用手机振动信号偷偷盯着桥梁，省钱还能多撑好多年

（根据《麻省理工科技评论》一篇题为《你的手机能帮助发现桥梁的结构缺陷吗》的文章中提到的一个研究项目）有一群研究人员，他们想出了一个听起来有点异想天开但又非常聪明的办法，他们觉得，现在每个人口袋里都有的智能手机，也许能成为守护我们每天经过的桥梁的“小哨兵”，这个点子妙在哪里呢？它不用花大价钱安装那些昂贵又复杂的专业传感器，就利用手机本身自带的振动传感器，也就是我们平时调成静音模式时能感觉到“嗡嗡”响的那个小零件。

（该研究团队在美国《自然》杂志子刊《通讯-工程》上发表的论文中详细描述了他们的方法）事情是这样的，研究人员在美国的一座大桥上做了个实验，他们不是自己去桥上摆弄手机，而是说服了经常开车过桥的司机们帮忙，他们让这些司机像平时一样开车过桥，但把一款特制的手机App打开，然后就把手机放在车里随便什么地方，比如中控台上、杯架里或者座位上都行，这个App会悄悄地记录下手机在过桥过程中产生的所有振动数据，你可能觉得，车在桥上开，手机记录的肯定是车子本身的颠簸，比如发动机的震动、轮胎压过路面的起伏，跟桥有什么关系？这就像是你在一个摇摇晃晃的椅子上写字，你笔下的线条不仅会因为你手的抖动而弯曲，更会因为椅子的摇晃而产生一种更大的、有规律的波动，手机在过桥时感受到的，就是这种叠加在一起的运动：车本身的振动是那个“手的抖动”，而桥梁因为车辆经过和风吹所产生的非常微小的、固有的振动，就是那个“椅子的摇晃”。

（参考了普渡大学研究人员在桥梁健康监测领域的一项长期研究）关键的技术活儿就在这里了，研究人员开发出一种特殊的算法，就像是一个超级厉害的“过滤器”，它能从手机记录下的一团乱麻般的振动数据里，把属于桥梁本身的那些微弱的“呼吸”和“心跳”——也就是它的振动频率——给精准地挑出来，每一座桥，因为它的材料、结构、支撑方式不一样，都有自己的“振动指纹”，也就是一组独特的频率，当桥梁结构健康时，这个“指纹”是稳定的，如果桥梁的某些部分出现了看不见的损伤，比如小小的裂缝、钢筋开始疲劳了，那么这座桥的“振动指纹”就会发生细微的改变，研究人员要做的，就是通过多次、长期收集来自无数普通车辆上手机的数据，来监测这座桥的“指纹”是不是还和以前一样,或者是不是正在悄悄地变化。

（该想法借鉴了“众包数据”和“公民科学”的理念）这个方法最大的好处就是“省钱”和“广覆盖”，传统的桥梁检测，需要工程师们带着笨重的设备，定期爬到桥底下或者关键部位去安装传感器，费时费力费钱，所以不可能天天做，通常要好几年才进行一次全面的“体检”，这就好比一个人好几年才做一次全身检查，万一中间生病了，可能就发现晚了，但用手机这个方法，只要过桥的车够多，参与的手机够多，就等于有成千上万个免费的、移动的检测点，每天都在给桥做“日常体检”，一旦数据分析发现桥梁的振动特征出现了可疑的变化趋势，就能向管理部门发出早期预警，说“这座桥可能有点不对劲了，需要派专家来仔细看看了”，这样，就可以在问题还很小、维修起来又简单又便宜的时候把它解决掉，避免了小毛病拖成大灾难，也避免了因为不知道桥梁真实状况而要么过度维修浪费钱，要么维修不足酿成风险，这确实能让桥梁在确保安全的前提下，花更少的钱,维持更长的使用寿命。

（根据加州大学某研究小组对方法可行性的模拟分析报告）这个方法也不是完美无缺的，手机在车里的放置位置每次可能都不一样，不同型号的手机传感器精度也有差别，还有车速、车流量、甚至天气都可能影响数据，但这些研究人员说，只要数据量足够大，通过他们那个聪明的算法，是能够抵消掉这些随机误差的，就像很多人一起猜一个东西的重量，每个人的猜测可能都不准，但把大家的猜测平均一下，结果往往会非常接近真实重量，他们相信，未来某一天，我们可能真的不需要特意去做什么，只要开车过桥，我们手机里某个后台运行的程序（当然是在获得用户授权和保证隐私安全的前提下）,就能默默地为这座桥的安全贡献一份数据力量。

（综合自多位土木工程领域专家对分布式传感技术民用化的展望）这听起来是不是挺神奇的？我们身边最普通的电子产品，居然有可能肩负起守护重要基础设施安全的重任，这不仅仅是一个省钱的妙招，更是一种思路的转变：它把过去只能由少数专家和专业设备完成的、高大上的监测任务，变成了一个可以由大众不经意间参与完成的、持续不断的健康监测网络，如果这个技术真的能大规模应用，那意味着我们可以用极低的成本，为成千上万座缺乏定期专业检测的桥梁建立起一道数字化的安全防线，真正做到防患于未然，让每一座桥都能在精心的“照料”下,平安地为我们服务更长的岁月。