胖胖女孩取得网名:日本震后为何不使用机器人修复核电站

在机器人领域，日本是一个超级大国，拥有世界上某些最先进的机器人系统和最高的工业自动化程度。因此，有人会问：为什么日本不能使用机器人修复福岛戴一核电站受损的反应堆呢？

许多人都提出了这个疑问，目前有许多质疑和混淆。有一篇报道甚至指责日本缺少应对核能危机的机器人。

如果在这次日本的事件中，机器人确实能够有所帮助的话，很多人会大声疾呼：“赶快派出机器人！”但事情没有这么简单。为了了解机器人在福岛能做什么、不能做什么，我们采访了多名专家，听听他们是怎么说的。

日本能不能派机器人进入反应堆来修复反应堆？

这是一项很困难的任务。为了了解其中的原因，我们先概括地看一下福岛核电站的危急情况。其中一个最大的问题，是反应堆和燃料池已经没有、而且可能持续没有冷却水。更糟糕的是，地震和海啸以及随后发生的火灾和爆炸，可能会损坏反应堆舱、燃料池、冷却和控制系统及存放这些物质的大楼。

因此，如果要派出机器人，那么第一个挑战是进入大楼。日本东北大学机器人教授及IEEE会员Satoshi Tadokoro在仙台表示：“移动的问题不仅包括崎岖不平的地形，还包括缝隙和障碍物。路上可能有许多人类可以越过的障碍，但大多数机器人却不能越过这些障碍。”

维吉尼亚科技公司机器人专家DennisHong表示，研究人员一直在研制越过复杂地形的新方式，使用轮子、腿、履带、轮腿混合及其它方法，但“类似于这些反应堆的环境，里面有着混乱的钢条和坍塌的主体，挑战性非常非常大。”

为什么不使用为复杂地形设计的机器人？比如搜救机器人以及伊拉克战争和阿富汗战争中使用的拆弹机器人？

据美国亚特兰大的佐治亚科技公司机器人专家Henrik Christensen介绍，有许多机器人能够应付复杂的地形、陡峭的斜坡、甚至是台阶。事实上，正如我们此前报导，日本可能会在搜救和重建中使用这些机器人。但是这一过程存在着无数个其它障碍，比如关上的门，大多数移动机器人很难克服这些障碍。

此外，他说，机器人必须由操作人员远程遥控，通信是另一个挑战。依赖无线传输是一个问题，因为反应堆四周有厚厚的混凝土墙及大量的金属。一种替代方案是使用绳索，但问题是会影响范围和移动性。Christensen教授表示：“即使是使用光纤绳索，也很难达到2公里以上的范围，因此必须在附近部署人员来操作工具。”

如果反应堆内部的道路或多或少对机器人是通畅的，那么是否还有其它挑战？

最大的挑战是辐射，辐射可能会损坏微型芯片和传感器，另外会破坏半导体中的数据（比特）。所以，如果想机器人持续足够长的时间来完成复杂的使命，那么它不仅需要抗辐射的电子器件，还需要重型防护屏障。

美国德克萨斯农工大学机器人辅助搜救中心（CRASAR）主任Robin Murphy博士解释说，最终可能是，如果想建造一个能够克服所有上述挑战的机器人（移动性、通信、辐射），那么最后这个机器要非常大，非常慢。

他解释：“从某些意义上说，你需要一个恐龙式的机器人：体积大，健壮，速度慢，笨（因为处理器少）即使如此，也还是有时间上的要求，辐射到了足够的程度，就会产生破坏。你不知道在机器人被破坏之前能有多长的工作时间。”

最后，即使机器人能够承受辐射，到达准确地点，它们必须能够执行复杂的任务，如打开和关闭阀门，激活水泵，或处理水龙带传送冷却水。

问题是还没有一种商用机器人或科研机器人是为执行这类任务而设计的。任何涉及机器人的工作都要求很高的临场应变处理能力，而这是一次核危机，这是在日本，当局的行动可能会非常保守。

为什么不使用敏捷的人形机器人，它们可以在废墟上行走，操作重型机械，可以耐受大火和辐射，比如终结者式的机器人?

你电视看得太多了。即使是研制出世界上最先进的人形机器人的日本，也远没有达到这种水平。人形机器人尽管最近取得了一些进展，但仍处在研究项目阶段。它们可以走、跑、爬台阶、跳舞、进行灵巧的操作。但它们不能修复核反应堆。

但福岛肯定能使用机器人做一些事情吧？

机器人可以做许多事，实际上是正在做。可能目前最重要的工作是监测辐射。辐射损害等级使得紧急救援人员不能进入大楼，因此我们需要机器人作为我们在大楼内部及大楼周围的眼睛。当局只有测量出损坏情况，才能制订有效计划，控制整个局面。

