全球首款“蜈蚣”机器人问世，工业检测迈向高效新时代
3月24日，在哈尔滨工业大学（威海）机器人研究所的实验室内，一只形似蜈蚣的小型机器人正灵活地在一段复杂的管道系统中穿行。它头部装配探照灯，全身由多个关节组成，长度仅几十厘米，重量350克，却能应对管道的弯曲、截止阀的内腔、薄板两侧的翻越，无论曲面或平面，其身体始终贴合环境，展现出高度的柔性适应能力。
这款机器人被命名为链式仿生蜈蚣检测机器人，是全球首款可实现管道、阀门、容器全路径检测的设备。该机器人由哈工大（威海）软体机器人实验室与核电运行研究院联合研发，已被纳入中国制造“十四五”成就展，并在国家博物馆展出，成为300件参展展品中仅有的五项检测类设备之一。
“能进入国家博物馆的五分之一，实属不易。”哈工大（威海）机器人研究所副所长赵建文表示，这项成果背后是团队近十年的技术积累，也标志着传统工业检测方式正迎来变革。
长期以来，核电、热电等大型工业设备的检修面临双重挑战。一台1000兆瓦的发电机组，若因停机检修而停运一天，将损失2400万度电，影响产值逾千万元。传统检修方式通常需要拆解整条链路，耗时长达二三十天。在此过程中，不仅存在辐照风险，还可能因安装偏差或异物残留引发安全隐患。
为解决这一难题，国内外研究者尝试了多种方案。例如，日本的AIRo机器人曾是灵活性最高的管道检测设备之一，能通过梯形三通结构，但受限于刚性结构，面对复杂异形腔道时仍难以通行。上世纪90年代，国内尚无自主的核电检测设备，秦山核电站因反应堆内异物问题，不得不花费3000万美元请美国西屋公司提供耐辐照机器人服务。
“行业迫切需要一种能灵活穿行、无需大规模拆解的检测设备。”赵建文介绍，2018年，受大亚湾核电站CRDM铜结晶检测项目的启发，团队转向复杂设备内部检测机器人的研究。此后几年间，团队针对汽轮机叶片检测机器人进行了六轮迭代。
赵建文指出，实验室环境无法催生真正实用的产品。每一次技术升级都源于一线工程的“考验”——管道锈蚀、无视觉参考的暗黑环境、垂直爬壁时的稳定性问题、毫米级通道的通过能力等。这些挑战推动团队不断优化构型设计，突破微型化器件集成难题，最终提出了一种刚柔结合、具备柔顺贴合能力的创新结构。
“它就像一只蜈蚣，能在最狭窄、最复杂的内部空间中主动变向、被动变形，并准确贴合环境。”赵建文这样描述其工作原理。机器人顶部的摄像头紧贴管壁，实时传输积水、腐蚀、锈蚀等图像及数据，相当于将人眼“送”进了管道之中。通常情况下，一条管路的检测时间不超过一小时。
为实现精细化作业，团队还研发了多种厘米级甚至毫米级的作业工具，如云台、喷涂、擦拭、打磨和异物抓取装置。其中最小的机器人仅9毫米厚，可进入汽轮机的通流流道等复杂腔体。而直径仅4毫米的全向云台由于市面上无成品可用，团队不得不自主研发工艺，采用放大镜下穿针引线的方式，为这一微型设备“穿衣缝制”。
目前，这款“蜈蚣”已在多个重点工程中投入应用。在华能石岛湾核电站，它成功识别并取出不明水蚀物，为后续分析提供了关键样本。在某核电站中，机器人发现了施工残留的胶带，及时排除了潜在风险。另一次检测中，它识别出汽轮机隔热罩螺栓松动，并协助制定检修方案，使检修时间缩短了一天。
从核电到热电，从化工到特种检测，这款机器人已应用于石岛湾、三门、秦山、福清、大亚湾等多个核电站，以及广东博贺、河北曹妃甸、杭州萧山、河北西柏坡等电厂，还包括裕龙石化、烟台万华、宁波万华等化工企业。
“目前全球尚无同类产品能够实现我们的功能，这意味着我们的机器人目前没有可比对象。”赵建文指出，团队已获得20余项发明专利，相关技术具有全球首创性。未来，团队计划将产品推广至化工、城市管网等管道老化严重的领域，建立设备全生命周期健康数据库，为客户提供系统化的检测与维护方案。
从威海起步的这只“蜈蚣”，正逐步深入工业设备的“毛细血管”，以柔顺的身躯，承担起对工业设施安全与稳定的刚性承诺。