在2016年平安夜的早晨，密歇根州弗雷泽的一户居民听到墙内传来奇怪的"砰、砰、砰"声。起初他们以为是屋顶上的雪融化的声音，但很快意识到真相：这些噪音是由于房屋慢慢陷入地面塌陷而导致砖块被挤出原位。
当局评估情况并确定原因后，该房屋和附近几栋房屋被疏散：一个已坍塌的污水拦截器威胁着几栋房屋和弗雷泽繁忙的15英里路的一大片区域。这显然不是任何人希望迎接节日季节的方式。
"这对我们的系统和社区造成了相当大的影响，"文森特·阿斯托里诺说。作为马康县公共工程办公室的运营总监，他负责监督县污水基础设施的日常运营，包括约68英里的污水管线。"一条直径11英尺、深约70英尺的污水管道发生故障，严重减少了污水流量。这段管道靠近我们系统的主要出口，大约80万居民依赖它将污水输送到下游。"
阿斯托里诺及其团队的及时行动在旁路系统到位后防止了污水倒灌到居民家中，最终只有一栋建筑——听到"砰砰"声的房子需要拆除。但直到9个月后，这段大约4000英尺长的管道才被完全更换。纳税人的直接成本约为7500万美元，这还不包括居民和附近企业因中断造成的额外成本。
预防此类灾难的关键是定期检查污水管线，寻找任何裂缝和缝隙，如果不及时处理，这些裂缝和缝隙可能导致土壤渗入并最终导致管道坍塌。但污水管道往往又暗又狭窄，还充满气体袋，使用传统方法（通常是配备摄像头的有线遥控爬行器或人工检查）检查大型网络是一个缓慢、昂贵且常常危险的过程。
这就是无人机发挥作用的地方。这一新一代飞行机器人专为在封闭空间运行而设计和工程，正被派往污水管道，以更安全、更高效的方式执行检查任务。
其中一种无人机是Elios 3，由瑞士公司Flyability设计和制造，并被威立雅等主要行业参与者使用。标配保护罩、抗冲击外骨骼、16,000流明照明设备、4K摄像头和激光雷达，它可以在黑暗和尘土飞扬的管道中导航，同时创建环境的实时3D模型。模块化设计意味着它还可以安装专用载荷，如可燃气体传感器或超声波厚度测量仪。
Flyability的通讯经理伊洛伊丝·麦克明·米切尔表示，由于Elios 3的性能和效率优于人工检查，公司正看到巨大的销售增长，尤其是在污水管道检查方面。"要检查道路下方的一段污水管，你需要至少四人团队并在多个地点改道交通。使用无人机，只需两人，而且无需有人爬入污水管，消除了封闭空间风险和接触有害环境的危险。"
因此，与人工作业相比，无人机周围的安全规则要宽松得多，麦克明·米切尔说这大大降低了检查成本。"与传统方法相比，平均可节约40%的成本，而且无人机每天可检查900米，而传统方法只能检查400米。"
2024年5月，为精简检查流程，马康县采用了结合远程驾驶的Asio X无人机（由Flyability竞争对手Flybotix制造）和名为SewerAI的软件程序的技术驱动方法。两者总成本约为10万美元。此前，该县每三年在检查上花费100万美元，人工检查镜头中的缺陷，由于图像质量差，许多缺陷可能被遗漏。
Asio X约16英寸宽，配备强大的40,000流明灯、4K摄像头和防撞笼，可以捕捉污水系统的清晰视频，并在几乎所有非常窄的管道中导航。阿斯托里诺将其描述为与旧方法相比是"天壤之别"。
与几乎自主飞行的最新消费级无人机不同，Asio X主要需要手动控制，正如阿斯托里诺指出的那样，在一些极其苛刻的环境中：" 那里很黑暗，气流在封闭空间内可能迅速变化，在受限管道的流动水上方管理飞行路径具有挑战性。"因此，他将飞行任务交给专家："我们的主要操作员扎克船长能够飞越一些非常棘手的环境。"
尽管如此，检查过程本身很直接。"天线被降入检查井，以提供从无人机控制器到无人机的信号强度，"阿斯托里诺告诉WIRED。"操作员将无人机从一个检查井飞到下一个，记录飞行路径的视频。"电池寿命约20分钟，Asio X可以在单次飞行中记录约1,000英尺的管道，同时捕捉视频、激光雷达和红外扫描，并在穿过污水管段时读取气体数据。
在旧系统中，视频数据在现场分析，摄像机操作员在导航管道时记录缺陷。现在，无人机捕获的数据被发送给SewerAI的承包商，他们通过人工智能辅助算法自动识别缺陷。阿斯托里诺告诉我，这是一个改变游戏规则的方法，为他的团队节省了大量时间和金钱。
"我们对各种承包商的编码视频进行了数月的测试，比较SewerAI对相同镜头的处理能力，每一次SewerAI在正确识别和编码方面都表现出色。"过去，检查一段污水管道可能需要数月时间，但SewerAI承诺在10天内将数据分析返回给县政府；阿斯托里诺说他们通常在24小时内就能完成。
团队对这个软件包如此impressed，即使在无人机无法进入且需要更传统检查方法的区域——例如小直径管道，现在也会将产生的数据发送出去分析，而不是在现场编码。旧数据也可以快速审查和重新分析，发现原始承包商当时可能遗漏的缺陷。这意味着可以在最需要的地方进行维修，防止恶化的情况导致像2016年地面塌陷这样灾难性和代价高昂的事件。
马康县在这一领域一直是先驱。它是密歇根州第一个利用无人机和人工智能软件检查地下基础设施的县，并因其前瞻性思维赢得了两个州内奖项。但文森特·阿斯托里诺告诉我，他和他的团队一直在寻找现代化运营的新方法。"在这个领域，考虑到我们周围正在进行的伟大人工智能竞赛，很难预测技术的重大飞跃。我们将保持开放态度。"
