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海巡智慧升級 海委會攜手成大研發無人機群系統

海巡智慧升級 海委會攜手成大研發無人機群系統 cover

5點看懂:第一,海洋委員會補助成功大學團隊,研發人工智慧驅動的無人機群協同系統;第二,這套系統整合多種不同類型的無人機,可以大範圍監控海域並持續追蹤目標;第三,系統運用多智能體強化學習,讓無人機自主分工、規劃航線與編隊飛行;第四,團隊已完成二十架無人機的雙機隊同步飛行模擬;第五,未來將進行實機整合測試與海上實飛驗證,為智慧海巡奠定基礎。

台灣的海域監控正在邁向智慧化的新階段。海洋委員會宣布補助成功大學研究團隊,開發一套以人工智慧為核心的無人機群系統,希望透過多機協同的方式,打造更綿密、更即時的海上巡邏網絡。

這項計畫的背景,是海域執法需求不斷增加,以及灰色地帶騷擾態樣日益多元。傳統仰賴單一載具巡邏的方式,已經難以覆蓋廣大的海域,也難以在第一時間掌握海上動態,因此建立多層次的監控網絡成為重要的戰略方向。

近年來的區域衝突經驗也顯示,無人機技術已經從單機作業演進到多機協同作戰。不同類型的無人機組成機隊,以群體方式執行任務,成為現代監控與防衛的重要趨勢,台灣的研發方向正是順應這股潮流。

研究團隊開發的系統,最大的突破在於能夠協調不同機隊共同執行任務。過去不同型號的無人機各自為政,難以整合,如今透過人工智慧的調度,可以讓它們在同一片海域上分工合作,實現廣域覆蓋與持續監控。

海洋委員會表示,這套系統將有助於強化台灣的海上防衛、救援能力與整體社會防衛韌性。同時它也為建立智慧化、多層次的海巡系統打下了堅實的技術基礎,展現台灣在海洋科技與智慧航太領域的研發能量。

帶領團隊的成功大學航太系副教授闕志哲,整合了人工智慧、垂直起降定翼無人機、飛行動力學,以及群體協調與控制技術,打造出一套智慧化的多無人機作業系統。這套系統的核心,是讓機器能夠像一個團隊一樣思考與行動。

在研發過程中,團隊針對計畫中使用的三種無人機進行深入研究,包括跳躍二十型、垂直起降型與彈性旋翼型。研究人員透過三維外型建模、空氣動力參數分析,以及六自由度飛行模擬,掌握每種機型的特性與控制模式。

了解機型特性之後,團隊進一步運用人工智慧多智能體強化學習技術,讓多架無人機可以自主分配任務、規劃飛行路徑,並且彼此協調,像雁群一樣編隊飛行。這種自主協調的能力,是整套系統最關鍵的技術門檻。

為了提升編隊的靈活度與飛行安全,團隊還導入了領隊跟隨編隊控制與智慧動態避障技術。當任務需求改變,或是海面上突然出現障礙物時,無人機群可以即時調整航線,自主應對環境變化,不需要地面人員逐一下達指令。

在安全設計上,團隊特別重視避免無人機彼此碰撞。控制演算法中納入了三維空間間隔的概念,並設定最小垂直間隔為三十點五公尺,確保機隊在密集編隊飛行時,仍然能夠保持安全的距離。

目前團隊已經完成了雙機隊、共計二十架無人機的同步飛行模擬,驗證了系統在多機協同上的可行性。這一步的成功,代表從理論走向實務的關鍵門檻已經跨過,接下來將進入更接近真實環境的測試階段。

後續的測試計畫包括硬體在環測試、原型整合測試,以及在開放水域進行的實機飛行測試。這些測試將檢驗機隊在不同海洋環境下的可靠度與可行性,包括風浪、能見度與通訊條件變化時的表現。

從海巡實務來看,這套系統的價值在於彌補人力與載具的限制。海上巡邏往往需要長時間、大範圍的監控,單靠船艦與人力不僅成本高昂,也難以做到全天候覆蓋,無人機群的加入可以大幅提升監控的密度與即時性。

在救援任務上,無人機群同樣具有優勢。當海上發生意外時,無人機可以率先抵達現場,提供即時影像與位置資訊,協助救援單位判斷狀況、規劃路線,爭取寶貴的救援時間。

從產業面來看,這項研發也帶動了台灣智慧航太與海洋科技的人才培育。成功大學團隊在研發過程中累積的飛行控制、人工智慧與系統整合經驗,未來可以擴散到其他應用領域,成為台灣相關產業的重要基礎。

值得注意的是,這套系統並不是要取代現有的海巡人力,而是要成為第一線人員的得力助手。透過機器分擔重複性高、範圍廣大的監控工作,人員可以把精力集中在判斷與決策上,讓整體執法與救援的品質同步提升。

在技術挑戰方面,多機協同最大的難題在於通訊與即時反應。海上環境的通訊條件不如陸地穩定,如何確保機隊在訊號不穩的情況下仍然能夠安全運作,是團隊在後續測試中必須克服的課題。

另一個挑戰是不同機型的整合。每種無人機的飛行速度、續航力與酬載能力都不同,如何讓它們在同一個任務中各展所長,而不是互相牽制,需要精密的任務分配演算法來支撐。

從整體社會防衛的角度來看,建立智慧化的海域監控網絡,不只是軍事或執法議題,更關係到台灣社會面對突發事件時的應變能力。平時的監控能量愈扎實,緊急時刻的反應速度就愈快。

海洋委員會強調,發展多層次的海巡監控網絡與提升海域感知能力,是因應當前海域情勢的核心策略。這套無人機群系統的研發,正是這項策略下重要的技術投資,未來將逐步與現有的海巡體系整合。

對一般民眾而言,這項技術的進展或許不容易直接感受到,但它所代表的意義相當具體:台灣的海域將有更多雙眼睛在守護,無論是漁民作業、海上交通安全,或是突發事件的救援,都能夠獲得更即時的支援。

隨著後續實機測試陸續展開,這套系統的實際表現將受到更多檢驗。如果測試結果符合預期,台灣的智慧海巡將邁出關鍵一步,也為其他領域的多機協同應用提供寶貴的經驗。

後續值得觀察的是,團隊在開放水域實飛測試中的表現,以及海洋委員會如何規劃將這套系統納入日常海巡作業。從實驗室走向第一線的過程,往往是最能檢驗技術成熟度的階段。