無人機和電動垂直起降飛行器（eVTOL）正掀起科技熱潮，物流配送與緊急醫療救援將更為快捷，並為空中公共服務帶來更高效率，前景無限。然而，隨着這些新興技術迅速發展，仍需跨越兩大挑戰：噪音污染和公眾安全。無人機與eVTOL在低空操作時不僅會產生噪音，在微氣象及建築風場環境中更要面對飛行安全的考驗。
香港科技大學（科大）太古航天工程學教授張欣教授和周朋教授正領導研究團隊致力解決這些難題，他們將最尖端的航空航天工程研究與實際解決方案結合，推動無人機和eVTOL和諧地融入城市生活。
張教授說︰「無人機逐漸成為我們日常生活的一部分，我們必須正視和解決噪音與飛行安全的問題，才能贏得公眾信任。我們的目標是讓無人機真正『入屋』，成為都市生活的好幫手。」
噪音及安全為關鍵挑戰
無人機與eVTOL雖帶來前所未有的機遇，但低空飛行的挑戰也不容忽視。它們產生的聲響可能為公眾帶來滋擾，當某地方的無人機飛行量增加一倍，噪音水平將會提高約三分貝，足以影響居民的生活質素。
另一個關鍵考量是安全因素，無人機穿梭於高樓林立的城市，需要面對難以預測的陣風及湍流，這些因素不僅增加飛行的不穩定性，更會擴大噪音排放。
周教授指出︰「城市環境複雜多變，風險更高，公眾期望我們能做到萬無一失。」
此外，目前針對無人機噪音與安全的領域仍面對多重挑戰，包括相關的指引、法規和認證標準仍相當缺乏。有見及此，科大團隊正以創新研究和解決方案填補這些缺口。
世界級設施助力創新突破
在科大空氣動力學與聲學實驗中心及空氣動力學、聲學與噪聲控制研究中心，張教授與周教授帶領着一支跨學科團隊，融合聲學、空氣動力學及以人為本的設計理念，並依靠自主研發的先進設施，推進研究。
其中的核心設備包括一個適合無人機噪音及空氣動力學測試而設的2.5米靜音風洞，以及一間8.1米無回音的消聲室，這些設施使團隊能模擬真實環境，精準測試和不斷完善設計。
張教授表示：「這些獨特的設施均由我們親自設計並建造。早在十年前，公眾仍未關注低空經濟及其挑戰時，科大便獨具慧眼，大力投資大型設備，專注噪音及飛行安全研究評估，讓我們在航空聲學、空氣動力學以至建模、模擬及測試方面累積了深厚的研究實力。我們期望能研發出更安靜、更安全的無人機與eVTOL設計。」
團隊同時開發了精密的專用軟件，模擬無人機在城市環境的一舉一動，研究人員能夠預演各種複雜場景，在解決方案投入實際應用前進行嚴格測試。
打造更安靜、安全的無人機
降低噪音是張教授和周教授團隊的研究焦點，他們利用先進的模擬及測試技術，致力研發低噪音旋翼設計、靜音飛行方案及飛行器設計。
除了改良硬件，團隊也引領噪聲感知飛行路線規劃技術，其研發的軟件系統運用演算法模擬聲音在城市的傳播方式，從而規劃出對居民干擾最小的飛行路線，並結合機器學習技術，模擬噪音對社區的實時影響。
張教授強調︰「創造更安靜的無人機不只是關乎改良槳片或材料，更重要的是深刻理解並尊重城市的聲音環境。」
引領政策制定及行業標準
團隊的研究成果已突破實驗室的範疇，他們的發現為制定城市無人機運行的國際噪音標準和本地法規提供重要的科學依據。這項工作直接填補了監管方面的空白，從而確保以公眾福祉為首要考量。
張教授表示︰「科技必須服務和造福社會，我們的願景是讓無人機提升大眾的生活品質，而非造成滋擾。」
低空經濟項目展現科大推動跨界別協作研究的力量，通過促進學術界、產業界及政策制定者建立夥伴關係，研究人員不僅能攻克技術難關，更能贏得社會認同，為低空經濟的成功奠定基礎。
展望寧靜和諧的城市天空
對張教授和周教授而言，這項工作不僅是技術突破，更是塑造低空經濟可持續未來的關鍵。要令無人機及城市空中交通飛行器成為值得市民信賴的好夥伴，解決噪音和安全問題至關重要。
科大團隊的卓越工作影響深遠，體現了大學堅決應對全球挑戰的承諾，並為負責任科技創新樹立全球典範。
透過科大團隊的努力，低空經濟將迎來技術與社會認可雙贏局面。未來，無人機將在寧靜的天空自由地翱翔，實現科技與社會和諧共處的美好願景。
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