在機器人領(lǐng)域，日本是一個超級大國，擁有世界上某些最先進(jìn)的機器人系統(tǒng)和最高的工業(yè)自動化程度。因此，有人會問：為什么日本不能使用機器人修復(fù)福島戴一核電站受損的反應(yīng)堆呢？

    許多人都提出了這個疑問，目前有許多質(zhì)疑和混淆。有一篇報道甚至指責(zé)日本缺少應(yīng)對核能危機的機器人。

    如果在這次日本的事件中，機器人確實能夠有所幫助的話，很多人會大聲疾呼：“趕快派出機器人！”但事情沒有這么簡單。為了了解機器人在福島能做什么、不能做什么，我們采訪了多名專家，聽聽他們是怎么說的。

日本能不能派機器人進(jìn)入反應(yīng)堆來修復(fù)反應(yīng)堆？
    這是一項很困難的任務(wù)。為了了解其中的原因，我們先概括地看一下福島核電站的危急情況。其中一個最大的問題，是反應(yīng)堆和燃料池已經(jīng)沒有、而且可能持續(xù)沒有冷卻水。更糟糕的是，地震和海嘯以及隨后發(fā)生的火災(zāi)和爆炸，可能會損壞反應(yīng)堆艙、燃料池、冷卻和控制系統(tǒng)及存放這些物質(zhì)的大樓。

    因此，如果要派出機器人，那么第一個挑戰(zhàn)是進(jìn)入大樓。日本東北大學(xué)機器人教授及IEEE會員Satoshi Tadokoro在仙臺表示：“移動的問題不僅包括崎嶇不平的地形，還包括縫隙和障礙物。路上可能有許多人類可以越過的障礙，但大多數(shù)機器人卻不能越過這些障礙。”

    維吉尼亞科技公司機器人專家Dennis Hong表示，研究人員一直在研制越過復(fù)雜地形的新方式，使用輪子、腿、履帶、輪腿混合及其它方法，但“類似于這些反應(yīng)堆的環(huán)境，里面有著混亂的鋼條和坍塌的主體，挑戰(zhàn)性非常非常大。”

    為什么不使用為復(fù)雜地形設(shè)計的機器人？比如搜救機器人以及伊拉克戰(zhàn)爭和阿富汗戰(zhàn)爭中使用的拆彈機器人？

    據(jù)美國亞特蘭大的佐治亞科技公司機器人專家Henrik Christensen介紹，有許多機器人能夠應(yīng)付復(fù)雜的地形、陡峭的斜坡、甚至是臺階。事實上，正如我們此前報導(dǎo)，日本可能會在搜救和重建中使用這些機器人。但是這一過程存在著無數(shù)個其它障礙，比如關(guān)上的門，大多數(shù)移動機器人很難克服這些障礙。

    此外，他說，機器人必須由操作人員遠(yuǎn)程遙控，通信是另一個挑戰(zhàn)。依賴無線傳輸是一個問題，因為反應(yīng)堆四周有厚厚的混凝土墻及大量的金屬。一種替代方案是使用繩索，但問題是會影響范圍和移動性。Christensen教授表示：“即使是使用光纖繩索，也很難達(dá)到2公里以上的范圍，因此必須在附近部署人員來操作工具。”

    如果反應(yīng)堆內(nèi)部的道路或多或少對機器人是通暢的，那么是否還有其它挑戰(zhàn)？

    最大的挑戰(zhàn)是輻射，輻射可能會損壞微型芯片和傳感器，另外會破壞半導(dǎo)體中的數(shù)據(jù)（比特）。所以，如果想機器人持續(xù)足夠長的時間來完成復(fù)雜的使命，那么它不僅需要抗輻射的電子器件，還需要重型防護(hù)屏障。

    美國德克薩斯農(nóng)工大學(xué)機器人輔助搜救中心（CRASAR）主任Robin Murphy博士解釋說，最終可能是，如果想建造一個能夠克服所有上述挑戰(zhàn)的機器人（移動性、通信、輻射），那么最后這個機器要非常大，非常慢。