转播到腾讯微博

配备了摄像机和传感器，测量伽马辐射和中子辐射的机器人

Tadokoro教授指出，现场至少已经有一台机器人，配备了摄像机和传感器，测量伽马辐射和中子辐射（参见上图）。（当然，日本当局正在地面上使用非机器人方法测量辐射，在福岛及其它地方则动用了飞机和直升机。）

坦克式机器人是日本原子能研究学会在1999年东海燃料处理设施发生核事故后研制的，它高1.5米，重500公斤。这款机器人每分钟移动大约40米，可以在距控制器1.1公里的距离内操作。研究人员是为多种使命设计的这款机器人，包括开门、转动阀门、在管道上钻孔。这些功能可以用于福岛反射堆内部，但取决于机器人能否在变幻莫测的空间内导航。

Tadokoro接着说，如果必需从外面向反应堆喷射更多的水，如果使用有人驾驶的卡车，对车上人员的人身的危害太大。日本已经开发了多款消防机器人，可以向大楼上喷水。唯一的问题是这些机器人不是为抗辐射设计的，因此必须配备防护设施。他说，福岛目前是否有消防机器人还不明确。

日本已经请求国际社会派出更多的机器人。日本当局显然计划使用机器人，获得反应堆附近区域的图像，清除瓦砾及进行其它清理操作。iRobot已经应日本请求派出PackBots和Warriors地面机器人。法国显然也提供了机器人。

能不能使用飞行机器人来检测大楼内部情况？

佐治亚科技公司的Christensen和维吉尼亚科技公司的Hong都建议使用无人驾驶机或UAV生成图像。Christensen表示：“我非常惊讶的是，他们没有使用这种方案，提供更好的现场实时图像。可以使用无人驾驶机，生成近距离信息，而不是让人去冒险。”

据报导，美国军方已经派出一驾全球鹰无人驾驶机，从上方监视反应堆，据称还派出了多架无人直升机。但日本当局可能对自己的选择趋于保守，他们首选不使用无人驾驶机，因为无人驾驶机可能会坠毁，而使形势进一步恶化。

机器人修复了墨西哥湾的BP石油泄漏事故。为什么日本不能这样做？核工业可以使用机器人吗？

核工业事实上也在使用机器人，核电站越新，自动化程度就越高，但你不会看到机器人在做杂活儿。机器人一般用于回收站，回收使用过的燃料。机器人并不是真正自动化的机器，它们是遥控的机械臂，处理高度放射性物质。

DLR是位于韦斯林的德国航空中心，其下属的机器人和机电一体化学会会长Gerd Hirzinger博士指出，在20世纪60年代，德国做了大量的工作，为核电行业研制遥控操纵器，但中央德国回收站的计划在1989年突然被中止（政府决定在法国电站进行回收），机器人开发停止，机器人专家把重点转移到别的领域。他表示：“但我同意，我们应该为所有核电站开发成熟的、高度可靠的遥控技术。”

在深水石油开采中，组装竖井管道、井楼和其它设备的工具都是为远程遥控车或水下机器人的机械手设计的，而不是为人手设计的。换句话说，这些水下机器人是为操作人员远程呈现系统设计的。这种方法从来没有成为核能行业的一部分，尽管有些人认为他们本该用在核能行业中。开创者Marvin Minsky在30多年前就提出过把这种技术用在核能行业的要求。三英里岛实际上需要远程呈现技术。我对核能行业不能处理意外事件感到非常震惊。大家都看到当前技术在处理损失及修复反应堆时灵活性非常差。 当前的大问题是核电站并不是为远程呈现设计的。为什么呢？因为其技术还太过于原始。此外，核电站不是为了在可用时适应先进的远程呈现系统安装而设计的。这是一个恶性循环。

但人类一直在其它核能危机中使用机器人，对吗？

是的。Carnegie Mellon机器人专家William "Red"Whittaker研制出地面机器人，在美国的三里岛及乌克兰的切尔诺贝利应对核能危机。机器人主要是通过捕获现场图像及监测辐射来提供帮助，除此之外，机器人并没有做更多的工作。

为什么日本不得不请求外国企业，比如美国的iRobot公司派出机器人，而不是使用自己的机器人呢？

因为根据二战后规定，日本机器人制造商不能出口军用机器人。正因如此，日本机器人不象美国机器人那样在实际环境中经过全面测试，比如iRobot公司的PackBot和Foster-Miller公司的Talon，这两款机器人都在伊拉克战争和阿富汗战争中得到应用。

此外，日本的无线法规非常严格，限制了传输功率输出，即使在紧急情况下也是如此，而美国则允许传输功率输出。

核能行业现在是否会投资于防灾机器人?

希望如此，但总有值得怀疑的理由。核能行业从未象汽车行业或石油和天然气行业那样采用机器人，因为它经济上不划算。汽车制造商使用机器人，是因为机器人有助于让汽车价格更便宜；石油行业使用水下机器人，是因为这是他们能够到达深水矿藏的唯一方式。核能行业从来没有像这些行业那样的动力，去采用机器人工作。