越來越多的科技公司正在加緊解決一個顯而易見的大問題：各地價值數萬億美元的橋梁、隧道和廠房都面臨老化問題。
那些最重要的基礎設施——從管道和工業廠房到船舶和吊橋——正在慢慢地分崩離析，這促使美國土木工程師協會在最新報告中僅給該國的基礎設施打了“C-”評分。
原因是多方面的。我們的星球被無情的液體和氣體混合物所覆蓋，它們永遠都在試圖從原子層面拆解我們以及我們所建造的一切。氧氣讓我們得以生存，但它也很容易起反應，易于與金屬和大多數其他建筑業所需的東西發生化學反應。由此產生生銹、保護涂層氧化、物體著火等問題。
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此外，海浪、風以及隨季節變化而產生的熱脹冷縮現象會侵蝕破壞鋼鐵和混凝土。這可能會帶來毀滅性的后果，就在美國總統拜登計劃在匹茲堡發表關于國家基礎設施狀況的演講前幾個小時，佛羅里達州薩弗賽德的一棟公寓樓發生倒塌，匹茲堡一座橋梁坍塌。
管道、安全殼、工字鋼和活動部件都發生故障，最終回到它們原來的基本狀態。氣候變化和日益增多的極端天氣事件正在加速這一過程。
正如作家 Kurt Vonnegut 曾經寫到的那樣，也許最大的挑戰在于“每個人都想建造些什么，卻沒有人愿意維護”。
在密西西比河東岸，距路易斯安那州巴吞魯日市東南 20 英里處，殼牌美國公司自 1967 年起就開始經營 Geismar 化工廠。在那里，該公司生產用于合成纖維織物、洗滌劑、塑料容器等產品的工業化學品。
直到最近，由于需要檢查該老化工廠的設施，殼牌不得不完全關閉受影響的廠房區域。然后，該公司讓工人冒著生命危險攀爬該龐大工廠的各個角落，檢查每一寸地方。
殼牌的機器人工程師 Steven Trevi?o 稱，如今，殼牌可以讓工廠繼續運轉，讓維修人員在地面上注意保持安全距離，因為他們可以操控爬墻機器人，以毫米級的分辨率對鋼鐵儲罐等進行檢查。借助各種傳感器，機器人可以同時探尋存在腐蝕和開裂的地方。這有助于團隊縮短工廠完全停機時必須處理的事項清單。
殼牌公司正在使用的磁吸爬墻機器人是由總部位于匹茲堡的初創公司 Gecko Robotics 生產的。在 Geismar 工廠測試完 Gecko 機器人后，殼牌計劃將其應用到海上設施。
Trevi?o 在談到他的檢查和維護技術團隊時表示，“可以把我們看作是工地和設備的醫生。 就像醫生一樣，我們對病人進行無損檢測，然后決定接下來該怎么做——是什么都不做，還是開點處方？ ”
殼牌維持其龐大基礎設施正常運轉的方法，體現了各種軍事和民用基礎設施維護的大趨勢。西門子能源公司（Siemens Energy）董事總經理 Adam Middleton 說，整個檢查維護行業正在逐步轉型，從按照既定時間表進行維護，轉變為利用一套全新的工具，提前找出需要修理的地方。
Trevi?o 表示，這些工具包括會飛、會行走、會游泳和會爬行的機器人和各種新型傳感器，以及處理傳感器所收集數據并據此做出預測的人工智能技術。
總部位于加州圣馬特奧的無人機公司 Skydio 首席執行官 Adam Bry 表示，“我認為，令人著迷的一點是，我們的世界運轉所依賴的基礎設施有很多是數字技術尚未觸及的。”
Skydio 最近關閉了消費級無人機業務，專心服務企業客戶。這些客戶包括遍布全美 35 個州的 80 多家公用事業公司、交通運輸機構以及石油和天然氣公司（包括殼牌美國公司）。它們都使用 Skydio 的無人機對部分關鍵基礎設施進行定期檢查，如變電站、輸電線、橋梁、廠房等。
對于無人機來說，這類檢查都是利用我們手機上的攝像頭來自動進行視覺檢查。圖像可以輸入機器學習系統（也被稱為人工智能），經過訓練，該系統可用來檢測損壞情況。
與此同時，這些無人機能夠以三維形式精確繪制物體的表面。由此產生一個超逼真的模型，讓人類可以坐在舒適的辦公室里“檢查”它，同時也可以通過人工智能來標記任何可疑的地方。
Trevi?o 稱，當下的轉變是從基于時間的檢查轉向基于風險的檢查。Bry將其稱為向基于狀況的維護的轉變。他補充道，不管你如何描述它，“這都是關乎了解資產的狀況，而不是按照時間表進行維護”。
與金融科技、房地產科技和所有其他引人注目的細分“科技”不同，“維護科技”目前還不是一個備受吹捧的新熱詞。也許人們應該多去鼓吹，畢竟它對我們日常生活十分重要。
在過去的 50 年里，人們對腐蝕的直接成本進行了大量的研究。最近一次研究是在 2013 年，但這些研究總是得出同樣的數字——占 GDP 的 3% 到 4%。其他研究估計，如果算上間接成本，腐蝕的總成本大約是這個數字的兩倍。全球來說，這意味著腐蝕每年給人類造成數萬億美元的損失。
