【研究發展處訊】

有條不紊的木質配置，整齊劃一的研究文件，成堆的資訊領域書籍中錯落優美的書法作品及畫作，不只如此，電腦周遭更放置些許3D列印製成的小型公仔，展現童趣之處，這是現任資訊學院院長、資訊科學系教授劉吉軒的專屬空間，研究室風格的交錯與多元，也隱約透露出他的研究風格及領域跨度。

順應時代趨勢　發展文理雙棲研究

大學就讀國立清華大學動力機械工程學系，畢業後便赴美國紐約州立大學石溪分校、卡內基美隆大學深造，長期接觸機械領域，又在求學階段剛好迎接科技資訊的風起雲湧，年輕的他當然也順勢跟隨自己的志趣所在，積極投入機器人研發，他說：「機器人就是有電腦在他的身體裡面，這個電腦可以讓他有眼睛、有腦。」而隨著時代進步，搭配各種外在硬體的變化，機器人的應用領域也更加廣泛，包含：自駕車、無人機等均有相關需求，甚至在人文領域也有可供使用的範圍，這也讓劉吉軒往後的研究之路增添了各種不同的可能性。

後來，因緣際會來到臺灣文組排名第一的大學任教，劉吉軒便開始將自身研究領域與人文社會科學結合，與校內不同科系的專業教師激盪出形形色色的研究案。他以與英國語文學系教授賴惠玲及新聞學系教授劉慧雯合作的「客家委員會臺灣客語語料庫計畫」舉例，此計畫結合語言學、文化傳播和資訊技術，目的是為客語建制重要的數位語料基礎設施，而理工背景出身的劉吉軒，在當中便能夠負責資料庫建置及語料系統架構設計的重要角色。

除此之外，劉吉軒也曾經擔任圖書館館長、社會科學資料中心主任等重要行政職位，從硬體的空間規劃開始，導入美學思維，同時以自身的資訊專長協助校方規劃系統，並在數位典藏、數位人文面向具有顯著成果，而最後，他也將這段職涯所得出版為《大學圖書館的創新思維》一書，不吝與同仁分享自身經驗，展現其在資訊與人文領域的來去自如。

回歸初心　遇見無人機

然而，即使廣泛接觸各種與人文社會領域接軌的研究案，也在當中取得豐碩成果，劉吉軒深諳心中仍然對於機器人領域具有高度的熱忱和興趣。2015至2016年間正好碰上較為小型、價格也更為低廉的微型旋翼式無人機具有技術突破，使無人機不再侷限於大型、高成本的載具限制，開啟其學術研究可能性及技術研發價值。在時機的催化及條件的成熟下，帶動劉吉軒及團隊開始著手進行「前瞻無人機智慧系統：核心技術研發與情境應用展示」研究計畫，也是其往後一連串無人機研究的起點。

「無人機就是代替人的眼睛在空中，能夠給人完全不一樣的視角。」劉吉軒分享，目前大部分的無人機仍然需要人類遠端控制，而上述計畫研究的主要重點，便是希望能夠結合AI技術，研發出無人機的自動智慧控制系統，使設備能夠完全自主運作，進而展開更大的應用自由度。

談及此計畫的形成，劉吉軒也分享，當時系上不同領域的老師均對於無人機系統技術展現共同興趣，共同合作便能發揮互補效果。該計畫主要研發無人機的四個功能模組，包含負責情境意識及決策控制的認知模組；提供運動規劃和相機路徑規劃的運動模組；以資料視覺化及人機互動介面為主的介面模組，以及開發感知分析和識別算法的感知模組。而當中對於電腦視覺、運動規劃等技術需求，也集結了資訊科學系多位教授──包含現任校長李蔡彥、圖書館館長廖文宏，每人各司其職，協助無人機系統建置決策判斷、運動規劃及視覺感知等功能，逐步完善無人機整體自主能力。

