中國提出波浪動力AI無人巡邏艇：海浪如何變成推進力

中國研究人員提出一種新概念的AI輔助波浪動力無人水面艇（Unmanned Surface Vessel, USV），目標是打造能在海上長時間自主巡邏與監視的小型船隻。這種設計結合了自然能源推進、人工智慧導航與自主航行技術，使船隻在不需要船員或大量燃料的情況下長時間運作。

這個構想之所以受到關注，是因為它可能被用於遠海或存在主權爭議的海域長期巡邏，例如南海或離岸島礁附近。對許多國家而言，在這些區域維持持續的海上存在通常成本高昂，而無人系統可能提供另一種方案。

這種無人船是什麼

研究描述的系統是一種以海浪為主要推進來源的自主水面船。船上電子設備由太陽能板與電池供電，而人工智慧系統負責導航、避障、感測器資料分析與任務管理。

研究人員在《Naval and Merchant Ships》期刊中指出，這類自供能無人船對於遠海水域的海洋管理與執法可能具有價值。理論上，它們可以在幾乎沒有人工干預的情況下持續運作數月。

與傳統巡邏船相比，這種平台最大的不同在於：推進不依賴燃料，而是直接利用海洋波浪能。

海浪如何轉換成前進推力

核心技術是工程界常見的一種設計：波浪驅動的擺動水翼（oscillating hydrofoils）。

一般結構包含兩個主要部分：

• 海面浮體或船體：隨海浪上下起伏
• 水下水翼組件：固定在船體下方

當海浪讓船體上下移動時，水下水翼會產生相對的上下運動。這種運動會使水翼像魚鰭一樣擺動或拍動，在水中產生升力與推力，從而推動船隻向前。

換句話說，這個機制把海浪的動能直接轉換為前進動力，讓船隻在沒有傳統引擎的情況下航行。相關研究顯示，擺動水翼能透過水翼與周圍流體的互動，把波浪運動轉化為推進力。

在許多設計中，船底會裝有多組可動水翼。當波浪持續通過時，這些水翼會不斷俯仰與升沉，產生連續推進力。

船上能源與設備

波浪主要負責推進，而其他系統則由另一套能源提供，例如：

• 太陽能板與電池：供應電子設備
• 導航感測器、雷達或攝影機
• 衛星或無線電通訊系統
• AI處理器：用於導航與目標辨識

這種「波浪＋太陽能」的混合能源架構，使整體能源需求遠低於傳統機動船隻。

人工智慧在其中扮演什麼角色

人工智慧並不負責推進，而是讓船隻能自主運作。

AI系統可以協助：

• 規劃航線與自主導航
• 偵測並避開其他船隻或障礙物
• 分析感測器資料並識別船隻
• 維持巡邏路線或監視任務

由於這些船預期會在遠離岸基的海域長時間運行，AI能讓它們在通訊不穩定或無法即時人工操控時仍能完成任務。

為何被認為適合長期海上巡邏

波浪動力無人船最大的吸引力是：能以極低成本維持長時間存在（persistent presence）。

研究者認為它在海上執法與監測任務中可能具有幾個優勢。

1. 極長續航

因為推進來自海浪，而電子設備可由太陽能供電，理論上船隻可以在海上部署數月而不需補給燃料。

2. 降低人員風險

無人船不需要船員，因此在偏遠或敏感海域執行任務時，不會直接讓人員暴露在風險中。

3. 低噪音、低可見度監測

波浪推進幾乎沒有引擎噪音，加上船體較小，適合長時間監視或環境監測任務。

4. 在爭議海域維持持續存在

在遠離本土的島礁或海域維持常態巡邏通常成本很高。自主無人系統可以補充海警或海軍巡邏力量，提供持續的感測與監控能力。

在存在主權爭議的海域，這種持續存在能提升海上態勢感知，並支援執法或資源監測。

一個重要前提：目前仍主要是研究構想

值得注意的是，公開資訊顯示這項計畫仍主要停留在研究與概念階段，而非已大規模部署的現役艦隊。

雖然包括中國在內的多個國家都在加速發展海上無人系統，但目前沒有明確證據顯示這種特定的AI波浪動力巡邏無人艇已經大量投入實際巡邏。

更重要的是，它反映了一個更廣泛的技術趨勢：將海洋可再生能源、自主機器人與人工智慧導航結合，打造能在遠海長期運作的分散式海洋監測平台。未來若技術成熟，這類無人船可能成為全球海洋監測與巡邏網絡的一部分。