辰宇　编译

日本福岛核泄漏灾害发生5年来，抗辐射救灾机器人的研制有了长足进展。

2011年3月11日，9级地震和随之引发的大海啸导致福岛第一核电站核泄漏时，日本尚无能胜任在核泄漏现场工作的机器人。

时至今日，越来越各种形态、功能各异的救灾机器人被开发出来，活跃在灾害现场。

灾害的挑战

本田的人形机器人“阿西莫”，会优雅地行走，也会倒茶送水。2011年3月11日9级地震和大海啸导致日本福岛第一核电站泄露时，有人在网上说:“既然4号核反应堆内部的核辐射量太高，人类无法进入，何不派“阿西莫”进去一探究竟呢?”

如果在危机发生的早期，在工程师们迫切希望了解受损反应堆堆芯内部和建筑物内核辐射水平时，机器人能够提供这方面的数据就好了。但遗憾的是，无论是为在室内移动而设计的“阿西莫”，还是日本其他大受吹捧的机器人，都无法应对福岛核电站废墟内复杂环境下执行任务的挑战。为此，福岛第一核电站的运营商———东京电力公司，不得不求助于美国军用机器人———iRobot公司的510PacKBot等，以尽可能获得更多核电站内部情况的第一手图像资料。2011年6月，在事故发生2个多月后，改进版的日本救援机器人“昆西”首次进入核事故废墟中的建筑物内。

事故发生后的5年内，大批被寄予厚望的机器人终于开始进入被熔毁的反应堆，在拆除核反应堆、清除核污染的艰苦任务中，起了关键性作用。具有各种特殊能力，如消除污染、清除熔化核燃料等的机器人，虽然已取得了一些进展，但也遇到了一些障碍，但他们知道，他们创建的机器人需要具有适应性。“对于超出期望和想象范围的不可预见的情况，我们必须有所准备。”日本仙台东北大学领导开发“昆西”的机器人专家田所谕说。

研发应急机器人

日本从上世纪80年代开始，研发应用于核电站的机器人就已列入了国家计划，但进展缓慢。第一个适用于核电站的机器人是由东芝公司和东京大学研究人员于1985年研制的“阿姆替”，这个抗强辐射的履带式机器人可以在模拟核电厂内攀爬楼梯和处理物件。但是，1999年日本东海村铀处理工厂内发生事故，导致2名工人死亡、工厂遭到污染时，“阿姆替”机器人仍处于实验阶段，无法投入实际使用。

在东海村事故之后的几年里，日本开发了其他应对处理核事故灾难的机器人，引进了法国Cybernetix公司研制的配备了辐射屏蔽、摄像照相功能和一个机械手的大型移动机器人“曼海尔”。但就在福岛核灾难发生之前，东京电力公司和测试人员认为“曼海尔”体积过大、速度太慢且没有效率，而此时政府资助资金也已告罄，该计划最终搁置下来。“曼海尔”被陈列在东北大学里，其他一些机器人也或被封存闲置或被拆解利用。《亚太日报》　撰文称，对核电站安全的盲目信赖，以及缺乏长期的资金支持，导致了日本救灾机器人开发计划的夭折。

2011年3月11日的核灾难事故发生之后，机器人的首要任务是进入危险区域调查现场受损情况，获取辐射量、温度和湿度等变化的数据资料，因为核事故现场对于人类工作人员来说，毕竟是一个太过危险的地方。PacKBot机器人在探索了1号反应堆和3号反应堆建筑最下面的一层后，发现其最大辐射水平达到每小时几十毫西弗　(mSv)，暴露在这样的辐射水平中不到一天就会超过整年的安全上限250毫西弗。“有了PacKBots和另外两台710Kobra机器人绘制的事故现场辐射和温度图，东京电力公司的工人们得以快速通过暴露于最少辐射的路径进入反应堆建筑内部。”马萨诸塞州贝德福德iRobot公司副总裁蒂姆·特雷纳说。

但是，反应堆建筑物内部地面和楼层结构复杂，有很多楼梯和厚混凝土墙，对机器人的移动和无线通信形成了很大的障碍。iRobot机器人无法顺利地爬上光滑的楼梯，转弯也有困难。很显然，救灾需要更强大的机器人。东京电力公司与日本政府联系了千叶工业大学和东北大学的机器人专家，很快对“昆西”进行了改进。配备了两个摄像头、一个剂量计以及一根长达数百米供电与通信用电缆的新型“昆西”，对2号反应堆建筑物的上部楼层进行了探查。因为安装了履带，它可以在楼梯和现场残骸间攀爬移动。

