來自謝菲爾德大學的工程師們開發了一種無需挖掘即可檢查水管和診斷裂縫的機器人。
這些微型機器人,亦稱為 Pipebots,已經幫助節省了約 30 億升水,這些水原本因水管漏水而可能流失。
即使是最小的裂縫也能引發重大問題。隨著英國的地下基礎設施可追溯至維多利亞時代,隨著老化,裂縫和故障變得越來越普遍。
目前情況
目前,修復破損水管的唯一方法是挖掘並在錯綜複雜的管道中定位裂縫。這一過程不僅耗時,還導致英國每年面臨約 40 億英鎊的費用。
為了解決這一問題,來自不同大學的研究人員聯手打造這些 Pipebots,以更快地完成檢查並節省寶貴的資金。這些機器人配備了微型高規格的聲學傳感器和攝像頭,能夠自由導航並檢測故障。
機器人的運作方式
這些 Pipebots 可以通過消防栓直接部署到水管中,而無需挖掘道路或人行道。工程師從中央樞紐將它們放入水管,微型機器人隨即開始工作——巡邏水管、檢測故障並實時將數據發送回地面。
Pipebots 能夠避開受限區域,並協同工作以快速高效地清理區域。它們配備了全地形腿,能夠在地下遇到的艱難路徑中靈活導航。
研究人員的看法
謝菲爾德大學的聲學教授 Kirill Horoshenkov 表示:“漏水的水管是水務行業面臨的最大問題之一,不僅在英國,全球各地的公司和政府都在應對老化基礎設施的挑戰。”
“儘管管道檢查技術已有所改善,但在這些龐大的網絡中監測水管的狀況和尋找漏水依然非常困難,尤其是當漏水較小時。”他補充道。
“我們開發的 Pipebots 可能會改變我們維護水基礎設施的方式,顯著減少英格蘭和威爾士每天估計流失的 30 億升水。”
其他值得注意的進行中項目
1. 在水務辦公室(OFWAT)的財政支持下,謝菲爾德的研究人員正在與英國的水務公司和地方當局合作進行三個項目。這些項目包括:
2. UKPipebots for Raising Mains——一個檢查在使用中加壓污水管道的項目,幫助團隊計劃維修並防止污染。
3. No Dig Leak Repair——一個開發技術以在不挖掘道路的情況下修復活水管漏水的項目,使維修更快速且對所有人影響較小。
約八年前,美國麻省理工學院的科學家們也建造了名為 PipeGuards 的機器人來檢測相同的問題,但工作方式不同。
謝菲爾德團隊還在一個歐盟資助的項目 Pipeon 上進行研究,旨在開發可用於自主下水道檢查和維護的先進機器人和人工智能技術。
Horoshenkov 教授對大學間的合作努力表示高度肯定。
“Pipebots 項目是大學與行業之間合作重要性的絕佳例證,”他表示。
“我們的研究證明了這項技術的有效性,來自行業的合作夥伴正在幫助我們使其符合最終用戶的需求,進行測試、推進,最終部署以應對水務行業面臨的關鍵挑戰。”
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