Gecko Robotics 首席執行官 Jake Loosararian 說道，“腐蝕有數百種類型，我們一直在開發技術和軟件來辨別正在發生的損害類型。”Gecko 最初是一家機器人公司，但后來擴張到開發軟件來處理其機器人收集的數據。這家初創公司打造的系統目前用于跟蹤全球超過 6 萬項資產，包括發電廠、管道、煉油廠、水壩、海軍艦艇和其他軍事裝備。
說到檢查，Skydio 的 Bry 說，“你需要的數據往往就在眼前，只是很難收集”。
收集這些數據的工作越來越多地落到了會爬、會飛、會游的機器人身上，
比如 Gecko Robotics 的磁吸爬墻機器人，還有 Skydio 可飛到任何地方的小型自動化無人機。水下機器人技術也發生了類似的演變——只是水下環境在某些方面更具挑戰性。
VideoRay 公司高管 Brad Clause 說，VideoRay 從事水下機器人制造已有 20 多年。
在水下環境中，沒有全球定位系統（GPS），就無法進行衛星通信。因此，VideoRay 花了數十年時間進行這一領域的研究，以開發支持水下操作、可替代原有技術的技術。部分研究由美國海軍資助，但大部分是由遠程操控工具的最大客戶——海上石油工業——資助。
導航方面，有類似于地面應答器的水下聲學定位技術。通信方面則有聲學調制解調器。在檢測裂縫和腐蝕方面，遙控機器人可以借助攝像頭和超聲波厚度傳感器——但前提是機器人必須足夠強大，能夠抵御強大的水流，導航也必須足夠精確，從而能夠盡可能接近目標物體。水下環境的腐蝕要遠遠快于陸地環境中的腐蝕——在陸地上，檢查人員會擔心油漆是否受損，而在水中，他們則會觀察結構的厚度，從而確定它們的溶解速度。
VideoRay 最新一代的遙控機器人重 38 磅（約 34.5 斤），可由一人攜帶。這樣，它就可以快速地運送到任何地方，而不像可能重達數噸的舊式機器人那樣，需要龐大的支持人員團隊、起重機和船只來運送。
Skydio 無人機也非常小巧——重量不到 3 磅（約 2.7 斤），寬度不到 2 英尺（約 60.1 厘米）。小尺寸設計至關重要，由于足夠小巧，它們能夠在室內外靈活飛行，將攝像頭對準要檢查的建筑物。
“我們的技術是實現數字化的第一步，”Skydio 的 Bry 說，“無人機在檢查物體方面是一個非常強大的工具，因為它們幾乎可以到達任何地方。”
地面機器人方面，諸如蘇黎世公司 Anybotics 的四足機器人 ANYmal 的機器人設計靈感來自狗，其功能性類似于大約中等體型的狗，人能去的地方它們都能去——包括上下樓梯。借助攝像頭、激光、熱傳感器甚至電子“鼻子”，它們可以自動檢查工業設施。
另外，Invert Robotics 發明的機器人重量不到 11 磅（約 10 斤），大小和大公文包一樣，可以利用微型吸盤吸附在幾乎任何光滑的表面上，就像章魚手臂上的吸盤一樣。因此，它能夠到達制藥工廠的反應罐內部、飛機外部等地方，從而進行腐蝕、化學污染和生物污染方面的細微檢查。
一旦問題得到評估，機器人也就可以越來越多地承擔起人類曾經承擔的修復工作。
Greensea 制造的水下機器人可以擦洗船底，以防止藤壺、管蟲和其他泥狀物（另稱為“污垢”）積聚，這些東西會迫使船只多消耗 20% 的燃料才能到達目的地。通常情況下，清理一艘船需要一群人類潛水員——如果船況特別糟糕，還需要動用干船塢。
Greensea 首席執行官 Ben Kinnaman 表示，Greensea 不出售這些機器人，而是提供付費服務，來保證為客戶將船體清洗干凈。客戶可以選擇將機器人帶上船，也可以在進港時進行清洗。
Greensea 還解釋稱，圍繞使用機器人進行檢查和使用軟件處理檢查結果，已經形成了一個相互重合的企業生態系統。除了擦洗船體的機器人以外，該公司還開發了 Opensea 軟件平臺。該平臺于 2006 年開始開發。Kinnaman 說，Opensea 軟件是運行 VideoRay 水下機器人的軟件，它也應用于其他數十家制造商的水下機器人。
對于能源公司而言，停電每年會造成數十億美元的收入損失和額外成本。西門子能源公司的 Middleton 稱，在這種情況下，升級公司的檢查維護系統確實很快就能回本。
然而，問題在于，擁有龐大基礎設施的企業、政府和軍隊已經有了自己的維護系統。而這些系統依賴于習慣于以某種方式做事的人。
Middleton 說，“老實說，這類機器人技術普及的最大障礙可能是人。例如，如果人們覺得這種技術沖擊了他們的專業優勢，那么讓他們理解和欣賞它可能會十分困難。”
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