開源無人機崛起：地緣政治角力下的產業關鍵力量

全球局勢緊張、新廠商湧入，開源技術成為最大贏家

當無人機產業持續討論大疆DJI面臨的壓力、Blue sUAS計畫下如Skydio X2等美國製無人機的崛起，以及自主飛行無人機的前景時，有一股穩定的力量正在推動這些重大趨勢——那就是仰賴開源技術的無人機崛起，以及開源協定本身的日益壯大。

本文將透過數據分析，剖析開源無人機生態系的發展軌跡，並探討開源技術在未來數年對產業的深遠影響。

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什麼是開源技術？

開源技術在無人機產業中並非新鮮事。兩大主要開源飛控專案——ArduPilot和PX4——分別在2009年和2011年啟動，比2013年平價即飛無人機的普及，以及2016年美國建立商用無人機法規框架都更早。

廣義而言，開源技術是指以自由使用授權（需注意各授權條款不盡相同）公開發布、由開發者社群共同協作的專案。涵蓋範圍從飛控軟體、通訊協定到電池管理系統等各層面。

一切圍繞飛控系統展開，ArduPilot和PX4在消費級與商用影像產品領域稱霸。Chris Anderson與Jordi Munoz創建了ArduPilot，後來也創辦了3D Robotics。PX4自動駕駛儀則源自蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）Lorenz Meier領導的團隊，Meier後來創辦了Auterion。

兩者的關鍵差異（除了程式碼本身）在於開源授權方式。ArduPilot採用GPLv3授權，而PX4使用BSD-3授權。

GPLv3授權重點

• 允許商業使用、修改及散布程式碼
• 作者不對損害負責，使用者不得對原始作品或衍生作品進行次授權
• 需包含原始軟體副本並揭露對程式碼庫的重大變更（採相同授權）
• 需顯示著作權聲明
• 若將軟體作為產品或服務的一部分散布，須提供修改與重新安裝軟體所需資訊

BSD-3授權重點

• 同樣允許商業使用、修改及散布程式碼或衍生作品
• 作者不對損害負責，使用者不得次授權
• 可對授權軟體提供保固
• 須包含原始著作權聲明與完整授權文字
• 關鍵差異：不需揭露原始碼的衍生作品，也不需提供修改與重新安裝資訊
• 未經明確許可，不得使用原始公司或其成員名義為作品背書

儘管兩套系統有所不同，它們通常可與其他開源技術（如MAVLink通訊協定）交替使用，即使它們屬於「不同陣營」。

開源社群建構的重要技術

• MAVLink通訊協定：無人機對遙控器的通訊協定，允許第三方應用程式與飛控溝通
• QGroundControl：基於MAVLink的無人機地面站軟體，可在任何行動裝置或桌面作業系統上運行
• MAVSDK：透過統一、簡易且跨平台的API與MAVLink載具互動的最佳方式

這些開源技術透過Pixhawk發布的硬體標準進入市場，並由製造商在產品中採用。Pixhawk的開發與社群管理由Pixhawk特別興趣小組（SIG）負責，所有PX4相關開源專案則由Dronecode基金會促進。儘管ArduPilot早期便離開了Dronecode基金會，但Pixhawk硬體標準和MAVLink仍與ArduPilot相容。因此，開源飛控器具有互換性，而產業的關鍵「標準」就是MAVLink協定。

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為什麼開源技術在現在崛起？

推動開源無人機發展的兩大關鍵因素，廣泛來說源自中美地緣政治緊張局勢，以及市場對真正能與DJI競爭的對手的渴望。具體而言，這兩個因素是：新硬體廠商（尤其是美國廠商）的崛起，以及美國的國防採購政策。

在新硬體廠商方面，眾多小型組織正試圖快速進入市場、搶佔市佔率。考量自行開發專有飛控演算法的成本與複雜度，購買搭載開源軟體的通用飛控器對這些廠商來說簡單得多。除了Skydio之外幾乎所有新進硬體廠商都是如此——Skydio的1.7億美元D輪融資使其在資本化和核心研發投入方面遙遙領先。但即便是Skydio，也為政府用戶採用了MAVLink和QGroundControl，以滿足新採購政策的要求。

