文／黃光彩
雷虎無人艇在蘇澳外海失聯後又被尋獲的事件，雖然具體技術細節未完全公開，但從目前產業界及美軍的研發經驗，加上相關報導和無人艇操作的挑戰，無人載具（Unmanned Vehicles, UVs）在陸海空等多重介面（例如：從陸地進入水下，或從空中降落到陸地）穿梭時，其通訊網絡將面臨一系列複雜且嚴峻的問題，主要可歸納為以下幾個方面：
1. 通訊中斷：最直接且主要的原因
報導中明確指出，失聯是因為「天候不佳，導致通訊中斷」。這突顯了無人艇通訊在惡劣海象下的脆弱性。可能面臨的技術挑戰包括：
- 無線電訊號衰減與遮蔽：
1.海浪遮蔽效應： 海浪較大時，無人艇船身可能會被浪高遮蔽，導致與岸基或衛星之間的視距通訊（Line-of-Sight, LOS）被阻斷。
2.大氣環境影響： 惡劣天氣如大雨、強風、濃霧等，會對無線電波傳播造成衰減、散射或折射，影響通訊品質和距離。
3.無線電頻率限制： 無人艇使用的無線電頻段可能在遠距離或複雜環境下容易受限，特別是民用頻段可能功率較低。
[ 加入 CIO Taiwan 官方 LINE 、 Facebook 與 IG，與全球CIO同步獲取精華見解 ] - 通訊鏈路冗餘不足：
如果通訊系統缺乏多重備援（如衛星通訊、超視距無線電、蜂巢網路等多種通訊方式的整合），一旦單一通訊鏈路受損或失效，就容易導致完全失聯。 - 抗干擾能力：雖然此次失聯可能與天候有關，但在未來，無人艇通訊必須考慮到敵方可能進行的電子戰干擾，這需要更強的抗干擾技術。
2. 導航與定位系統的挑戰
儘管報導指出設備已恢復正常且數據完整，但失聯期間無人艇的導航能力仍是關注點。可能的挑戰包括：
- GPS訊號不穩或失效：惡劣天氣可能影響GPS衛星訊號的接收，導致定位不準確或完全喪失。海水飛濺或船體姿態變化也可能短暫遮蔽GPS天線。
- GPS拒止環境 (GPS-denied environment) ： 若無人艇本身具備匿蹤功能，在未來也需考量到被動抗GPS干擾或無GPS環境下的自主導航能力，例如慣性導航系統（INS）或視覺導航。
- 慣性導航系統（INS）的累積誤差：慣性導航系統雖然獨立於外部訊號，但其定位誤差會隨時間累積。如果失聯時間較長，INS的精度可能會大幅下降，導致無人艇偏離預定航線。
- 多感測器融合的穩定性：高階無人艇通常會整合多種導航感測器（如GPS、INS、羅盤、聲納、視覺感測器等）。如何有效融合這些數據以提供穩定精確的定位，並在部分感測器失效時仍能維持導航功能，是一個複雜的技術問題。
3. 自主控制與應變能力 (Autonomous / Semi-automated UVs)
無人艇在通訊中斷後如何反應，決定了其失聯後的處置方式和尋獲難度：
- 故障安全（Fail-safe）機制：當通訊中斷時，無人艇是否能自動執行預設的故障安全程序？例如，自動返航到預設地點、在原地漂浮等待通訊恢復，或發送緊急訊號。此次事件中，艇隻最終被尋獲，顯示其可能具備某種漂浮或低功耗維持功能。
- 自主避障與航跡維持：在無人干預下，無人艇能否自主避開障礙物（如船隻、漁網）並維持基本航向？尤其在海象不佳時，這對自主演算法提出了更高要求。
- 能源管理：在失聯期間，無人艇如何有效地管理電池電量，以延長漂浮時間或維持必要功能，直至被尋獲。
4. 匿蹤功能與尋獲難度
報導提及失聯的無人艇是在進行「匿蹤群游測試」，且其船身小，這本身就增加了尋獲難度：
- 雷達反射截面積（RCS）低： 匿蹤設計意味著其雷達反射截面積很小，難以被傳統雷達偵測到。海巡署能找到它實屬不易，可能需要更精密的雷達或透過其他方式（如光學目視、熱成像等）。
- 尺寸小難以發現： 2米的商用無人艇在廣闊海域中，視覺上本來就難以發現，尤其是在海象不佳、能見度低的情況下。
- 無主動發射訊號： 若為保持匿蹤，無人艇可能避免或減少主動發射無線電訊號，這也降低了被定位和追蹤的可能性。
5. 回收與維護的技術挑戰
- 海上回收的複雜性： 在廣闊海域中定位和回收一艘失聯的無人艇本身就是一個挑戰，特別是對於小型的無人艇。
- 故障診斷與數據還原： 雖然雷虎表示數據完整，但失聯事件後對艇隻進行全面檢測，了解通訊中斷的確切原因，並進行系統改進，需要專業的故障診斷和數據分析能力。
解決方案的可能方向：
為了解決這些問題，未來的無人載具通訊網絡需要朝向以下方向發展：
- 異構融合通訊： 開發能夠在不同介面之間無縫切換並整合多種通訊技術（如光學、聲學、無線電）的系統。
- 智慧化通訊管理： 透過AI和機器學習技術，使無人載具能夠實時感知環境，預測通訊狀況，並自主選擇最佳通訊路徑和模式。
- 彈性與抗毀網絡： 建立具備高度彈性和自我修復能力的網狀網絡（mesh network），即使部分節點受損或通訊中斷，也能維持基本運作。
- 邊緣運算與自主決策： 強化無人載具的邊緣運算能力，使其能在通訊受限時進行更多的本地自主決策，減少對中央控制的依賴。
- 高安全性與抗干擾設計： 導入更先進的加密技術、抗干擾技術和電子戰反制措施。
雷虎事件凸顯了無人艇在真實複雜海洋環境下，於通訊、導航、自主控制及尋獲等關鍵技術所面臨的嚴峻挑戰。無人載具通訊網絡在各介面穿梭，面臨物理、技術、安全和操作層面等多重難題，為確保無人載具在多變環境中具備可靠、高效且安全的通訊能力，我們可借此事件契機，積極尋求與美國國防部及麻省理工學院林肯實驗室等國際研究機構合作，共同投入跨領域的整合創新，以解決UV通訊網絡的複雜問題。
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考量台灣四面環海的地理位置，以及當前的地緣政治環境，台灣在無人載具的未來發展上，充滿潛力但也面臨多重挑戰。UV的發展不僅具有戰略意義，在民用領域也大有可為，台灣應秉持「軍民兩用、科技自主、國際合作」的策略，將台灣打造成全球無人載具的重要研發與製造基地。
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