我们家中和城市地下错综复杂的管网难以进入，因此维护成本高昂。
一款名为Joey的微型机器人已研发成功，它能够自主找到穿越地下管道的路径。
该机器人生产成本低廉、智能、体积小且重量轻，使其能够在具有挑战性的地形中穿行于管道之间。
利兹大学的研究人员研发出首款名为Joey的微型机器人，它能够在地下狭窄的管网中自主寻找路线，以检查任何损坏或泄漏情况。Joey生产成本低、智能、体积小且重量轻，可在倾斜的管道中或管底的湿滑或泥泞沉积物上移动。未来版本的Joey将以群体方式运作，其移动底座将搭载在更大的“母体”机器人Kanga上，后者将配备用于管道维修的机械臂和工具。
我们街道底下铺设着一座迷宫般的管道，包括输送水的管道、污水管道和燃气管道。这些管道的定期检查（以查找泄漏，或进行维修）通常需要将其挖开。后者不仅繁重且成本高昂，据估计仅英国每年就需耗资55亿英镑，还会造成交通中断，给附近居民带来不便，更不必说对环境造成的破坏。
试想一下，有一款机器人能够穿行于最狭窄的管网之中，并将损坏或堵塞情况的图像传回给人类操作员。这已不再是空想，来自利兹大学的一个研究团队在《机器人与人工智能前沿》上发表的一项新研究表明了这一点。《机器人与人工智能前沿》。
“在此我们展示了Joey——一款新型微型机器人——并证明Joey能够完全自主地探索真实的管网，甚至无需摄像头即可导航，”利兹大学教授、该研究的通讯作者Netta Cohen博士表示。
Joey是首款能够完全自主穿越直径仅7.5厘米管道迷宫的机器人。其重量仅70克，小到可以放在您的掌心。
Pipebots项目
本项研究是“Pipebots”项目的一部分，该项目由谢菲尔德大学、布里斯托大学、伯明翰大学和利兹大学联合开展，并与英国公用事业公司以及其他国际学术和产业合作伙伴合作完成。
第一作者、利兹大学博士后科学家Thanh Luan Nguyen博士（负责开发Joey的控制算法，即其“大脑”）表示：“地下水和污水管网是最不适宜居住的环境之一，不仅对人类如此，对机器人也是如此。地下无法使用卫星导航。而且Joey体积微小，因此必须依靠非常简单的电机、传感器和计算机来运行，这些部件占用空间很小，同时小型电池还必须能够持续工作足够长的时间。”
Joey依靠3D打印的“轮腿”移动，可沿直线段滚动，并能跨越小型障碍物行走。它配备了一系列节能传感器，用于测量其与墙壁、交叉口和拐角的距离，还配有导航工具、一个麦克风，以及用于拍摄管网故障并保存图像的摄像头和“聚光灯”。该原型机的生产成本仅为300英镑。麦克风，以及用于拍摄管网故障并保存图像的摄像头和“聚光灯”。该原型机的生产成本仅为300英镑。
泥泞与湿滑斜坡
研究团队表明，Joey能够在没有人类操作员任何指令的情况下，在一个实验性管网中找到路线，该管网包括一个T形交叉口、一个左右拐角、一个死胡同、一处障碍物以及三个直线段。平均而言，Joey用略超过45秒的时间探索了约一米的管网。
为了增加机器人的难度，研究人员验证了该机器人能够轻松地在具有实际坡度的倾斜管道中上下移动。为测试Joey在泥泞或湿滑管道中的穿行能力，他们还向管道中加入了沙子和黏稠凝胶（实际为洗碗液），同样取得了成功。湿滑的管道中穿行的能力，他们还向管道中加入了沙子和黏稠凝胶（实际为洗碗液），同样取得了成功。
重要的是，传感器已足以使Joey在无需开启摄像头或使用高耗能计算机视觉的情况下完成导航。这既节省了能源，也延长了Joey当前的电池续航时间。每当电量不足时，Joey将返回其出发点，“进食”以补充电力。
目前，Joey存在一个弱点：如果不慎翻转身体背朝地面，它无法自行翻正，就像一只翻过身来的乌龟。研究作者认为，下一代原型机将能够克服这一难题。未来各代Joey还应具备防水功能，以便在完全充满液体的管道中水下作业。
Joey的未来在于协作
Pipebots科学家的目标是开发一个由多个Joey组成的群体，这些Joey能够相互通信并协同工作，并以名为Kanga的更大型“母体”机器人为基础。Kanga目前由利兹大学计算机学院的部分同一批作者负责开发和测试，它将配备更为先进的传感器和维修工具，例如机械臂，并能够搭载多个Joey。
“我们的最终目标是设计一套系统，能够检查和绘制大规模管网的状况，持续监测管道，甚至执行部分维护和维修任务，”Cohen表示。
“我们设想该技术将进行规模化扩展和多样化发展，形成一个由多种机器人组成的地下协作生态系统。在这一设想中，由更大型的机器人部署多组Joey，这些大型机器人具备更强的动力和能力，但只能在较大的管道中活动。要应对这一挑战，需要在10至20年间开展更多的研究、开发和测试。该技术可能会在2040年或2050年前后开始发挥作用。”
