跨領域研究團隊開發「高效分散式推進垂直起降無人機」技術打造智慧飛行新高度

文／杜懿洵
由國立陽明交通大學資訊工程學系莊仁輝教授領軍，加上賴錦文教授、程登湖教授及彭文孝教授所組成的跨領域研究團隊，以「高效分散式電動推進垂直起降無人機技術」脫穎而出，榮獲2025年度「未來科技獎」。本技術為科技部「韌性家園─以智慧無人機建構之智慧安全環境與防災系統」計畫的核心成果，不僅提升無人機的續航力與穩定性，更為城市空中交通（UAM）與防災應用開啟全新可能。

打破傳統設計框架　以創新推進技術提升飛行效率
團隊突破傳統垂直起降（VTOL）無人機需配置兩套推進系統的設計限制，提出「分散式電動推進（DEP）」架構。系統結合可變向螺旋槳模組與伺服控制機構，使單一平台即可執行起飛、懸停、轉場與高速巡航等多模式飛行，大幅減輕結構重量、降低阻力並提升能源效率。此創新展現出我國在高階空氣動力控制上的自主研發能力。

在風洞實驗與數值模擬中，分散式螺旋槳產生的尾流能導引氣流緊貼主翼表面，延遲邊界層分離並抑制失速，升力係數提升逾三倍。團隊更透過優化螺旋槳尺寸與配置，改善升阻比與流場均勻性；翼尖反旋設計則削弱渦流、減少誘導阻力，使整體飛行更穩定且節能。

AI智慧控制　讓無人機更聰明、更安全
除結構創新外，團隊導入AI感測與決策系統，使無人機具備即時環境感知與自主飛行能力。系統可依氣流變化與任務需求，動態調整推力方向與轉速分布，保持穩定飛行姿態，特別適用於突發氣候或複雜地形。智慧化控制讓無人機能於災害現場或都市低空環境執行高風險任務，兼顧安全與效率。

模組化設計亦是一大特色。每個推進模組可獨立控制與快速維修，能依任務載重靈活調整配置，具高度擴充性與跨平台整合潛力。全電動驅動結構更具低噪音、零排放、維護簡便等優勢，呼應全球淨零與綠色航空發展方向。

多場域應用　從智慧城市到防災救援
此項技術擁有高續航力、高穩定性與多模式操控優勢，能廣泛應用於城市空中交通、防災救援及能源巡檢等場域。

在城市空中交通（UAM）中，可作為短程接駁、空中計程車與低空物流的核心載具，兼具低噪音與高安全特性；於災害應變作業中，系統可自主識別任務需求，快速部署於交通中斷或地形艱難區域，執行空拍、運輸與通訊任務。此外，此技術亦能支援智慧農業與能源設施巡檢，搭載感測器與AI邊緣運算模組，進行農地監測、作物分析、風場與電塔巡檢，甚至於偏遠地區與國防監控任務中，也能結合GPS與視覺導航，實現高效率巡防與物資運輸，展現我國自主防災科技的應用潛力。

專利創新　確立自主研發技術優勢
此技術已於2025年7月獲智慧財產局核發發明專利（證書號：TWI890115B），專利名稱為「定翼型無人機及其螺旋槳組件」。系統以伺服馬達驅動桿件機構，軸向旋轉調整螺旋槳方向，依據不同飛行模式自動改變推力向量。螺旋槳模組分布於機翼前緣，可依氣流狀態即時微調角度，兼具節能與穩定效益。這項創新結構突破固定翼無人機在垂直起降與轉場飛行的限制，奠定團隊「分散式電動推進」系統的核心基礎。

跨領域整合　打造次世代智慧飛行平台
本團隊結合資訊工程、機械設計、控制系統與人工智慧等多重專業，展現陽明交大在跨領域創新的研發實力。團隊的核心理念是「以智慧推進綠色航空未來」，希望藉由創新的分散式推進與AI決策系統，為新世代空中交通與防災應用建立可落地的技術平台。

從科研到實踐　開啟綠色航空新篇章
榮獲「未來科技獎」不僅肯定陽明交大在智慧航空與人工智慧應用上的研發成果，也象徵校內科研能量逐步邁向實際應用與國際接軌。該技術以高效率、低碳排與高機動性兼具的特性，為次世代智慧空中運輸提供關鍵技術方案，預期未來將在城市交通、防災救援、能源監測與永續發展等多元領域發揮深遠影響。

左起為彭文孝教授、程登湖教授、賴錦文教授、莊仁輝教授