超高密度供電網(wǎng)絡(luò )重塑無(wú)人機和機器人設計開(kāi)發(fā)的未來(lái)

根據近期Korn Ferry報告發(fā)布，估計至2030年，全球熟練勞動(dòng)力將達到8500萬(wàn)個(gè)職位短缺，相當于8.5 萬(wàn)億美元。其中的許多職位將出現在工業(yè)與服務(wù)產(chǎn)業(yè)，在這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)中，新冠疫情暴露了全球供應鏈和勞動(dòng)力儲備的弱點(diǎn)。無(wú)人機 (UAV) 和機器人可為人工任務(wù)實(shí)現高效自動(dòng)化，從而可緩解這種情況。
今天，無(wú)人機正迅速投入服務(wù)，用于許多獨特的關(guān)鍵任務(wù)應用，其中包括安全監控、包裹投遞、農業(yè)、國防，甚至自然災害恢復和人道主義援助運送任務(wù)等。展望未來(lái)幾年，我們會(huì )發(fā)現無(wú)人機將在更危險的應用領(lǐng)域發(fā)揮更為重要的作用，如高壓線(xiàn)檢查、橋塔檢查以及商業(yè)航運船體檢修等。在這些類(lèi)型的應用中使用無(wú)人機有幾個(gè)優(yōu)勢，其中包括更快的響應時(shí)間和實(shí)時(shí)數據采集等。更為重要的是，將無(wú)人系統用于目前由人工操作的高風(fēng)險活動(dòng)，可消除員工受傷、連帶損害及相關(guān)責任成本的風(fēng)險。
隨著(zhù)全球經(jīng)濟的一體化和相互依賴(lài)性越來(lái)越高，對消費品和耐用品的需求正在呈指數級成長(cháng)。由于這種爆炸式的需求，今天的工廠(chǎng)發(fā)現很難及時(shí)采購、生產(chǎn)和交付貨物。這就是使用機器人服務(wù)的意義所在。機器人擅于在決策有限時(shí)選擇任務(wù)路徑。機器人可以持續工作數周，帶來(lái)可預測、可重復的結果，從而可顯著(zhù)提高工作效率和產(chǎn)量。在消費者長(cháng)期需求的推動(dòng)下，機器人和其他自動(dòng)化系統將迅速采用。
為了讓無(wú)人機和機器人實(shí)現廣泛部署，我們需要重新思考對其最有影響的限制—電源。如何使用從機載電池到系留電源或替代能源（如氫燃料電池）再到可再生能源（如太陽(yáng)能、風(fēng)能和波浪能）的各種電源為它們供電，在增加有效載荷的同時(shí)延長(cháng)飛行時(shí)間或保持上線(xiàn)，以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。
當我們與客戶(hù)交談時(shí)，他們通常會(huì )試圖將電源放入一個(gè)極小的空間中。對他們來(lái)說(shuō)，尺寸和重量一直都是最重要的。因此，電源模塊是很好的解決方案，它們不僅小巧、散熱良好，而且還可為行動(dòng)應用提供大量電源。這就是高密度供電網(wǎng)絡(luò )的用武之地。如果電源在許多行動(dòng)應用中都有局限，那么如果使用得當，它也可以成為創(chuàng )新的推動(dòng)因素。
基于模塊的解決方案以極高的效率提供高整合度，因此，可以使用比常規電源拓撲更小的空間，占用最大限度發(fā)揮電源優(yōu)勢。這種電源傳輸模式的轉變，意味著(zhù)無(wú)人機及機器人設計人員可以在其設計中，納入更多特性、功能和更高的工作電壓，無(wú)需做出任何妥協(xié)。
(本文作者Tom Curatolo為Vicor 應用工程高級總監)