去年夏末，加利福尼亚州圣布鲁诺发生天然气管道爆炸，随后的大火持续了数小时。这场大火花了消防人员十多个小时才控制住，摧毁了数十栋房屋，导致50多人受伤，8人死亡。
点击缩略图，了解最先进的PIG机器人是如何工作的。
截至发稿时，美国国家运输安全委员会关于爆炸原因的最终报告仍待发布，但此次事件引起了人们对天然气行业管道检查技术不足的关注。美国交通部管道和危险材料安全管理局的数据显示，2000年代天然气输送管道事故比1990年代增加了72%。
自20世纪60年代以来，维修人员一直使用“智能”管道检查仪，或称PIG，来查找管道锈蚀、焊缝薄弱、管壁变薄以及其他需要维修或更换的迹象。
PIG在狭窄通道中移动时会发出吱吱声。它们可以去人去不了的地方，但控制它们可能很具挑战性，因为大多数PIG仅依靠管道内的流体压力来推进。“很难将PIG停在一个位置，”生产PIG和其他机器人管道检查设备的马萨诸塞州公司Electromechanica的负责人Karl Edminster说。“想象一下，用吸管吹一个纸团。”
此外，美国130万英里天然气管道中近三分之一是“不可PIG”的。一些管道时而变宽时而变窄；另一些管道的弯曲度过大，目前的PIG技术无法通过。随着这些管道老化和腐蚀，检查它们的必要性日益迫切。美国约60%的天然气输送管道建于1970年之前，有些甚至可以追溯到大萧条时期。公用事业公司正逐渐用不易腐蚀的塑料管道取代旧的铸铁和钢管。即便如此，PIG检查管道的成本仍远低于安装新管道。
卡内基梅隆大学机器人专家Hagen Schempf及其同事认为，通过制造更先进的检查设备来预防灾难的机会不容错过。经过10年的研究，并获得了美国国家航空航天局（NASA）和美国能源部约100万美元的资助，Schempf的团队最近推出了Explorer-II：一个重66磅、长8英尺的无线机器人，他形容它“像一串香肠”。它分段的身体可以轻松地导航弯道和转弯。其强大的驱动系统允许操作人员精确控制其启动和停止位置，而不是像其他PIG那样依靠天然气流来移动。其定制设计的传感器可以在管道壁出现微小异常时就能检测到，防止其演变成危险。
传统的PIG使用永磁体来检测管道壁磁场变化，这可能表明存在腐蚀，但磁场会干扰PIG的移动，减慢其速度。Explorer-II用一个紧凑的电磁线圈取代了永磁体，该线圈可以在不牺牲速度的情况下检测相同的问题。
该机器人最近在宾夕法尼亚州经受了考验，在一条先前无法PIG的管道中穿行了2000英尺，目前正与一家加拿大天然气公司进行商业试验。“在感到设计安全之前，我们做了很多深思熟虑，”Schempf说。“我们是在为危险、爆炸性的环境设计这个机器人，这一点我们时刻牢记在心。”
