在2016年平安夜的早晨，密歇根州弗雷澤的一戶居民聽到牆內傳來奇怪的"砰、砰、砰"聲。起初他們以為是屋頂上的雪融化的聲音，但很快意識到真相：這些噪音是由於房屋慢慢陷入地面塌陷而導致磚塊被擠出原位。
當局評估情況並確定原因後，該房屋和附近幾棟房屋被疏散：一個已坍塌的汙水攔截器威脅著幾棟房屋和弗雷澤繁忙的15英里路的一大片區域。這顯然不是任何人希望迎接節日季節的方式。
"這對我們的系統和社群造成了相當大的影響，"文森特·阿斯托裡諾說。作為馬康縣公共工程辦公室的運營總監，他負責監督縣汙水基礎設施的日常運營，包括約68英里的汙水管線。"一條直徑11英尺、深約70英尺的汙水管道發生故障，嚴重減少了汙水流量。這段管道靠近我們系統的主要出口，大約80萬居民依賴它將汙水輸送到下游。"
阿斯托裡諾及其團隊的及時行動在旁路系統到位後防止了汙水倒灌到居民家中，最終只有一棟建築——聽到"砰砰"聲的房子需要拆除。但直到9個月後，這段大約4000英尺長的管道才被完全更換。納稅人的直接成本約為7500萬美元，這還不包括居民和附近企業因中斷造成的額外成本。
預防此類災難的關鍵是定期檢查汙水管線，尋找任何裂縫和縫隙，如果不及時處理，這些裂縫和縫隙可能導致土壤滲入並最終導致管道坍塌。但汙水管道往往又暗又狹窄，還充滿氣體袋，使用傳統方法（通常是配備攝像頭的有線遙控爬行器或人工檢查）檢查大型網路是一個緩慢、昂貴且常常危險的過程。
這就是無人機發揮作用的地方。這一新一代飛行機器人專為在封閉空間執行而設計和工程，正被派往汙水管道，以更安全、更高效的方式執行檢查任務。
其中一種無人機是Elios 3，由瑞士公司Flyability設計和製造，並被威立雅等主要行業參與者使用。標配保護罩、抗衝擊外骨骼、16,000流明照明裝置、4K攝像頭和鐳射雷達，它可以在黑暗和塵土飛揚的管道中導航，同時建立環境的實時3D模型。模組化設計意味著它還可以安裝專用載荷，如可燃氣體感測器或超聲波厚度測量儀。
Flyability的通訊經理伊洛伊絲·麥克明·米切爾表示，由於Elios 3的效能和效率優於人工檢查，公司正看到巨大的銷售增長，尤其是在汙水管道檢查方面。"要檢查道路下方的一段汙水管，你需要至少四人團隊並在多個地點改道交通。使用無人機，只需兩人，而且無需有人爬入汙水管，消除了封閉空間風險和接觸有害環境的危險。"
因此，與人工作業相比，無人機周圍的安全規則要寬鬆得多，麥克明·米切爾說這大大降低了檢查成本。"與傳統方法相比，平均可節約40%的成本，而且無人機每天可檢查900米，而傳統方法只能檢查400米。"
2024年5月，為精簡檢查流程，馬康縣採用了結合遠端駕駛的Asio X無人機（由Flyability競爭對手Flybotix製造）和名為SewerAI的軟體程式的技術驅動方法。兩者總成本約為10萬美元。此前，該縣每三年在檢查上花費100萬美元，人工檢查鏡頭中的缺陷，由於影象質量差，許多缺陷可能被遺漏。
Asio X約16英寸寬，配備強大的40,000流明燈、4K攝像頭和防撞籠，可以捕捉汙水系統的清晰影片，並在幾乎所有非常窄的管道中導航。阿斯托裡諾將其描述為與舊方法相比是"天壤之別"。
與幾乎自主飛行的最新消費級無人機不同，Asio X主要需要手動控制，正如阿斯托裡諾指出的那樣，在一些極其苛刻的環境中：" 那裡很黑暗，氣流在封閉空間內可能迅速變化，在受限管道的流動水上方管理飛行路徑具有挑戰性。"因此，他將飛行任務交給專家："我們的主要操作員扎克船長能夠飛越一些非常棘手的環境。"
儘管如此，檢查過程本身很直接。"天線被降入檢查井，以提供從無人機控制器到無人機的訊號強度，"阿斯托裡諾告訴WIRED。"操作員將無人機從一個檢查井飛到下一個，記錄飛行路徑的影片。"電池壽命約20分鐘，Asio X可以在單次飛行中記錄約1,000英尺的管道，同時捕捉影片、鐳射雷達和紅外掃描，並在穿過汙水管段時讀取氣體資料。
在舊系統中，影片資料在現場分析，攝像機操作員在導航管道時記錄缺陷。現在，無人機捕獲的資料被髮送給SewerAI的承包商，他們透過人工智慧輔助演算法自動識別缺陷。阿斯托裡諾告訴我，這是一個改變遊戲規則的方法，為他的團隊節省了大量時間和金錢。
"我們對各種承包商的編碼影片進行了數月的測試，比較SewerAI對相同鏡頭的處理能力，每一次SewerAI在正確識別和編碼方面都表現出色。"過去，檢查一段汙水管道可能需要數月時間，但SewerAI承諾在10天內將資料分析返回給縣政府；阿斯托裡諾說他們通常在24小時內就能完成。
團隊對這個軟體包如此impressed，即使在無人機無法進入且需要更傳統檢查方法的區域——例如小直徑管道，現在也會將產生的資料傳送出去分析，而不是在現場編碼。舊資料也可以快速審查和重新分析，發現原始承包商當時可能遺漏的缺陷。這意味著可以在最需要的地方進行維修，防止惡化的情況導致像2016年地面塌陷這樣災難性和代價高昂的事件。
馬康縣在這一領域一直是先驅。它是密歇根州第一個利用無人機和人工智慧軟體檢查地下基礎設施的縣，並因其前瞻性思維贏得了兩個州內獎項。但文森特·阿斯托裡諾告訴我，他和他的團隊一直在尋找現代化運營的新方法。"在這個領域，考慮到我們周圍正在進行的偉大人工智慧競賽，很難預測技術的重大飛躍。我們將保持開放態度。"