在採購政策方面，Blue sUAS計畫引起廣泛關注，並催生了一批新的美國製無人機。作為美國國防創新單位（DIU）Blue sUAS徵求方案的一部分，他們持續要求使用開源技術。從Blue sUAS 1.0要求「基於開源協定的架構」，到Blue sUAS 2.0更明確要求「開源指揮與控制協定」。近期一項針對通用「士兵機器人控制器」的徵求方案更特別指定MAVLink相容性，顯示MAVLink指揮控制協定正成為標準。

美國軍方快速擁抱開源技術令人矚目，這反映了國防創新單位在改變美國國防部採購文化方面的影響力，也凸顯了開源專案對大型企業用戶的優勢。透過嚴格的標準執行，大型機構可以幾乎無縫地測試或部署多套系統，資安風險評估也能更加有效率，因為程式碼是公開發布且在採購前已經過廣泛測試。

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開源商用無人機的市場規模

開源技術在商用無人機領域的普及程度如何？由於無人機品牌並不總是有動機公開揭露其使用開源技術，加上產業龍頭DJI開發自有專有系統、將許多開源專案推向軍用或高階利基市場，精確衡量一直有難度。

然而，已知採用開源技術的無人機品牌佔所有商用無人機銷量的26%以上，在非DJI無人機中更佔70%。這顯示了開源技術對商用市場的巨大影響力。相較前一年開源品牌僅佔商用無人機銷量15%，成長幅度相當顯著，且成長主要集中在最深度聚焦開源技術的品牌。

與2020年數據相比，使用開源飛控器的品牌成長最為顯著，從僅6%躍升至近17%——幾乎三倍成長。這反映了硬體領域的更廣泛趨勢，包括DJI市佔率下滑及美國無人機製造商崛起——這些通常是從開源技術中獲益匪淺的年輕企業。

（資料來源：DroneAnalyst 2021年市場調查報告，針對1,408位無人機採購者的調查）

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未來展望

隨著開源無人機與眾多新硬體品牌一同崛起，思考這些技術對產業的更大影響至關重要。

更多美國製MAVLink相容機型

預期將出現更多稍大型、多元化的美國製MAVLink相容機體，以回應Blue sUAS 2.0徵求方案。最顯著的將出現在「無人機平台」類別，即與DJI M300同級的機型，如FreeFly Astro、Ascent Aerosystems Spirit和Inspired Flight IF1200。這些平台型機體非常適合運用開放生態系，以及將開放標準擴展至模組化酬載。2.0徵求方案更開放的性質也意味著這些機型將更加多元。

Auterion生態系的深度整合

由PX4和Pixhawk創辦人於2017年成立的Auterion，正在開發額外的專有軟體來擴展開源無人機的功能。其Auterion Suite軟體主要協助控制與管理相容無人機機隊，並視硬體製造商需求擴展至特定硬體元件。這個更聚焦的開源生態系對於為企業解鎖整合解決方案、實現日益自主化的部署至關重要。

擴展至更多先進應用

根據Dronecode近期報告，對其開源技術堆疊貢獻最多提交的企業包括：物流配送領域的Volansi、測量測繪的Wingtra、繫留解決方案的Elistair、UTM空域管理的AirMap等。值得注意的是，水下無人機開發商Blue Robotics是第四大貢獻者（以提交次數計），這顯示這些源自無人機的技術可能在更廣泛的機器人產業中具有吸引力。

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結語

無人機開源社群不僅將持續存在，更從一開始就在塑造這個產業。雖然最初主要在製造商、開發者和愛好者之間發揮作用，但我們正看到開源技術在企業端扮演更廣泛的角色，並獲得更大的信任。

值得一提的是，開源技術的影響不僅限於商用無人機領域，長期以來也為愛好者和FPV競速無人機飛手提供了經濟實惠且模組化的選擇。

（感謝Dronecode基金會專案經理Ramon Roche在研究過程中的協助與對開源社群的貢獻。）

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