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無人機月銷千萬美元,無人船卻出海就翻船?揭開台海「魔鬼海域」的困局

天下雜誌

更新於 09月14日06:12 • 發布於 09月14日05:47 • 吳靜芳

8月27日,立法院三讀通過在野黨版本的「強化國防自主暨無人載具產業發展條例」,每年400億元、總規模達2400億元的預算,不只要買無人機,也正式把無人艇納入採購。法案還在等著行政院副署,緊接著行政院又宣布115年度追加預算,再次提及將採購無人艇,規模至少需要上千艘。

台灣四面環海,在各智庫的台海兵推中,如何把台海變成美軍所稱的「地獄景象」(hellscape),嚇阻解放軍渡海登台的其中要角,就是無人艇。

台灣每個月出口數千萬美元的無人機,然而目前在無人艇方面,成熟度卻有不小的落差。

從造船三雄台船、中信、龍德;甚至無人機公司如雷虎、碳基,都已釋出研發成果及消息,不少國際無人艇新創如Anduril也與中科院合作,在台灣佈局無人船及水下無人載具。然而,目前真的可以在第一線執行任務的無人船,還沒出現。所有人都在嘗試證明最關鍵的一個問題:船出了海,到底能不能用?

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台灣海峽惡劣的自然環境與通訊限制,仍是無人船要克服的痛點。(台船提供)

海上不比空中,是更嚴苛的場域。

雖然無人船三大系統導航、遙控、通信,跟無人機的核心差不多,但並不是照搬到海上就能用。尤其,無人船最大的價值就在於有人船無法出海時,無人船照樣出勤,更需要有應付惡劣天候的能力。

台灣海峽為什麼被稱為「魔鬼級海域」?

台灣國際造船董事長陳政宏指出,無人船在傳統造船部份較為簡單,但難在機電控制或自動導控的系統整合。

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台船董事長陳政宏直言烏克蘭在黑海的無人船經驗參考價值不高,台海是更嚴酷的戰場。(王建棟攝)

尤其在海上自然動態倏忽萬變,風、浪、流,甚至暗礁、漂流物等等,往往讓無人船難以穩定船身、精準控制航跡。去年,中科院於蘇澳外海進行無人船「比武」,因為小有風浪,有些參賽船隻只要跑得快一點,就會當場翻覆或失去控制。

此外,地球是圓的,地球曲率讓無人船超過目視距離十幾公里,無線電通訊就有可能中斷,無法人為遠端操控。

也就是說,無人船出海後就要靠自己。能不能靠AI自主避障、航行,是技術關鍵。目前AI對於氣象、水文等自然環境變化的判斷應對,還差人類一大截。偏偏,台灣海峽是魔鬼級的海域。

陳政宏觀察,烏俄戰爭在黑海、美伊戰爭在波斯灣,都有無人船參與實戰,但對於台海的參考價值並不高。

「那兩個海域海況都不錯,」台灣海峽不只夏季有颱風、冬季有強勁東北季風之外,還有會嚴重干擾通訊、視覺辨識的平流霧,商船活動也十分頻繁。「各式各樣的狀況都有。」

他指出,台船開發「奮進魔鬼魚」等無人船專案,就為了台海的海況,設想情境至少海況五級以上,等於要應對快一層樓的浪高;未來在通訊方面,也很有可能走海空聯合模式,每次派船出去,有無人機當作移動式基地台的通訊中繼角色,作為備援。

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台船「奮進魔鬼魚」,就是為因應台海惡劣環境而誕生。(台船提供)

過去,政府在無人船標案方面的需求和預算不明確,導致台灣本土無人船研發比外國稍晚起步;但因為台灣海峽的特性,最終各方起跑點不會差太多,每艘船來都得從頭測試一遍。

「外國開發測試得早、技術先進,但是拿到我們的環境來用以後,優缺點是什麼?效能下滑多少?還不知道,」陳政宏說。

台船與新創聯手:除了技術,如何壓低製造成本?

即使如此,陳政宏不諱言,台船強項還是在船體製造,不是在無人載具系統研發,必須得跨域合作。台船於九月宣布與美國國防新創Havoc結盟,結合台船的造船量能以及與Havoc的先進自主技術(Collaborative Autonomy),共同推動自主無人水面載具(ASV,Autonomous Surface Vessel)生產。

不過,無人載具的重點除了技術要到位,尤其在軍用市場,低成本製造、大規模量產也是另個重點。

目前,台灣的無人船艇還沒有量產規模,已執行的公開標案算起來,平均造價也不菲:中科院自殺無人艇研發計劃「快奇專案」金額約新台幣8億、建造4艘原型艇;而若以軍方原先釋出的未來逾千艘自殺無人艇採購預算計算,一艘造價約2000萬元。

相較之下,烏克蘭在黑海拿來做消耗戰、已經生產數百艘的自殺無人艇Magura V5,用現成商業零件組裝、採用低軌衛星通訊,造價不到一半,約800萬台幣。

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台灣無人船如何壓低造價並實現大規模量產,是當前面臨的大挑戰。圖為無人船雷虎海鯊號800 。(天下資料)

台灣如何在無人船技術達標後,進一步壓低製造成本,是目前挑戰。若能實現量產,也有望外銷民主同盟國家。

在無人船造價成本普遍高昂的情形下,陽明交通大學電控工程研究所副教授王學誠觀察,如何把關鍵零組件模組化,是新創切入的痛點。

無人船不只軍用市場,還有哪些潛在的商用需求?

王學誠鑽研去中心化通訊技術多年,他成立無人船新創傑海達機器人,不從頭開始造船,而是開發自主導控模組,可以直接安裝在現成船隻上、直接驅動馬達,有人船變身為無人船。

「無人船不像無人機,一艘船成本至少5、6百萬,」他指出,船廠的船體量產能力加上新創的技術合作,有望壓低單價。

這不只會在軍用市場有前景,王學誠認為,在商用與公務市場也有需求。例如離岸風場由於海流與潮汐沖刷,風電基樁周邊的水下地形不斷改變,有極高的地形巡檢需求。

過去都是派遣有人工程船巡檢,但無人船可以像掃地機器人一樣,設定好航線,定期、自主出海,掃描與測量水下地形。海巡署等單位的日常防衛、海上巡檢、搜救等,也能以無人船替代部份出勤任務。

有什麼挑戰嗎?台灣無人船因之前缺少預算支持,比其他國家起步晚,到現在預算有了進展,將進入實地驗證與標案採購階段,如何整合出穩定、可用的系統以及量產製造,將是挑戰。

接下來,無人船元年才正要開始。

(責任編輯:池珮筑)

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