    他解釋：“從某些意義上說，你需要一個恐龍式的機器人：體積大，健壯，速度慢，笨（因為處理器少）即使如此，也還是有時間上的要求，輻射到了足夠的程度，就會產(chǎn)生破壞。你不知道在機器人被破壞之前能有多長的工作時間。”

    最后，即使機器人能夠承受輻射，到達(dá)準(zhǔn)確地點，它們必須能夠執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)，如打開和關(guān)閉閥門，激活水泵，或處理水龍帶傳送冷卻水。

    問題是還沒有一種商用機器人或科研機器人是為執(zhí)行這類任務(wù)而設(shè)計的。任何涉及機器人的工作都要求很高的臨場應(yīng)變處理能力，而這是一次核危機，這是在日本，當(dāng)局的行動可能會非常保守。

    為什么不使用敏捷的人形機器人，它們可以在廢墟上行走，操作重型機械，可以耐受大火和輻射，比如終結(jié)者式的機器人?

    你電視看得太多了。即使是研制出世界上最先進(jìn)的人形機器人的日本，也遠(yuǎn)沒有達(dá)到這種水平。人形機器人盡管最近取得了一些進(jìn)展，但仍處在研究項目階段。它們可以走、跑、爬臺階、跳舞、進(jìn)行靈巧的操作。但它們不能修復(fù)核反應(yīng)堆。

    但福島肯定能使用機器人做一些事情吧？

    機器人可以做許多事，實際上是正在做。可能目前最重要的工作是監(jiān)測輻射。輻射損害等級使得緊急救援人員不能進(jìn)入大樓，因此我們需要機器人作為我們在大樓內(nèi)部及大樓周圍的眼睛。當(dāng)局只有測量出損壞情況，才能制訂有效計劃，控制整個局面。

    Tadokoro教授指出，現(xiàn)場至少已經(jīng)有一臺機器人，配備了攝像機和傳感器，測量伽馬輻射和中子輻射（參見上圖）。（當(dāng)然，日本當(dāng)局正在地面上使用非機器人方法測量輻射，在福島及其它地方則動用了飛機和直升機。）

    坦克式機器人是日本原子能研究學(xué)會在1999年東海燃料處理設(shè)施發(fā)生核事故后研制的，它高1.5米，重500公斤。這款機器人每分鐘移動大約40米，可以在距控制器1.1公里的距離內(nèi)操作。研究人員是為多種使命設(shè)計的這款機器人，包括開門、轉(zhuǎn)動閥門、在管道上鉆孔。這些功能可以用于福島反射堆內(nèi)部，但取決于機器人能否在變幻莫測的空間內(nèi)導(dǎo)航。

    Tadokoro接著說，如果必需從外面向反應(yīng)堆噴射更多的水，如果使用有人駕駛的卡車，對車上人員的人身的危害太大。日本已經(jīng)開發(fā)了多款消防機器人，可以向大樓上噴水。唯一的問題是這些機器人不是為抗輻射設(shè)計的，因此必須配備防護(hù)設(shè)施。他說，福島目前是否有消防機器人還不明確。

    日本已經(jīng)請求國際社會派出更多的機器人。日本當(dāng)局顯然計劃使用機器人，獲得反應(yīng)堆附近區(qū)域的圖像，清除瓦礫及進(jìn)行其它清理操作。iRobot已經(jīng)應(yīng)日本請求派出PackBots和Warriors地面機器人。法國顯然也提供了機器人。

    能不能使用飛行機器人來檢測大樓內(nèi)部情況？

    佐治亞科技公司的Christensen和維吉尼亞科技公司的Hong都建議使用無人駕駛機或UAV生成圖像。Christensen表示：“我非常驚訝的是，他們沒有使用這種方案，提供更好的現(xiàn)場實時圖像?？梢允褂脽o人駕駛機，生成近距離信息，而不是讓人去冒險。”

    據(jù)報導(dǎo)，美國軍方已經(jīng)派出一駕全球鷹無人駕駛機，從上方監(jiān)視反應(yīng)堆，據(jù)稱還派出了多架無人直升機。但日本當(dāng)局可能對自己的選擇趨于保守，他們首選不使用無人駕駛機，因為無人駕駛機可能會墜毀，而使形勢進(jìn)一步惡化。

