在世界范围内，洁净、安全的水供应仍然是个迫切需求。然而，当今的水供应管网中，平均有20%的水由于管道泄漏而流失浪费。这一浪费，不仅会加重水资源短缺的问题，还会对管道沿路的设施，如公路、楼房地基等造成侵蚀破坏。

不幸的是，管道的泄漏检测是非常昂贵且耗时的——而且对于一些发展中国家广泛使用的木质、陶瓷、或者塑料制作管道来说，先进的探测方式并不适用。

现在，MIT 的研究者提供了一个快速、廉价的解决方案，能够发现管道中最微小的泄露，且不受管道材料限制。他们发明了一种新型机器人装置，能够在任何材料的管道中，发现针尖大小的泄露点。

MIT发明的“羽毛球”机器人，竟是水管、燃气管泄露的杀手！

这个检测系统使用具有弹性的小型机器人进行检测，其外观看起来就像是个大号的羽毛球。

它可以通过消防栓渗透进入水管网系统，然后随着水的流动被动移动，并记录沿途位置。在这个过程中，通过监测可触碰管壁的弹性橡胶“裙摆”受到的拉力，这个机器人可以记录到微小的压力变化，从而判断泄露。

手！

与此前的泄露检测技术相比，它不需要掘地三尺，也没有停水之扰。在使用后，这个装置可以通过在另一个消防栓上设置一个阻拦网捕获，随后将内部的数据上传。除了这个随着水流被动检测的装置，该团队也在研究能够主动移动的版本。

墨西哥城市蒙特雷对这项研究非常有兴趣，因为据估计，该城市每年由于泄露会损失供应网中40%的水，价值高达8千万美金。更糟糕的是，当泄露的水通过破损点回流到管道后，水供应网络又会受到污染。



MIT 的这支名叫Pipe Guard的团队希望将这个机器人泄漏检测系统商业化，从而帮助减少此类损失。在沙特阿拉伯，绝大多数的水由海水淡化工厂供应，而这些水中33%会由于泄露浪费。因此，沙特的法赫德国王石油与矿物大学赞助并协助了这个团队的工作。

在机械工程学系教授Kamal Youcef-Toumi和研究生You Wu等4人的努力下，这个系统已经经历了九年的研发和测试。这个系统会在九月份的智能机器人与系统国际会议（IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems，IROS ）上展示。同时，他们也会在这个夏天使用墨西哥蒙特雷的12英寸的混凝土水管网进行测试。

Youcef-Toumi表示，在今年早些时候，他们合作进行了一次成功的实地测试，测试结果为装置的设计改进提供了帮助。

这些测试在沙特阿尔克巴尔Pipetech LLC公司提供的一个数英里长的测试用生锈管道里进行。测试中的管路弯弯曲曲，有 T 型结构和各种连接，还有人造泄漏点供机器人发现。机器人成功地区分了真正的泄露和由于压力变化或管道结构改变造成的扰动。

Wu说：“在测试的3天中，我们每天14次将机器人从一个连接处放入，并从另一个接口取出。每一次测试都获得了成功。” 它还发现了一个1加仑每分钟的泄露点，这个泄漏点只有常规检测方法平均检测极限的十分之一，是常规方法最佳检测精度的三分之一大。

这种泄漏问题其实在城市中广泛存在。中国最大的塑料管生产商之一、上海邦中国际集团的CEO毕宏海表示：“在中国有很多新兴城市，他们的管网都是使用塑料水管。在这些新型水管中，仍然有高达30%的水由于泄露浪费了。目前为止还没有什么有效的工具能够准确定位泄露点。 MIT PipeGuard团队的机器人创造了检测工具的变革。”

在蒙特雷实地测试之后，这个团队的下一步是研发更加灵活、可折叠的机器人，使之能够快速适应不同尺寸的管道。比如，在波士顿的地下水管网中，有 6英寸、8英寸 和12英寸的管道交错-其中很多管道是很久以前安装的，管理部门并没有它们的准确分布图。 机器人将会像“雨伞”一样张合，来适应不同尺寸的管道， Wu表示。

这个机器人的价值并不仅仅在于减少水资源的损失，它还能让水供应变得更加安全可靠。“当地下泄露产生时，流水产生的力会侵蚀街道、房屋、并破坏其他地下设施。长此以往，还会对居民和商业的水供应造成影响。” 马萨诸塞州水务部工程与配给主管Mark Gallager表示。

这个系统能够在早期发现非常微小的泄露，从而提早检测修复，避免更严重的损失。

Gallager说：“如果我们能够在泄露第一次出现，或者造成严重后果之前发现它，那么就能每年减少数百万加仑的水流失。此外它还能够大大减少对地下基础设施的破坏以及水供应服务的中断，而这又极大的减少了相关花销。”

这个系统不仅可以发现任何水管道中的泄露，还可以被用在其他类型的管网系统中，比如天然气管道。天然气管道通常非常的老旧，而且没有详细的图纸，在一些城市中造成了严重的气体聚积甚至是爆炸。可是通常天然气泄露通常并不能被发现，直到泄露足够严重，人们才能够闻到添加剂的味道。其实，MIT的这套系统起初是为检测气体管道泄露研发的，不过后来被改造用在了水管上。

最后，这个团队希望机器人不仅能够发现泄露点，还能用他们设计的特殊机构来现场修复小规模的泄露。

这个装置问世以来，吸引了很多荣誉和奖项。这个团队在2017 MIT水创新竞赛中赢得了1万美金的奖金，同时也入围MIT十万美金创业大赛（MIT $100K Entrepreneurship Competition ）的决赛，获奖1万美金。在决赛中他们还获得了Booz Allen Hamilton数据分析奖，奖金1万美金，同时他们与其他24个团队一起，获得了全国性的Infy Maker奖，奖金1万美金。

10万美金竞赛的评委，DKNY的CEO Caroline Brown说：“面对复杂的问题，PipeGuard给出了一种简单、实用而且优雅的解决方案。这个机器人是应用智慧设计简化复杂问题、并将效率最大化的一个很好的案例。”

这个团队中还包括Kristina Kim和Michael Finn Henry, 后者是波士顿当地一个高中生，此前在 MIT 做暑期实习生。PipeGuard 的创建者是Wu和MIT硕士生Jonathan Miller和Daniel Gomez。