研究中心 副主任
中華國際三維電腦輔助設計研究發展協會秘書長

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。

回到頂端