新的廉价机器人从管道内发现泄漏

麻省理工学院的工程师开发了一种快速，廉价的机器人设备，可以在管道上找到微小的泄漏，无论管道都是什么。

进入清洁，安全的水是世界上的压力需求之一，但由于泄漏，今天的水分配系统平均损失了20％的供应。这些泄漏不仅使短缺更糟糕，而且会通过破坏基础来造成严重的结构损坏建筑和道路。

不幸的是，泄漏检测系统昂贵且操作速度速度较慢 - 并且在使用木材，粘土或塑料管道的系统中不适用于占据发展中国家大部分系统的系统。

现在，由MIT的研究人员开发的一个新系统可以提供一种快速，廉价的解决方案，可以找到甚至可以找到微小的泄漏，无论管道都是什么。

在即将到来的IEEE / RSJ智能机器人和系统国际会议上，将在机械工程Kamal Youcef-Toumi教授和其他两位由机械工程Kamal Youcef-Toumi和另外两次进行开发和测试系统。 （伊索斯）在9月份。与此同时，该团队今年夏天在墨西哥蒙特雷市的12英寸混凝土水分配管道上进行测试。

该系统采用小型橡胶的机器人设备，看起来像超大的羽毛球小鸟。该装置可以通过任何消防栓插入水系统中。然后它随着流动被动地移动，按照它的位置进行记录。它通过在其软橡胶裙的边缘处传感拉动来检测压力的甚至对压力的小变化，这填充了管道的直径。

然后使用NET通过另一个消除物检索该设备，并上传其数据。不需要挖掘，并且不需要任何中断水服务。除了被水流推动的被动装置之外，该团队还生产了一种可以控制其运动的活动版本。

蒙特雷本身有强烈的激励参与这项研究，因为它每年估计估计为泄漏的4​​0％，这座城市损失了8000万美元的收入。当污染的水备份到分配管中时，泄漏也可能导致供水污染。

MIT团队称为Pipeguard，打算将其机器人检测系统商业化，以帮助减轻这种损失。在沙特阿拉伯，通过昂贵的海水淡化厂提供大多数饮用水，通过泄漏损失约33％。这就是为什么沙漠民族的国王石油和矿物大学都赞助并合作了在大部分麻省理工学院团队的工作中，包括今年早些时候的成功现场测试，导致系统的进一步设计改进，Youcef-Toumi说。

小型橡胶机器人的机器人可以通过任何消防栓插入水系统中。然后它随着流动被动地移动，按照它的位置进行记录。它通过在其软橡胶裙的边缘处传感拉动来检测压力的甚至对压力的小变化，这填充了管道的直径。

这些测试，在Saudi Arabia的Pipetech LLC提供的Pipetech LLC提供的2英寸生锈管道中，经常使用相同的管道系统来验证和认证管道技术。在具有许多弯曲，T关节和连接的管道中的测试，涉及为机器人创造人造泄漏以找到。机器人成功地实现了，将泄漏的特点区分开了由压力变化引起的误报或管道尺寸变化，粗糙度或方向的变化。

“我们将机器人从一个关节中放入，并从另一个联合中取出。我们在三天后尝试了14次，每次都完成了检查，“吴说。更重要的是，它发现泄漏大约每分钟一加仑，即传统检测方法可以平均找到的最小尺寸，以及甚至最佳条件下的系统都能找到第三种。

这些泄漏问题普遍存在。“在中国，有许多新建的城市和他们都使用塑料水管，”Banzan International Group首席执行官洪海李鸿海说，中国最大的塑料管制造商之一。“在那些新的管道系统中，由于每天泄漏，仍有大约30％的水损失。目前，没有有效的工具在这些塑料管道中定位泄漏，麻省理工学院的机器人是我们一直在寻找的破坏性变化。“

团队的下一步是在蒙特雷的实地考试之后，是制作更灵活的，可收入的机器人版本，可以快速适应不同直径的管道。例如，在波士顿的六边形下，有6个 - ，8个和12英寸管道的混合物导航 - 很多很久以前那么很多都安装了这座城市甚至没有准确地图。吴说，机器人会展开“像雨伞一样，”，适应每个管道。

机器人的价值不仅用于减少水损失，而且还用于使水服务更安全，更可靠。“当发生泄漏时，从地下流动的水力可以进行严重的结构损伤，破坏街道，洪水房屋，并损坏其他地下公用事业。在山区，马萨诸塞州的水部门的工程和分销总监Mark Gallager表示，居民和业务的服务损失问题。“该系统检测到更小的泄漏的能力可以实现早期检测和修复，在发生严重的管道断裂之前。

Gallager说：“如果我们在首次出现或之前，我们有能力发现泄漏或在临时失败之前，这可以等同于防止每年损失数百万加仑的水。它可以最大限度地减少对基础设施的损害以及家庭和企业的水服务损失，并且可以显着降低相关成本。“

该系统不仅可以在几乎任何种类的水管中发现泄漏，也可用于其他类型的管道分配系统，例如天然气。这种管道通常旧的并且也很差，已经产生了严重的气体积聚甚至在某些城市的爆炸，但泄漏难以检测，直到它们变得足够大，让人们闻到含糊的气味。实际上首先开发了麻省理工学院系统以检测气体泄漏，后来适用于水管。

最终，团队希望，机器人不能只找到泄漏，而且还配备了他们设计的特殊机制，使至少用于较小的泄漏，它可以在现场进行即时修复。

该设备已经吸引了一系列荣誉和奖励。团队成员在2017年麻省理工学院的水资源创新竞赛中获得了10,000美元的奖金，他们是MIT 100万美元创业竞赛的决赛，他们赢得了10,000美元。在$ 10万美元的总决赛中，他们赢得了Booz Allen Hamilton Data Analytics奖的另外10,000美元，并是全国25名获奖者之一，以获得Infosys Foundation的10,000美元的2017年有限公司奖。

其中一项法官在这个评论中，即美元的比赛，Dkny Ceo Caroline Brown表示，“Pipeguard已经创造了一个简单，务实，优雅的解决方案到复杂的问题。… 这个机器人是利用智能设计来简化复杂性并最大限度地提高效率的重要示例。“

该团队在IROS会议上展示结果包括Kristina Kim '17和Michael Finn Henry，这是一名当地高中生，他是麻省理工学院的夏季实习生。Pipeguard的创始人是吴和麻省理工学院乔纳森米勒和丹尼尔戈麦斯。