谢菲尔德大学领导的工程师团队开发出了微型机器人，可以检查水管、诊断裂缝并自主修复，从而减少泄漏并避免昂贵的挖掘工作。

这种名为 Pipebots 的微型机器人可能会彻底改变水利基础设施的管理方式，并有助于节省英格兰和威尔士每天因管道泄漏而流失的30 亿升水。

英国的供水管网总长约35万公里，其历史可追溯到维多利亚时代。随着地下基础设施老化，裂缝和断层导致水不断泄漏，其泄漏量足以填满1200个奥林匹克游泳池。

哪怕是最小的泄漏都可能造成严重的问题。目前，人工查明缺陷的唯一方法是在错综复杂的管道中挖掘并定位泄漏点。这可能需要数天的搜索时间，导致高昂的成本和道路封闭，影响附近的企业和居民。公共设施街道工程每年给英国经济造成至少40亿英镑的损失，并可能对企业和居民造成干扰。

为了解决这个问题，谢菲尔德大学机械、航空航天和土木工程学院的研究人员与伯明翰大学、布里斯托大学和利兹大学合作，开发了一系列配备新型传感器的微型机器人，可以穿过管道并自主检查缺陷。

最小的机器人宽度仅为40毫米，与玩具车大小相当。这些机器人配备了微型高规格声学传感器和摄像头，使其能够自由导航和检测故障。

无需挖掘道路或人行道，只需将 Pipebot 群放置在部署中心，然后由工程师通过消防栓将其放入水管中。这些微型巡逻机器人随后将探索该区域，扫描故障，并将数据传回地面工程师。

管道机器人非常智能，能够避开任何限制区域(例如客户连接处)，并协同工作，快速高效地清理区域。它们配备了全地形支腿，能够穿越地下作业时可能遇到的任何复杂路径。它们还能在短距离内相互通信，从而协同执行任务并解决问题。

谢菲尔德大学项目主任兼声学教授基里尔·霍罗申科夫表示：“漏水管道是水务行业面临的最大问题之一，不仅在英国，而且在全球范围内，随着企业和政府努力应对基础设施老化，漏水管道问题也日益凸显。虽然管道检测技术已经得到改进，但监测水管状况并在这些庞大的管网中发现泄漏仍然极其困难，尤其是在泄漏规模较小的情况下。”

我们研发的管道机器人将彻底改变我们维护水利基础设施的方式，并显著减少英格兰和威尔士每天约30亿升的供水损失。这些机器人将减轻资源压力，并有可能为英国经济节省每年因公共设施街道施工及相关中断造成的40亿英镑损失。

除了水管之外，这些机器人还能够在其他一系列环境中运行，包括下水道、煤气管道和人类无法进入的危险场所。

谢菲尔德的研究人员正与英国水务行业和地方政府的合作伙伴合作开展三个项目，以改进机器人以满足特定的行业需求。具体工作包括：

Pipebot Patrol ——该项目旨在开发、建造和测试一个自主下水道机器人，该机器人生活在下水道中，不断检查堵塞位置并在堵塞开始形成时发出警报。

提升管管道机器人——该项目旨在开发用于实时提升污水管道状况评估检查的技术，这将使修复工程能够得到规划和优先排序，从而降低故障导致污染的风险。

无需挖掘的泄漏修复——该项目旨在开发修复活水管内泄漏的技术，无需进行破坏性挖掘，并且最大程度地减少供水中断。

谢菲尔德团队还在开展一个名为Pipeon 的项目，旨在开发用于自动下水道检查和维护的先进机器人和人工智能技术。

Horoshenkov 教授补充道：“Pipebots 项目充分体现了大学与产业界合作的重要性。我们的研究已经证明了这项技术的有效性，来自产业界的合作伙伴正在帮助我们使其与最终用户的需求紧密相关，并对其进行测试、改进和最终部署，以应对水务行业面临的关键挑战。”