工業技術研究院

隨著科技的快速發展，無人機的應用範圍不斷擴大，從娛樂、物流到高風險的高空作業與救災場景，無人機正以迅雷不及掩耳的革新速度改變你我的生活。工研院憑藉前瞻研究與技術突破，為無人機的高空任務開啟嶄新的視野，更帶領相關產業升級轉型。

無人機在過去10年間快速發展，不僅技術日新月異，也帶來顯著經濟效益，在臺灣，無人機常被聯想成空拍機，主要因多數消費型無人機以空拍與藝術創作為主流應用，但其實無人機在探勘、偵測等專業領域的應用日益廣泛，已成為現代科技不可或缺的一部分。從最初用於娛樂或探勘，到噴灑農藥、載運貨物甚至協助救災等，都能見到無人機的身影，不過除了目前的工作外，工研院還要給無人機一雙更有力的翅膀，為人類分擔更艱難的高空任務。

工研院自2017年啟動無人機技術的研發，耕耘多年終於累積出技術優勢。「起初的研發為了讓無人機投入高風險、高成本的傳統高空作業工作，像是協助台電清洗高壓電塔的礙子，便是其一。」工研院機械與機電系統研究所組長陳文泉表示，有鑑於清洗高壓電塔向來是既昂貴、艱難且危險的任務，過去依賴直升機清洗，每趟任務須有一名駕駛操控直升機，另一名槍手負責清洗，不僅成本高昂，直升機要與電塔保持剛剛好的距離，還要隨時閃避電線、滯空時還得注意高空隨時變化的天氣與強陣風，是極為危險的工作。陳文泉表示，工研院研發的「高空精準作業無人機」搭載水瞄子與地面作業系統，不僅簡化了流程，還能有效降低人力成本與操作風險，為高空清洗作業提供更高效也更安全的解決方案。

飛控與動力系統的冗餘設計

飛控系統是無人機穩定飛行的核心之一，研發團隊加入飛控冗餘設計，確保系統在失效時能迅速地進行反應切換到備用系統，保持飛行的穩定性與任務的連續性；此外，為應對高空環境中的強風和外部干擾，團隊設計了動力冗餘系統，除了無人機穩定飛行的動力外，系統會預留額外的動力，確保在干擾出現時仍能提供足夠的推力來維持飛行穩定。

針對無人機的機身設計也進行了優化，改良螺旋槳的流體設計以適應高空環境的特殊需求，提高了整體飛行的穩定性與效率。陳文泉說，早期無人機僅能承載25公斤以下，飛行時間頂多15至20分鐘，經過多年的技術突破，目前工研院研發的6軸18槳無人機的無人機可負重50公斤，續航力長達30分鐘以上，未來結合動力優化及精準操控，目標要達成超過90分鐘飛行能力，透過整機技術的提升，滿足多元創新應用。以目前工研院搭載水瞄子的高空清洗無人機為例，清洗69kV電塔的一串礙子約需30秒，一趟飛行在攜帶30公升水的情況下，可清洗完1座電塔（約6-8顆礙子串），若再結合多機協同作業，可大幅提升清洗效率，相較於傳統直升機作業模式，不僅安全又快速。

穩定翱翔　高空任務使命必達

除了提升無人機的動力與穩定性，地面工作站的數據傳輸與指揮系統支援，宛如行動戰情室，能即時接收無人機的影像與數據，並在突發情況下提供應急處理方案。陳文泉指出，行動地面站配備高度靈活的監控設備，能在高空作業中快速調整無人機機隊的操作策略。「工研院的無人機搭載雙攝影機系統，一台模擬駕駛視角負責監控飛行環境，另一台則結合AI技術，辨識礙子位置並回傳精準數據，以便系統自動調整清洗動作，控制水瞄子的噴射角度，以往難以清洗的香菇型礙子內側都能洗到。」

隨著無人機的飛控與動力技術日益成熟，儼然成為高空作業的核心工具。日前工研院「高空精準作業無人機」已規劃於彰濱工業區進行礙子噴灑清洗的示範作業，累積更多實務經驗後，未來的應用範圍將可擴大到太陽能板維護、離岸風機巡檢等場景，甚至連高樓大廈帷幕玻璃的清洗，都有實現的可能。

此外，無人機的應用場景不僅止於高空作業，以火災救援為例，無人機可搭載紅外線感測器，在高溫與濃煙環境中精準辨識災情並即時回傳數據，幫助指揮官制定救援計畫，而隨著載重能力的增強，未來無人機可攜帶滅火彈或載運水帶，能在火勢尚未大規模延燒的初期，飛近現場迅速滅火，阻止火災快速蔓延，都將是無人機的應用舞台。

「高空精準作業無人機」展現了科技助力高空作業的潛力，以更可靠、便捷且精準的方式解決危險又棘手的高空任務，隨著技術的成熟與應用場景的擴展，無人機將全面改變工作模式，以智慧解決者的身分翱翔於天際，為人類的生活創造出更多美好的想像。