控制舵機、檢測管道、傳送數據……小巧靈活的機器人鑽進管道“把脈問診”，通過無線通信實時傳達“病情”。近日，安慶師範大學師生研製的管道智慧檢測機器人備受關注。相較于市面上的大部分管道檢測機器人僅支援管道狀態觀測，這個小“維修工”增加了管道缺陷位置的自動識別和主動定位，通過感測器、攝像頭等設備獲取管道內部資訊並實時傳出內部視頻影像，直觀反映破損、淤堵等情況，從而幫助工作人員“對症下藥”。

團隊在戶外管道進行實地檢測

目前，這個小“維修工”已拿下2023年第十八屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽“黑科技”專項賽國賽一等獎，2023年全國大學生機器人大賽工業機器人賽道三等獎，一項國際發明專利、一項國內發明專利、一項實用新型專利。該科研團隊也與安慶市長三角未來産業研究院達成合作，共同完成“揭榜挂帥”科技項目：“面向管道爬行器基於視頻的管道內壁缺陷檢測與識別”。

研發這款智慧機器人耗費多長時間？面對技術難關如何沉下心鑽研？遭遇挫折怎樣一再咬牙堅持？在安慶師範大學電腦與資訊學院的實驗室裏，有一支接力5年的科研團隊能夠解答這些疑問。團隊自2019年創建至今，始終致力於研發管道檢測機器人，已拿下了國家級、省市級等各類獎項50余項。目前該團隊由11個本科生組建而成，由艾列富教授、陳春生高級實驗師進行專業指導。

2022年1月份，智慧科學與技術專業2021級劉勇琦從上一屆負責人手中接下“接力棒”，正式開始這段漫長的科研“接力長跑”。除了上課，其餘時間團隊成員們總是待在實驗室裏。跑代碼、測數據、寫報告……他們各司其職，不斷推進項目工作，合力解決了一個又一個“bug”。

談起研發管道智慧檢測機器人的初衷，劉勇琦表示，“城市內很多管道尺寸狹小，難以人工作業，而市面上的大部分機器人僅支援管道狀態觀測，基本是由檢修人員依靠經驗來檢測管道內部情況，存在主觀不確定性。我們希望研究出新型管道智慧檢測機器人，解決當下管道維修難的問題。”

據劉勇琦介紹，管道智慧檢測機器人主要由機器人硬體裝置、攝像頭、超聲波感測器、智慧演算法等組成。團隊在機器人研發過程中，基於樹莓派開發板和YOLO演算法開發了缺陷檢測和識別等核心技術，“這些技術主要幫助我們檢測管道內壁的缺陷，正是有這些核心技術的‘加持’，智慧檢測機器人在管道中才能‘如魚得水’。”劉勇琦表示。

“通過實地檢測，我們意識到攝像頭只能顯示管道的二維狀態，在實際維修中無法十分精確定位維修位置。”因此，在“挑戰杯”專項賽結束後，團隊馬不停蹄投入到新一輪的研究，進一步更新迭代産品功能。此次更新，團隊在機器人身上安裝了鐳射雷達，能夠對一定區域內進行三維建模，這項新技術也被應用在了參加2023年全國大學生機器人大賽上的升級版機器人上。

運動模組控制、PC端可視化界面、目標檢測精準度……機器人研製過程中涉及的課外知識，劉勇琦及其團隊成員只能成天泡圖書館“開小灶”，通過自學或請教指導老師來解決科研過程中的難題。“項目還有很多技術可以改進，比如提升主控平臺性能、縮小機器人內部體積等，這些都是我們接下來要攻克的難題。”他説。

2023年12月份，“接力棒”再次交接，電腦科學與技術2022級周世翔“站”上“跑道”，帶領團隊繼續征戰。在之前的基礎上，周世翔團隊增加了車載雷達技術，安裝車載雷達後，機器人進入管道檢測到維修點，就能夠迅速建立三維模型，幫助維修人員更立體、精準地觀測管道狀態。

“我們打算把這項技術運用到古建築保護中。”周世翔表示，團隊今後將不斷精進技術，拓展應用領域，結合安慶古建築眾多的特點，使用車載雷達掃描古建築三維模型，將建築現有狀態保存下來，以便後期有針對性地進行維護。“利用這個原理，還可以把雷達安裝在無人機上，用於自然災害的損壞測繪。”周世翔坦言，希望團隊以後能一棒接一棒、一屆傳一屆，把屬於自己的這段科研路“跑”好。

（文／學生記者 葉子怡 圖／由受訪者提供）