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有些科技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。

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。

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:SkysenseHus 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。

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 TechnologiesSkyfront

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。

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:DroneDeploySkyward

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:FleyePrecisionHawk

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。

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:DedroneDroneshield

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:AirwareSlantRange

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。

新創公司參考:MatternetDroneView

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。中國大陸因為有大殭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。

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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矽谷 Acorn Pacific Ventures 創投基金共同創辦人。職場生涯中一半台灣,一半矽谷,一半企業,一半創投。因創投業務廣泛接觸三江五湖能人志士,近距離觀察產業更迭,深刻感受到名與實,見與識,知與行的差距,無論創業或人生,真正成功的人都能縮短其中的差距。 著有《小國大想像》臉書專頁)及《錫蘭式的邂逅》二書。

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