更复杂的机器人“迷迭香”和“樱花”也被送到了反应堆建筑物里面。“樱花”用于通信中继，“迷迭香”通过英国开发的由辐射测量仪、鱼眼相机和激光测距仪结合在一起的系统，可自动生成建筑物内部的辐射水平3D图。

机器人开始进化

到目前为止，已有10多个机器人开发出来并进入核电站核心部位进行近距离探查。由于需要不断注水冷却受损的核反应堆，机器人不得不在大片水塘中涉水而过。还有两个蛇形机器人从管道中通过，进入1号反应堆48米高的主容器中，确定燃料的熔化状态，虽然有一个在进入过程中曾被卡住，但这两个机器人带回了宝贵的视频和辐射剂量信息。在黑暗而雾气腾腾的反应堆内部，机器人要在辐射剂量达每小时25西弗的恶劣环境中工作，人类进入这样的环境中几分钟内就会丧命。

制造商目前正在开发可以处理退役核反应堆设施的机器人，如东芝公司开发的机器人用干冰喷射3号反应堆污染表面，检查通风管道是否泄漏，切割和清除覆盖在燃料棒组件上的残骸碎片等。本田公司在“阿西莫”活动关节部位稳定性技术的基础上，开发了可垂直延伸7米以检查上方角落部位的机器人。“根据探查目的和受损程度的不同，每一个机器人都承担各自不同的特殊任务。”核电站国际研究所发言人伊藤智久说，该研究所正在致力于研究开发用于福岛核电站事故清理的新技术。

“福岛事件的教训之一，是机器人研发迟滞对事故应对和处理产生的不利影响。”来自波士顿的工程师吉尔·普拉特说。在加入丰田公司领导新型人工智能实验室之前，普拉特曾主持了美国国防高级研究计划局机器人挑战赛。他说，机器人专家需要开发可以即刻部署并无需额外培训或适应的应急机器人设备，“福岛事件的教训是，灾害事件通常以一种快速降临并难以预测的方式出现，给予人们有效干预的时间很少。”普拉特说。通过福岛事件，机器人已经开始进化，但在未来核事故发生之后的短时间内，机器人和它们的人类主人必须要做出更为迅速敏捷的反应。

机器战队六大明星

福岛核电站事故后，越来越多的机器人在强辐射区域内代替人类承担各种危险的工作，图为表现最为出色的几种新型机器人。

大灾五年后的福岛

日本福岛第一核电站核泄露事故发生已有5年，努力恢复正常秩序的工作一直在进行中，日本政府在付出巨大努力之后，清除掉了900万立方米的被污染土壤和植物叶子，建筑物和道路也进行了彻底的清洗，预定目标要将室外辐射减少到每小时0.23微西弗。过去5年里，福岛核电站的放射性物质和核燃料已大幅减少，预计清除熔化核燃料及拆除4个反应堆室的工作将持续30至40年，清理成本将可能超过90亿美元。

水污染是目前最大的挑战。为阻止更多的污染水流入海洋，东京电力公司将污染水收集起来存储在10米高的钢罐中，这些储存了约75万吨污染水的大罐子几乎堆满了核电站的每一个角落。政府正在对清除污染水中放射性同位素氚的实验技术进行评估，核电站负责人称，在再也找不到地方存放这些储水罐之前，亟需找到新的解决办法。

东京电力公司通过让地下水改道离开核辐射区，每天减少地下水渗透约150吨。现在要将剩余的地下水冻结起来，借鉴了隧道施工的技术，他们将1500根管子打入30米深的岩床，通过管道中-30°C的循环冷却海水，将管道周围土壤冻结起来，避免地下水进一步被污染。

最艰巨的任务是回收燃料碎片。国际核电站退役研究所利用　μ介子对反应堆内部进行探索，确认熔化燃料的位置和具体状态，通过μ介子成像帮助找到燃料碎片。东京电力公司还计划利用机器人勘查绘制燃料碎片分布位置图，以制定进一步的清除措施。

去年9月，日本政府开始全部或部分解除对核电站20公里范围内7个城市的疏散命令。随着清理工作的深入，预计70%的疏散人员将在2017年春季被允许返回家园。