跳脫學術疆界　與雷虎科技攜手推動產學合作

「這個計畫的特性是需要把軟體和硬體做深度的整合。」劉吉軒表示，無人機必須要在真實的自然環境中運作，同時也需要因應氣候、地形等複雜的外在條件，因此相關技術的研發必定需要日積月累的努力，同時也需要產業界的配合與協助。在一連串的無人機研發計畫中，雷虎科技公司便在當中扮演重要角色，雷虎科技為臺灣本土的無線電遙控企業，旗下產品包含無人載具、遙控模型車的硬體設備等。

「廠商實際接觸各種應用的場域，他們也比較知道在真實的情況中，可能會遇到哪些問題。」劉吉軒分享，他提到過去雷虎科技曾與中華電信合作，在震災時期於花東地區設立緊急行動基地臺，因為通訊基地臺的設置極度仰賴高空訊號發射器，無人載具設備便在當中扮演重要角色。

然而，因基地臺設置必須仰賴無人機長期滯空約六至八小時以上的能力，而過去的無人機大多需要遠端人力操控，同時也依賴大量電源供應，難以達成此需求。因此，雷虎科技便向劉吉軒提出，希望能夠共同開發由AI系統操控，使高空中的無人機能夠自行對準地面上固定圖點的功能，藉此達成自主長期滯空的目的。因應產業界需求，劉吉軒及其團隊便在計畫中研發出「無人機高空定位與精準降落之視覺引導方法」，最後順利申請專利，成為產業界具突破性的技術革新，同時也是「前瞻無人機智慧系統：核心技術研發與情境應用展示」研究的一大里程碑。

韌性家園重要角色　聚焦無人機防災功能

經歷四、五年的研發時間，國科會規劃重新整併旗下的計畫內容，劉吉軒與團隊奠基於過去研究計畫的基礎，與國立陽明交通大學團隊合作，展開「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，更加積極地探討無人機技術在實際層面的應用，尤其著重於防災部分。

無人機研發到了目前階段，已經具有一定的設備基礎，因此更著重於進階功能開發，例如：無GPS之定點定向搜尋、廣域偵蒐、自動導航巡檢等性能，除了希望能夠協助環境安全監控外，進階功能也能應用至救災層面。劉吉軒分享，團隊開發出能夠使無人機跟隨河流的能力，結合辨識人類的功能，如此一來，倘若在河流中發現疑似為人類的物體，無人機便會自行下降高度，更加完整及全面地巡視，能在災害時協助搜索是否有溺水民眾需要協助，進而回傳資訊供地面站處理。

不只如此，隨著俄烏戰爭的戰況發展，也讓世界看見無人機在戰場中的功用及影響力，此趨勢促使國家中山科學研究院、國防部對國科會提出技術需求，希望能夠著重研發無人機在戰場中的應用，因此，劉吉軒也已展開無人機研究的第三件多年期計畫「強韌視覺自主群飛導航偵蒐之AI 無人機系統關鍵技術研發」，期盼能夠以更為專業、功能性的視角，聚焦無人機在戰略中的使用及確切角色。

技術與應用的交織　無限可能待書寫

「無人機的各種應用牽涉到場域的需求和考量，才會決定我們今天需要用無人機做什麼事。」劉吉軒補充，無人載具可以搭載許多不同的感測器，除了鏡頭以外，也能搭配熱像儀協助偵測森林大火及提供搜救方向，或是微波雷達、地面訊號源等更為功能性的設備。

以更為集體、長遠的面向而言，近年來隨著科技的日新月異，許多國家紛紛開始重視AI競爭力，注重「主權AI」概念，而無人機的AI應用勢必與其密不可分。「如果我們自己能夠掌握無人機的技術，和結合AI之後所帶來的優勢，我想不論是經濟發展，或是科技能力及各種應用的普及實現，整體來講，我們的國力是可以更加被確保。」劉吉軒篤定地說。

看似小巧的無人載具，當中實質涵蓋許多精密的研發技術、廣泛的應用範疇，以及無限的未來可能，種種奧秘則持續仰賴劉吉軒及其團隊的一步一腳印，使人們的眼睛飛至高空，進而看見更為廣袤的世界。（撰文：花清荷）