2019年03月08日 | 未来机器人的能力将会进一步提升危险场景作业将离不开机器人

2019-03-08 来源：工程师青青

机器人代替传统人力已经成为不可改变的趋势，其背后的原因是人力成本持续上涨，加上老龄化问题严重，使得劳动力，而机器人的成本在下降，并能创造比人更高的生产效率，能够缩短产品的交付期限，所以逐步受到了制造企业的欢迎。

如今，工业机器人已经大量使用于制造业车间，将一些重复性劳动代替下来，并满足了工业4.0模式下设备互联的条件，使得工厂能通过实时，采集来分析以及提升工厂的整体效率。而随着技术的进步发展，各种机器人产品被研发出来，使得机器人产品开始扩展到其它行业，并激了巨大的市场空间。

在一些高危行业，机器人被用于执行一些人类无法处理的任务，人类的能力得到了前所未有的扩展，同时很好的保障了人身的安全。未来，恶劣环境下的工作都将会交给机器人，因这机器人比人更合适应付危险场景下的工作。例如在日本福岛，工作人员正在通过特种机器人执行侦察、清除危险物品等工作。下面，先带大家回忆一下世界最大的事故。

一场海啸引发的核电灾难

2011年3月11日，日本海岸80英里处发生了9.0级的地震，随后掀起了50英尺高的巨大海浪，直扑福岛第一核电站。当时，该地区四个核电厂的11个反应堆正在运行，而地震使得日本海岸移动了8英尺，导致了反应堆全部自动关闭。

由于海啸的发生，导致为该电厂的海水冷却系统的柴油发被停用，使得反应堆内的温度飙升至高达5000华氏度，并导致了熔化的放射性混合物溢出到地板，最终渗入三个反应堆的安全外壳，引发了全球最大的核电灾难。

此外，事故还伴随着小规模的氢气爆炸和火灾，两名核电站工作人员下落不明，方圆20公里以内的所有居民被逼撤离，东京电力公司对事件的实情有所隐瞒，当时声称没有发现到核泄漏，但结果产生了极大的福岛后遗症，福岛县内儿童甲状腺癌罹患率大幅上升，核泄漏还可能进入海洋。

用机器人清理核电站残骸

福岛核电事故后，核电厂基本报废了，还要对其残骸进行妥善处理。日本政府预计需要花费700多亿美元拆除这些废旧设施，日本原子能机构还建立了一个研究中心来来模拟厂，研究如何用最佳的方案清理残骸。由于核电厂检测到辐射，此时的机器人便派上了用场，来自各地的机器人纷纷被邀请，尝试各种方法来帮助清除残骸。

用于福岛核电站修复的Endeavor Robocs Kobra机器人，自带摄像头和机器手臂，通爬楼梯和在粗糙地型中移动。

这项工作将花费很长时间，预计耗时40年时间，工作人员利用机器人，将燃料棒等残骸从房间中央的水池上取出。此外，东京电力公司和政府组织正在培养下一代机器人专家来完成这项工作。由于人在带有核电辐射的环境下，会引起放射病，例如恶心、呕吐和出血，即使全套防辐射装备，也难免保障不受安全的侵害。那么，在这项工作中，机器人将担当大任。

不过，以目前的机器人水平，对于处理福岛核电厂这种复杂的工作，也表现出了许多不足。机器人控制系统采用半导体制成，在高辐射水平的地方会陷入瘫痪，自主机器人经常在意想不到的地方停止，或者被障碍物挡住。机器人必需拥有较好的灵活性，不然，很有可能在处理燃料棒时发生二次事故。

从失败中吸取更多教训

2016年12月，东京电力公司用机器人Scoron，进行核电厂二号机组内部探测。Scorpion由花费两年半的时间开发，在尾部安装在摄像头，这样可以获得更好的视觉。东京电力计划通过机器人的摄像头和来测量辐射水平和温度，并最终可以看清反应堆内部的情况。不过，任务进行了仅两小时后，机器人就被熔化的金属块卡住了。

此次任务虽然失败了，不过给机器人产业带来了新的思考，东芝在2017年又推出了小型的潜水机器人，并命名为太阳鱼。在过程中，太阳鱼成功记录了第一天反应堆内熔化燃料的迹象。

东芝的Scorpion机器人

到了2018年，东芝返回受严重的2号机组，通过改进的机器人进行侦测任务。新的机器人能够拍摄许多照片，并成功获得辐射和温度读数，新的机器人不会再受到周围环境的干扰。在此次任务中，机器主要用于侦测，东京电力公司希望机器人发回有用的信息，最终帮助他们从反应堆中移除大块燃料和残骸。

此外，工作人员还利用虚拟现实，戴着特殊的3D眼镜技术人员，在发电厂模型进行机器人虚拟引导。在的体验下，能够测试到机器人是否能够顺利通过楼梯或狭窄的空间。还有，研究人员正在尝试利用远程控制的机器人，进行核电车间室内泄漏。

危险场景作业将离不开机器人

今天，各种特殊功能的机器人正在被研发出来，这些新产品将能解决人类处理不了的问题，在一些恶劣环境执行特殊的任务。例如在水下进行侦测、维护设施，进入下水道垃圾清理等，特种机器人具有不可估量的前景。

在医疗领域，人们正在利用纳米级机器人，进入人体内部进行病情检测和治病。在航天领域，科学家采用航天机械臂来修复设施，利用移动机器人探测星球等等。特种机器人的应用场景也正在逐步扩大。

不过，特种机器人也面临着诸多挑战，由于应用场景的特殊性，市场需求呈多样化，这种行业的需求更多是小批量、多批次的出现，更合适定制化的模式。加上，在恶劣环境下，对于机器人的能力有很大的挑战，技术研发方面难度也比较大。

目前比较知名的特种机器人企业有美国波士顿动力，该公司的大狗机器人举世闻名，还有能够进行后空翻的人型机器人阿。国内方面，有中信重工、新松机器人、哈工大等知名厂商，而中信重工的产品较为丰富，包括水下机器人、巡检机器人、管道机器人、钻井探测机器人、消防机器人等几十品种。此外，还有中国兵器、国兴智能、亿嘉和、中天智能等。

随着人工智能技术的进步，未来机器人的能力将会进一步提升，加上人们对仿生技术的研究不断突破，更多拥有特殊功能或者超强能力的机器人将会被研发出来。而像核电厂等一些特殊行业，具有高度危险，又不适宜人类进入的场景中，未来将不得不使用机器人去执行工作任务。

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