大型强子对撞机(LHC)作为全球最前沿的高能物理实验装置,其27公里长的环形管道内维持着接近绝对零度(-271℃)的超低温环境,并形成超高真空状态。为应对极端条件下的热胀冷缩,管道内安装了约2000个插拔式模块(PIM),这些精密部件的任何形变都可能影响粒子对撞实验的精度。
针对人工检测难以触及的狭长管道区域,英国原子能管理局与欧洲核子研究中心联合研发了名为"PipeINEER"的微型机器人。这款仿生鼠形设备长度仅20厘米,可在截面仅3.7毫米见方的管道中灵活穿梭,单次充电续航里程达6公里。其搭载的高清摄像系统能逐个扫描PIM模块,通过AI图像分析技术实时比对模块形态,精准识别0.1毫米级的形变异常。
当检测到故障模块时,机器人会立即停止前进并反向返回起点,同时通过内置定位系统标记问题点的精确坐标。研发团队介绍,该设备采用模块化设计,可根据不同管道规格更换履带式或磁吸附式移动组件,适应LHC复杂多变的管路结构。
目前"PipeINEER"已完成实验室环境测试,计划于年内开展总里程60公里的实地验证。若测试顺利,首批量产设备将于2026年底启动制造,2027年正式部署至LHC管道系统。这项创新技术有望将PIM模块的检测效率提升数十倍,同时将人工检修风险降至最低。
