Gecko Robotics 使用最先进的自动化技术来帮助修复关键设施——其中许多设施可以追溯到冷战时期。

随着发电厂、炼油厂和制造厂等重要设施的老化，基础设施的维护和更新正成为日益紧迫的问题。拥有应对这些挑战的技能的工程师肯定会有很大的需求。美国Gecko机器人公司，已经开发出一种创新的基础设施分析和维护方法。

Gecko机器人公司的首席执行官兼联合创始人Jake Loosararian说："在Gecko，公司的使命是保护今天最关键的基础设施，并帮助形成明天的基础设施。“

Gecko Robotics Toka 4 机器人检查锅炉壁。图片由 Gecko Robotics 提供。

Gecko制造的机器人可以爬墙，爬过天花板，并在当今一些最重要的基础设施中浏览管道：发电厂、炼油厂、制造厂、水电站大坝，甚至船舶和潜艇。这些机器人分析资产，了解其结构的完整性，以预测它们何时会发生故障，并帮助从一开始就防止故障的发生。"我们看到政府和商业领导人在预测运行电力、制造、石油和天然气、市政、航空航天等部门的物理资产的故障方面进行了努力。"Loosararian说："然而，他们往往依靠的是冷战时期发明的技术，因此他们的维修决策所依据的信息是不准确的，或者是完全错误的。客户需要并希望使用支持硬件的软件，这样他们就可以预测弱点、故障和维修，将他们从反应性的位置转移到主动性的位置。”

使用机器人来检测和预防基础设施故障

Gecko的遥控机器人可以垂直和水平攀爬，使用磁铁粘附在各种材料上。它们使用超声波传感器、定位传感器、激光器和高清摄像头来扫描磨损、腐蚀、裂缝、起泡和其他形式的退化。机器人还使用定位技术，准确地指出问题点在资产上的位置。机器人和Gecko的软件平台收集的数据可以在24小时内产生一份准确、详细和有效的报告。这使设备运营商能够跟踪一段时间内的磨损情况，预测何时会发生故障，并计划何时进行必要的维修--大大减少资产的停工期和生产损失。

安全、准确、快速地收集数据

为了预测和防止资产故障，机器人需要收集数据。然而，这些部门的数据收集仍然经常遵循冷战时期的做法——这可能既耗时、危险又不准确。一名工人在悬空一百英尺的绳索末端悬吊着一个传感器，无法收集到太多可靠的数据，将他们的生命置于危险之中，并且无法从根本上解决问题。

Gecko 发现需要快速安全地检查基础设施，同时收集比传统方法更多的数据。公司的解决方案：机器人和软件。机器人检查资产并创建覆盖物理层的数据层——有时包含数百万个数据点。该软件分析和解释这些数据，识别出可以在故障发生前修复的潜在问题区域。

“我们对机器人所做的工作是为数据平台奠定基础，该平台允许对最关键的基础设施进行完全透明和治理，并确保我们永远不会对桥梁倒塌、水电站大坝倒塌或停电感到惊讶”，Loosararian 说。

机器人还能够监测排放并收集数据以确定减少这些排放的机会。

利用先进制造快速开发机器人

Gecko 使用先进的制造技术来制造高度专业化的机器人。机器人的早期模型对有效载荷进行单点声学传感和视觉检查。该机器人由一个驱动模块组成，该模块具有钕稀土磁铁。Gecko采用快速成型技术、3D打印、激光切割、计算机数控加工等方法，快速改进其机器人模型，使其能够承载更大的声学传感器有效载荷。

机器人的驱动模块被设计成彼此独立自主地工作，这样它就可以在困难的地形上行驶而不会失去对表面的抓地力。这些机器人甚至可以在水下运行，并根据水的不同声学特性来收集准确的数据。

Loosararian 说：“机器人底盘顶部的传感有效载荷经过专门设计，可以根据实际的轮廓或资产进行大量模块化。你可能在管道内，你可能在平坦的墙上，你可能在 300 英尺高的空中，你必须确保你能够收集到良好的信号......但你也必须确保有良好的与机器人的附着力。”

该公司还使用机器学习来训练机器人如何快速处理和分析声学信号，并就腐蚀等因素造成的现有已知缺陷进行训练，因为有数百种不同的腐蚀机制可能会影响基础设施。Gecko 使用其软件创建资产的数字双胞胎，其中包括其健康和完整性的表示。预测算法是内部设计的，不仅使用来自机器人的数据，还使用来自其他客户的数据集和现有的物理学知识，以解释基础设施可能在何处、如何以及何时发生故障。

Gecko 的大部分快速迭代都是在部署机器人进行分析的基础设施的位置上完成的——这是一种与设计机器人的传统方法截然不同的方法。“我认为大多数机器人专家的谬误是我们喜欢在受控环境中设计东西。”Loosararian 说：“这与 Gecko 最初创造机器人的方式相反。我们通过创造可能不那么漂亮但实用的东西来创造机器人。然后我们几乎每天都在客户现场试用这些设计。”

Gecko 的方法依赖于快速原型制作。识别现场故障、在实验室开发更新并让机器人快速返回现场有助于促进改进和解决问题。这使公司不仅能够快速响应客户的需求，而且能够适应市场的变化。

“一开始，我们在使用金属之前先使用塑料或木材，只是为了在实际使用更昂贵的材料制造任何东西之前测试机械设计理念。”Loosararian 说：“我们必须确保我们的平台具有高度的模块化，以便我们可以在客户现场快速更改机器人的配置，以确保我们能够在一个完全不适合机器人的环境中实际工作存在于。”

修复和振兴基础设施正在成为世界各地的优先事项。作为回应，Gecko 正在使用现代技术来识别问题并促进解决老化基础设施的问题。

Loosararian 说：“将先进的预测软件与机器人和传感器等技术相结合是使我们的基础设施现代化的方法。最有前途的技术是那些能够进入人类无法进入的危险但关键的地方，并且可以收集有关基础设施、建筑物、桥梁和其他资产的重要数据的技术。最有前途的新基础设施将与许多已经安装的系统一起建造。我们发现，工程师们热衷于寻找解决现实世界问题的方法，并且很高兴投入到弥合清洁能源未来差距的艰苦工作中。”

Loosararian 说：“将先进的预测软件与机器人和传感器等技术相结合是使我们的基础设施现代化的方法。最有前途的技术是那些能够进入人类无法进入的危险但关键的地方，并且可以收集有关基础设施、建筑物、桥梁和其他资产的重要数据的技术。最有前途的新基础设施将与许多已经安装的系统一起建造。我们发现，工程师们热衷于寻找解决现实世界问题的方法，并且很高兴投入到弥合清洁能源未来差距的艰苦工作中。”