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走在路上时，忽然看到本应畅通的道路被封锁了，伴随刺耳的电钻声，很多人对道路施工造成的不便感到困扰。我国市政供排水管道总长度已经超过200万公里，形成了庞大的地下网络。要修理这些埋在地下的管网，必须先封闭道路，挖开路面，逐一排查损坏状况。不过，寻找细微的问题就像大海捞针，施工噪音和交通拥堵也带来不少麻烦。

怎样才能解决这些问题呢？

工程师们用微型机器人进入管道内部进行“无损”检查。这些机器人体积小，和遥控玩具车差不多大，装备了多种高科技部件，在复杂的黑暗环境中也能完成检测任务。维修人员依据机器人返回的数据，能快速找到故障位置，避免盲目挖掘。

接下来，让我们跟随这些“地下侦探”深入地底，看看它们的工作方式。

管道机器人：灵活的小助手

管道机器人结合了感应器、照明设备、摄像头、通信模块、驱动装置和电池等组件。它们的行走机构设计得很精巧，能够适应管道内的复杂地形。这些机器人不仅能检查管道内部状况，还能凭借有限的能量和计算能力在复杂的环境下自由移动。机器人的设计灵感来自秀丽隐杆线虫，这种线虫虽然只有302个神经细胞，却能通过感知周围环境的变化找到食物。同样，这些机器人只需少量计算资源就能运行自动控制算法，摄像头和红外传感器负责收集外部环境信息并初步处理，再传递给内部传感器，传感器根据信号变化指示驱动轮执行相应操作，比如前进、转弯和避开障碍物。

视觉导航：精准定位

当机器人深入地下时，光线越来越暗，无法依赖卫星定位。这时，机器人需要自己绘制地图并确定位置。借助视觉里程计技术，机器人在移动过程中拍摄多张照片，挑选具有代表性的特征点加以分析。这些特征点不仅包含几何特性，还包括亮度较高的区域。通过不同视角的照片，机器人可以估算出“深度”，也就是距离，从而尽量还原现场布局。这样生成的管网分布图既为机器人提供了导航支持，也为地面上的操作员提供了地形参考，让后续维修工作更加精确。

超声波定位：敏锐的听觉

机器人还运用超声波信号来进行“听音识位”。它们发射超声波信号，监听回声。超声波信号遇到管道破损或阻塞的地方会反射或散射，机器人通过对回声信号的分析，能够判断问题的具体类型，比如阻塞、泄漏、裂缝、腐蚀或孔洞等。此外，机器人会在检测点附近多次测量，以便更准确地锁定问题位置。超声波可以从多个方向和角度探测，不受遮挡物干扰，实现无损检测。除了超声波，机器人还可以使用水听器或加速度计直接测量声音信号，进一步确认问题所在。

结语

微型机器人的引入，让我们能够主动监控管网状态，及时发现问题并修复，避免被动应对。无损诊断大幅减少了路面挖掘，有望缓解恼人的噪音问题。除了给排水管道，这些机器人还能用于天然气管道、输电线路等设施。预计未来三到四年，这些机器人将投入实际应用，为管道行业提供重要助力。