德国自主无人机可检测桥梁混凝土隐藏裂缝,已进入实验室测试

2026-11-13 09:31:03

德国研究人员研制出一款智能自主无人机,据称可通过发现混凝土中细微的隐藏裂缝,让桥梁检测更快、更安全,成本也大幅降低。

该无人机由波鸿鲁尔大学的研究助理戴维·米勒(David Müller,理学硕士)和拉斐尔·迪尔斯卡(Raphael Dyrska,博士)及其团队制造。研究人员称,这套自主系统能探索桥梁结构内部狭窄、光线不足的区域,并扫描混凝土表面查找损伤。它用人工智能寻找人眼检测可能漏掉的发丝裂缝,还能自行规划飞行路线,并把检测数据直接存到存储卡上。其目标是减轻桥梁检测人员的工作负担,因为老化基础设施正承受越来越大的交通和环境压力。

该系统目前正在实验室测试,团队希望在一座真实桥梁内部演示其能力。米勒表示,这款无人机能让检测更安全、更快、更可负担。

德国有数千座桥梁需要每年检测,许多建于20世纪60年代至80年代,设计时未考虑当今的交通量。高温、霜冻等环境因素会严重损伤混凝土表面。尽早发现裂缝对安全至关重要,但常规检测耗时长,且容易出现人为错误。参与项目的波鸿鲁尔大学研究助理帕特里克·赫尔伯斯(Patrick Herbers,理学硕士)说,检测人员通常在现场用记录板和相机工作,这种方式要求高且容易出错。

赫尔伯斯指出,这款无人机可进入人员难以到达或存在潜在危险的区域。它体积紧凑,能飞进混凝土桥梁狭窄的空腔,扫描四周墙壁查找裂缝。设备同时使用同步定位与建图技术,使自主机器在确定自身位置的同时测绘陌生环境,因此无需外部定位系统即可导航。

无人机目前在波鸿鲁尔大学控制工程与系统理论教席的飞行实验室测试,该实验室位于智能产品服务系统工程中心(ZESS)。团队计划在真实桥梁内测试这项技术,观察实际条件下的表现。波鸿鲁尔大学人工智能与形式化方法系博士后研究员马塞尔·诺伊豪森(Marcel Neuhausen,博士)说,他们想证明这款无人机不仅在实验室环境可用,在实践中同样可用。

研究人员坚持认为,无人机不会取代检测人员。它将采集检测数据并标出关键区域,把结构损伤的最终评估留给有资质的专业人员。团队认为,这可以加快基础设施检测数字化,并应对桥梁检测人员日益短缺的问题。米勒在新闻稿中说,检测人员数量在减少,要求却在提高,桥梁也没有变得更年轻。

波鸿鲁尔大学位于德国北莱茵-威斯特法伦州波鸿市,是一所公立研究型大学,其控制工程与系统理论教席、人工智能与形式化方法系参与自主无人机与基础设施检测研究。

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