記者李嘉興／高雄報導

水下收不到GPS訊號，自主水下載具如何知道自己在哪裡、又該往哪裡走？海洋委員會推動「海洋科技專案」，補助國立高雄科技大學與國立成功大學跨校合作研發國產自主水下載具 AUV，團隊整合IMU慣性測量、DVL水下流速計與地磁儀等多項感測技術，經實際水域測試，5分鐘潛航定位誤差可控制在10公尺以內，為臺灣自主水下科技跨出重要一步。

這項「具自主循跡國產水下載具研發與實測」計畫，由國立高雄科技大學電腦與通訊工程系翁健二教授團隊，與國立成功大學智慧與節能海洋載具中心陳永裕教授團隊共同執行，透過跨校整合機電、通訊、導航、控制及人工智慧技術，研製具自主導航與循跡能力的AUV。

AUV全名為Autonomous Underwater Vehicle，即「自主水下載具」。與需要人員直接潛入水下作業不同，AUV可依任務設定進行自主航行，再搭載不同感測設備執行海底環境調查、設施巡檢及資料蒐集等任務，因此被視為海洋調查、離岸風電及海底設施維護的重要技術之一。

但水下載具面臨的第一個難題，就是一般人在陸地上習以為常的GPS衛星定位訊號無法直接在水下正常使用，加上水下通訊條件遠比陸地及空中複雜，使「我現在在哪裡」成為自主水下載具能否真正執行任務的重要技術關卡。

為突破這項限制，高科大翁健二教授與成大陳永裕教授團隊整合慣性測量 IMU、水下流速計 DVL及地磁儀等多感測器資訊，建立水下定位及導航系統。

依計畫測試成果，AUV在潛航5分鐘內，定位誤差可控制在10公尺以內，藉由不同感測器互相補足資訊，降低長時間水下航行時可能產生的定位偏移問題。

載具本體同樣從設計端著手。團隊採取流線型低阻力外型，並透過電腦模擬進行最佳化設計，完成全長3.4公尺、金屬殼體重量約50公斤的輕量化自主水下載具。

電子艙體經測試可承受相當於水深20公尺、約2 bar的靜水壓力，在結構強度之外，也藉由降低水下航行阻力提升能源使用效率，增加執行水下任務的穩定性。

面對海流干擾，研究團隊進一步導入AI類神經網路 RBF進行智慧動力控制，讓AUV依環境變化調整推進輸出。

依研發團隊實測結果，在海流干擾條件下，載具仍能以5節航速穩定推進，軌跡追蹤誤差控制在5.2公尺以內，約小於兩倍載具船長，驗證自主循跡及動力控制能力。

這項技術未來瞄準的不只是學術研究。海洋委員會表示，國產AUV可進一步應用於海洋環境調查、港區及航道巡檢、水下搜救、海底探勘，以及海纜、離岸風電等水下基礎設施檢測與維護。

臺灣離岸風電持續發展，水下基礎結構、海纜及相關設施均有定期檢查需求。傳統作業部分仰賴潛水人員或有人船舶，面對海象、水深及水下環境變化，都可能增加人員安全風險及作業成本。

若AUV技術持續完成不同海況、深度及任務情境驗證，未來可望在部分適合自動化執行的水下巡檢工作中，降低人員直接進入高風險水下環境的需求，同時提高資料蒐集效率。

海洋委員會指出，高科大與成大的合作成果，展現國內在水下載具設計、導航、控制及實測驗證方面的自主研發能力，未來將持續協助國內產、學、研團隊推動前瞻海洋科技及產業化應用。

從「水下找不到GPS」到讓載具自行判斷位置、控制航向，國產AUV要真正走向海纜、離岸風電、港區巡檢及海洋調查等實際產業應用，後續仍需面對更深水域、長時間航行、複雜海況及可靠度等考驗，但這次跨校團隊完成整合實測，也讓臺灣水下自主科技向實際應用再推進一步。