超高密度供電網(wǎng)絡(luò)重塑無人機和機器人設(shè)計開發(fā)的未來

根據(jù)近期Korn Ferry報告發(fā)布，估計至2030年，全球熟練勞動力將達到8500萬個職位短缺，相當(dāng)于8.5 萬億美元。其中的許多職位將出現(xiàn)在工業(yè)與服務(wù)產(chǎn)業(yè)，在這兩個產(chǎn)業(yè)中，新冠疫情暴露了全球供應(yīng)鏈和勞動力儲備的弱點。無人機 (UAV) 和機器人可為人工任務(wù)實現(xiàn)高效自動化，從而可緩解這種情況。
今天，無人機正迅速投入服務(wù)，用于許多獨特的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用，其中包括安全監(jiān)控、包裹投遞、農(nóng)業(yè)、國防，甚至自然災(zāi)害恢復(fù)和人道主義援助運送任務(wù)等。展望未來幾年，我們會發(fā)現(xiàn)無人機將在更危險的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮更為重要的作用，如高壓線檢查、橋塔檢查以及商業(yè)航運船體檢修等。在這些類型的應(yīng)用中使用無人機有幾個優(yōu)勢，其中包括更快的響應(yīng)時間和實時數(shù)據(jù)采集等。更為重要的是，將無人系統(tǒng)用于目前由人工操作的高風(fēng)險活動，可消除員工受傷、連帶損害及相關(guān)責(zé)任成本的風(fēng)險。
隨著全球經(jīng)濟的一體化和相互依賴性越來越高，對消費品和耐用品的需求正在呈指數(shù)級成長。由于這種爆炸式的需求，今天的工廠發(fā)現(xiàn)很難及時采購、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選擇任務(wù)路徑。機器人可以持續(xù)工作數(shù)周，帶來可預(yù)測、可重復(fù)的結(jié)果，從而可顯著提高工作效率和產(chǎn)量。在消費者長期需求的推動下，機器人和其他自動化系統(tǒng)將迅速采用。
為了讓無人機和機器人實現(xiàn)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延長飛行時間或保持上線，以滿足生產(chǎn)需求。
當(dāng)我們與客戶交談時，他們通常會試圖將電源放入一個極小的空間中。對他們來說，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，而且還可為行動應(yīng)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應(yīng)用中都有局限，那么如果使用得當(dāng)，它也可以成為創(chuàng)新的推動因素。
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(guī)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(zhuǎn)變，意味著無人機及機器人設(shè)計人員可以在其設(shè)計中，納入更多特性、功能和更高的工作電壓，無需做出任何妥協(xié)。
(本文作者Tom Curatolo為Vicor 應(yīng)用工程高級總監(jiān))