◎吳明鴻

 無人水下載具（UUV）指能夠在未載人情況下，於水下作業的潛水器。以現階段技術屬於機器人的範疇，可概分為：第1類由遠端操作人員遙控的「遙控水下航行器」（ROUV），和第2類由人工智慧駕駛的「自主水下航行器」（AUV），功能均為高度自動化。特殊狀況下，只有第2類載具的實用等級被歸納成「自主機器人」，第1類雖然也屬於「機器人」作業系統，但需遠端操作，類似於「外科手術機器人」的應用層級。

　 水下應用層面廣泛

　 當今美、英、法、俄和中共都在製造無人水下載具，藉以偵測和掃除水雷。例如美製的REMUS，可以在16小時內清除1平方英里內的水雷 ，傳統由人員執行水下爆破掃雷，則需要21天的時間。除清除水雷的UUV，美國的自主化（微型化）無人載具，2008年開始進行原型設計 ，尤其配備人工智慧的自主無人載具，可執行船體檢查、海床沉船檢查和擔任核反應器淨化、海底採礦／鑽井探勘等特種任務。

 無人水下載具目前積極參與軍事應用，美國蘭德公司曾為美軍進行調查，分析其可以執行的任務，包括「水文情報」、「滲透偵察」、「水雷偵測／清除」和「反潛作戰」等功能 。無人水下載具能以更低的成本，提供更大的區域覆蓋範圍，傳回的數據質量也遠高於傳統的載人潛艦。

 無人水下載具可用於深海探勘和水文研究，例如，已被用於從海底蒐集樣本，以測量特定海域之內的微塑料含量 ，也可探索深海動物群和結構，發現新的水下物種，海洋溫度測量、海底測繪，和海底火山噴口熱度探測等，利用測繪儀、探深儀、數位影像、磁力感測器和超音波成像技術，達成新型態海洋研究目的。

 美國伍茲霍爾海洋研究所使用名為「哨兵」（Sentry）的載具，繪製5000公尺深處的海底地圖，其外形設計可達成潛水最大限度，減少阻力和壓力，以回聲學通訊系統回傳載具狀態和數據。UUV能夠記錄海洋浮冰以下生態和地形，因為將UUV送入不穩定的冰層，風險遠低於載人潛艦和船艦。

 還有一款滑翔式UUV，通常用於測量不同深度的海洋溫度和洋流強度。簡易化功能和更低的操作成本，讓使用單位可以部署更多的UUV，進而提高海洋氣象報告的準確性和更多細節。許多專為蒐集海底樣本或圖像而設計的UUV為拖曳式，由船艦電纜沿著海底或上方牽引驅動，這種「拖船」可用於需要大量電力和數據傳輸的任務，例如「樣品實地測試」和「超高解析度影像」。

 2021年美國科學家展示用於深海作業的「仿生自供電能軟式變形機器人」，號稱可承受太平洋馬里亞納海溝最深處的壓力。該機器人主要以柔韌材料製成，類似人造肌肉和尾翼，另有分佈在其矽膠體內的電子設備，可用於探勘和環境監測。

　 協助指揮官快速下決策

　 美國海軍「海底作戰中心」紐波特分部進行的第4次高級海軍技術示範資料顯示，諾斯洛普．格魯曼公司以遙控火力偵察兵（MQ-8B Fire Scout）無人機空投UUV，在整個演示過程中，IVER 3-580 UUV展示優異掃雷能力，同時還示範即時目標自動識別系統。

 美國亨廷頓公司則展示名為Proteus（外形彷彿「變形蟲」）的UUV。Proteus 是由亨廷頓和巴特爾合作開發的雙模式水下航行器，示範期間藉由對海床偵測性能，進行對水下殺傷力武器搜索示範，該載具使用1具合成孔徑聲納，聯接到遙控船的左右兩舷，這讓UUV能夠識別停留在水下的目標，進而掃除破壞。亨廷頓公司表示，示範的重大意義，在於運行完整的水下殺傷鏈，藉由一次實際任務展示過程，說明UUV用於水下任務的妥適性。

　 UUV的最後一次示範，由「通用動力」公司展示，藉由「戰區模擬」規劃方案，展示UUV的特殊性能。透過模擬程序，示範1艘近岸作戰艦和2具UUV的聯合部署和標準運行模式。演練目的是向國會展示，操作人員和UUV間的通信品質、速度和偵測模式。

 眾議院軍事委員會資深成員朗格文認為，UUV操作示範，讓戰場指揮官，能夠做出可靠的指令，遇狀況比敵方能更快做出反應，達成作戰目標，並希望透過UUV數據讓海軍指揮官能更適切做出與戰場相關的判斷和決策。這些演習旨在展示UUV在軍事層面的應用，以及每家公司加速研發與更新特定任務的創新功能。

　 通訊傳輸技術有待提升

　 UUV的主要問題是通訊品質，操作人員和載具之間的通訊至關重要，但是有多種因素可能會阻礙兩者之間的聯繫，主要障礙之一是水下傳遞的失真，因為水會使訊號傳遞失誤並延遲速度，這在時間極為重要的任務中，可能是非常大的問題。由於UUV通訊技術利用聲波，而不是傳統的電磁波，通常會受到干擾；聲波傳輸通常會延遲1至2秒，因為比其他類型波速移動得更慢，這還不包括阻礙通訊的天然環境因素，例如反射、折射和訊號被吸收。水中的這些效應會全面散射和降低訊號品質，使水下通訊系統與其他訊號源相比，延遲相當明顯 。

 另一個利用聲波的系統，是在無人駕駛載具的操縱，精準度是UUV是否能順利完成任務的必要條件。裝置於載具上一般操縱系統，是以回聲定位，由於與通訊使用相同的系統，因此也面臨與「回聲通訊」同樣的問題。荷蘭皇家海軍曾經發表論文，詳細說明對此干擾現象的擔憂。荷蘭皇家海軍非常關注UUV偵測效能和完成有人駕駛載具無法達成的任務之能力。

 美軍和民間研究單位通用的UUV，大多數為REMUS系列，由「伍茲霍爾海洋研究所」規劃，海洋系統實驗室（OSL）設計的自主水下航行器（AUV），載具實體由亨廷頓英格爾斯工業（HII）製造生產。該系列UUV設計成本低，具有共享控制軟體和電子模組子系統，可透過筆記型電腦操作。通常被民間單位用於海底測繪、水下探勘以及搜索和回收，海軍則用於偵測和破壞水雷任務。

 AI延伸新的應用空間

 2016年12月16日，中共軍艦在南海扣押1具無人水下載具，該無人載具當時正由美國海軍「鮑迪奇號」（USNS Bowditch）水文調查船進行回收作業；1天後，中共將無人載具歸還美國海軍。五角大廈表示該無人載具用於蒐集天氣和海洋溫度數據，並未裝置軍用設備，中共媒體則指美國海軍大量使用無人載具，在南海收集水下訊息並執行偵察任務。

　 近年來，隨著世界各大國對歐、亞大陸邊際水域航行權力的論述不斷被提出，鄰近緣海的探勘與測量密度與頻率勢將持續增加，特別是在高科技發展，已達到人工智慧實用化的此時，各種水下載具的運用機會和構型發展，將會一如載具本身的隱匿特性，延伸出新的應用空間，未來採用圖像識別、人工智慧、大容量的資料庫系統以有效提高資訊處理、精密導航定位等的技術能力，亦是無人水下載具的發展重點方向。

（作者為退役空軍機工長）