資料來源：European Commission（2020）. 5G！Drones.

https://5gdrones.eu/

近年來無人機相關技術蓬勃發展，透過整合無刷馬達（Brushless Motor）、鋰聚合物電池（Lithium Polymer Battery，LiPo）、碳纖維複合材料（Carbon Fiber Composite，CFC）、微型電子元件、電力電子（Power Electronics）、通訊導航識別（Communication Navigation Identification，CNI）、飛行控制（Flight Control）等技術，無人機成為未來航空運輸的重要運具。歐美國家積極發展無人機應用與推動策略，本文將針對歐盟5G公私聯盟協會（The 5G Infrastructure Public Private Partnership，以下簡稱5GPPP）所推動5G! Drones計畫進行介紹，作為我國發展智慧無人機應用服務之參考。

財團法人台灣經濟研究院研究一所\彭義琹 助理研究員、陳婕莉副組長

壹、 歐盟5G公私聯盟協會（5GPPP）之5G創新研究計畫

歐洲聯盟執行委員會（European Commission，EC）於2013年成立 5GPPP，以推動歐盟5G技術研究與創新。5GPPP主要任務為促進歐盟5G創新實驗推動計畫，並與5G基礎設施協會（5G Infrastructure Association，5G-IA）共同推動泛歐5G實驗藍圖（5G Pan-European Trials Roadmap）發展。

5GPPP於2019年公布7大5G創新研究計畫，包含：

1. 5G-SMART：主軸為發展智慧工業。
2. 5G！Drones：推動無人機實驗，著重於公共安全監測與防災。
3. 5G-HEART：研究5G應用於醫療、運輸、水產養殖等產業帶來之效益。
4. 5G-VICTORI：聚焦於未來交通、能源、媒體及工廠等領域。
5. 5G-TOURS：為法國巴黎、義大利杜林及希臘雅典等3個城市之旅客、居民及病患進行創新應用服務實驗。
6. 5G-SOLUTIONS：驗證5G通訊技術特性促進垂直產業（Vertical Industry），如工業4.0、交通、能源等蓬勃發展之潛力。
7. 5GROWTH：將人工智慧（Artificial Intelligence，AI）及自動化技術結合5G解決方案應用於垂直產業。

貳、歐盟5G！Drones計畫之應用服務發展

歐盟5G ! Drones計畫主要創新應用服務需求為：（1）透過無人機了解空中交通情形，進而對無人機執行即時遠端命令與控制，讓無人機操作員對任務狀態可即時掌握，並於緊急狀況進行控制；（2）如果發生可預期或不可預期之緊急狀況，無人機可依據正確指令與緊急應變措施執行任務。該計畫目標與效益為有效指揮與控制無人機，確保航空交通安全，降低無人機飛行潛在危險，以及精準發布指令與緊急應變措施。5G！Drones計畫針對上述需求，研提四大應用服務，包含一、無人機飛航交通管理；二、公共安全及災難救援；三、狀況認知（Situation Awareness）；四、維持人潮眾多活動之連線能力，本文將針對前兩項應用服務介紹如下：

一、 無人機飛航交通管理：

該計畫透過遙測（Remote Sensing）與高畫質影像應用，優化無人機飛航交通管理效能（含指揮與控制），期望運用超可靠低延遲通訊（Ultra-reliable and Low Latency Communications，URLLC），實現雙向即時傳輸無人機與地面管制站（Ground Control Station，GCS）之間的資料，資料蒐集來源包含全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS）、加速計、陀螺儀、指南針、氣壓計、風速感測器、3D地形影像，以及高畫質4K動態影像等，亦可結合擴增實境（Augmented Reality，AR）及虛擬實境（Virtual Reality，VR）控制器。另外，無人機亦配備自動防撞功能，透過完全自主模式與預訂編排路線，可讓3架以上無人機同時於預定航線中執行任務或獨立飛行。該計畫亦蒐集及評估大量航空數據，進而分析空中潛在風險，以強化對各類飛航對象的告警作業。

二、 公共安全及災難救援：

無人機可應用於公共安全與多元災難救援情境，如地震、森林野火、風暴、山崩、海嘯、化生放核爆（Chemical, Biological, Radiological, Nuclear, and Explosives，CBRNE）、恐怖攻擊等。不論是天然或人為災難，都將對環境造成嚴重破壞，同時將影響公共安全。當上述災難發生時，搜救人員較不易進入現場救災，尤其天然災難常重創災區環境與基礎設施，進而破壞城市與該區域聯繫之通訊設備，通訊中斷時，緊急應變措施將無法正常啟動，使現場救援與復原作業需付出相對較高的成本及時間。同時，災難發生當下，民眾對外聯繫需求量增高，搜救人員亦需傳輸大量災區影片及照片以全面掌握現場情形，龐大資料量將使通訊網路壅塞，造成網路服務品質惡化，甚至有無法連線網路及資料傳輸困難之情形。

鑑此，災難發生當下，在搜救人員及救援車輛不及之處，無人機能協助迅速且有效取得即時資訊，如透過無人機取得高畫質即時影像，使搜救人員可迅速將災難現場進行3D製圖（3D Mapping）以找到受損最嚴重的區域，即時上傳現場資訊以協調救援工作。相較傳統救災模式，無人機可節省救災成本及大幅提升緊急應變速度，另外，與人造衛星影像相比，無人機亦能更即時地提傳輸高畫質影像。

不論是在白天或黑夜期間，無人機搭載紅外線鏡頭能迅速找到待援對象所在位置（特別於夜間執行任務時）；群飛無人機亦可快速且有效搜索幅員較大災難區域。另外，無人機能將高畫質影像即時傳輸至災害應變中心，協助搜救人員精確標記待援對象，同時，詳細定位資訊將有效引導搜救人員精準地至待援對象所在位置，空拍畫面亦將協助搜救人員避開救援路徑上之阻礙及危險。當無人機發現待援對象時，將立即透過變焦鏡頭檢查其身體狀況並分析該待援對象受傷程度，以確保搜救人員備足相關急救設備。

上圖為無人機執行公共安全及災難救援示意圖

無人機已發展出多種創新應用服務，應用領域擴及至物流運送、強化通訊、救災搜救、數據蒐集、地理探勘等。本文下篇將接續介紹歐盟5G！Drone計畫所發展應用服務內容，提供我國相關利害關係人參考，如狀況認知、維持人潮眾多活動之連線能力等。

參、參考資料

[1]    European Commission（2020）. 5G！Drones.

[2]    European Commission（2020）. 5G！Drones，Description of 5G！Drones use cases.

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