    機器人修復(fù)了墨西哥灣的BP石油泄漏事故。為什么日本不能這樣做？核工業(yè)可以使用機器人嗎？

    核工業(yè)事實上也在使用機器人，核電站越新，自動化程度就越高，但你不會看到機器人在做雜活兒。機器人一般用于回收站，回收使用過的燃料。機器人并不是真正自動化的機器，它們是遙控的機械臂，處理高度放射性物質(zhì)。

    DLR是位于韋斯林的德國航空中心，其下屬的機器人和機電一體化學(xué)會會長Gerd Hirzinger博士指出，在20世紀(jì)60年代，德國做了大量的工作，為核電行業(yè)研制遙控操縱器，但中央德國回收站的計劃在1989年突然被中止（政府決定在法國電站進(jìn)行回收），機器人開發(fā)停止，機器人專家把重點轉(zhuǎn)移到別的領(lǐng)域。他表示：“但我同意，我們應(yīng)該為所有核電站開發(fā)成熟的、高度可靠的遙控技術(shù)。”

    在深水石油開采中，組裝豎井管道、井樓和其它設(shè)備的工具都是為遠(yuǎn)程遙控車或水下機器人的機械手設(shè)計的，而不是為人手設(shè)計的。換句話說，這些水下機器人是為操作人員遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的。這種方法從來沒有成為核能行業(yè)的一部分，盡管有些人認(rèn)為他們本該用在核能行業(yè)中。開創(chuàng)者M(jìn)arvin Minsky在30多年前就提出過把這種技術(shù)用在核能行業(yè)的要求。三英里島實際上需要遠(yuǎn)程呈現(xiàn)技術(shù)。我對核能行業(yè)不能處理意外事件感到非常震驚。大家都看到當(dāng)前技術(shù)在處理損失及修復(fù)反應(yīng)堆時靈活性非常差。 當(dāng)前的大問題是核電站并不是為遠(yuǎn)程呈現(xiàn)設(shè)計的。為什么呢？因為其技術(shù)還太過于原始。此外，核電站不是為了在可用時適應(yīng)先進(jìn)的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)安裝而設(shè)計的。這是一個惡性循環(huán)。

    但人類一直在其它核能危機中使用機器人，對嗎？

    是的。Carnegie Mellon機器人專家William "Red" Whittaker研制出地面機器人，在美國的三里島及烏克蘭的切爾諾貝利應(yīng)對核能危機。機器人主要是通過捕獲現(xiàn)場圖像及監(jiān)測輻射來提供幫助，除此之外，機器人并沒有做更多的工作。

    為什么日本不得不請求外國企業(yè)，比如美國的iRobot公司派出機器人，而不是使用自己的機器人呢？

    因為根據(jù)二戰(zhàn)后規(guī)定，日本機器人制造商不能出口軍用機器人。正因如此，日本機器人不象美國機器人那樣在實際環(huán)境中經(jīng)過全面測試，比如iRobot公司的PackBot和Foster-Miller公司的Talon，這兩款機器人都在伊拉克戰(zhàn)爭和阿富汗戰(zhàn)爭中得到應(yīng)用。

    此外，日本的無線法規(guī)非常嚴(yán)格，限制了傳輸功率輸出，即使在緊急情況下也是如此，而美國則允許傳輸功率輸出。

     核能行業(yè)現(xiàn)在是否會投資于防災(zāi)機器人?

     希望如此，但總有值得懷疑的理由。核能行業(yè)從未象汽車行業(yè)或石油和天然氣行業(yè)那樣采用機器人，因為它經(jīng)濟上不劃算。汽車制造商使用機器人，是因為機器人有助于讓汽車價格更便宜；石油行業(yè)使用水下機器人，是因為這是他們能夠到達(dá)深水礦藏的唯一方式。核能行業(yè)從來沒有像這些行業(yè)那樣的動力，去采用機器人工作。