深海之眼-無人載具發展(一)：夏威夷與Manta Ray 🌊👁️
摘要與前言：
夏威夷憑藉其得天獨厚的深海環境與完善的海洋數據基礎設施，目前已成為全球無人水下載具(UUV/AUV)與水面載具研發、測試及應用的核心重鎮，其無人載具的發展呈現出從「硬體載具多樣化」到「AI 軟體賦能」，再到「全域數位網路整合」的全面升級趨勢，國家級研究單位和許多企業分別投入超大型潛航器(XLUUV)、波浪滑翔機(Wave Glider)、深海遙控載具，甚至是協助水下設備續航的離岸充電系統等，呈現數位海洋全域網絡系統的多軌發展。
一、夏威夷主要研究單位
1.夏威夷大學海洋與地球科學技術學院(SOEST)：
是頂尖的海洋、地球及大氣科學研究機構。該學院致力於研究氣候變化、水資源、天然災害及永續生態系統，擁有強大的研究實力，創造了UH Mānoa約三分之一的校外研究經費，則專注於整合多種海洋探測平台，包括船隻、小型船艇以及無人載具(UV)。SOEST 提供的技術支援涵蓋了 Ocean Gliders(海洋滑翔機) 等設備，這些設備在海洋參數觀測(如溫度、鹽度、化學成分)方面發揮重要作用，與 ROV 和 UUV 共同構成全方位的海洋觀測網。其中「Luʻukai」下潛深度可達6,000公尺，主要用於維護ALOHA觀測站深海光纖電纜、深海生物與礦物採樣等工作；而為了解決多台載具在海上協同作業的需求，SOEST研發了導航技術，整合低成本的 GNSS 接收器與專門的通訊協定，讓一組「無人艦隊」能像受訓過的編隊一樣，進行大面積的同步搜索或科學採樣。
↑ ROV Luʻukai準備進入水下作業 (photo credit: UH SOEST)
2.國家海洋暨大氣總署(NOAA)太平洋群島漁業科學中心
太平洋群島漁業科學中心 (Pacific Islands Fisheries Science Center, PIFSC)隸屬於美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)，總部位於夏威夷檀香山的福特島(Ford Island)，掌管太平洋地區海洋生物資源保護與管理，研究範圍橫跨整個中、西太平洋，包含夏威夷群島、美屬薩摩亞、關島及北馬里亞納群島，也正因為監測範圍遼闊，近年來PIFSC積極將傳統的研究船轉型為無人化觀測載具，如和Liquid Robotics合作部署波浪滑翔機(Wave Glinder)，環繞夏威夷群島巡航，發展長距離聲納普查的風帆無人船(Saildrone)、可追蹤海洋熱浪與漁場遷移的水下滑翔機(Underwater Gliders)。
↑ NOAA海洋氣象站(OCS)太平洋海洋環境實驗室(PMEL)負責執行觀測任務的第五代風帆無人船(Saildrone) (Photo Credit: OCS PMEL)
二、航行的魔鬼：Manta Ray🐟
↑ Manta Ray (photo credit: Northrop Grumman)
美國 Northrop Grumman在美國國防高等研究計畫署(DARPA)的主導及支持下，開發出超大型仿生水下無人載具(XLUUV) Manta Ray。其外型仿效鬼蝠魟扁平、光滑的體態，提供極佳的流體動力效率，還能在水下提供巨大的內部空間來裝載能源和各種任務載荷，並採用滑翔式運動結合傳統推進器的混合模式「浮力驅動滑翔(Buoyancy Gliding)」，透過改變自身浮力上下起伏，配合翼面產生前進動力，這種方式極度安靜、省電且可延長作業時間。
Manta Ray曾於夏威夷歐胡島外進行潛水測試，2024年在南加州海岸完成原型機組裝及水下航行、轉向與錨定等海試項目，2026年正與美國海軍進行深度對接，作為其「幽靈艦隊」計畫的重要水下分支。未來將持續驗證其長時間、長距離任務的運作能力。
🔎Manta Ray核心技術與突破：
l 長續航：具備獨特的錨定、海底棲息(Hibernation)功能，可在任務間隙於海底固定自身並進入極低功耗的休眠狀態，以實現長時間駐留，Northrop Grumman亦研究如何直接從環境中採集能量，如熱梯度或洋流。
l 自主性：具備高度智能，能在沒有人類干預的情況下處理複雜的水下環境，導航並避開障礙物。
l 模組化：能夠分解運輸並於現場快速組裝，降低了部署難度與成本。
↑ Manta Ray自岸邊吊放至水面上準備下潛執行任務 (photo credit: Northrop Grumman)
↑ Manta Ray於水底錨定冬眠示意圖 (photo credit: Northrop Grumman)
*以上內容均為科技組自行蒐整*
