为什么我们需要“特种机器人”？| 天工开问㉛

提到核能，大部分人的第一反应就是威力强大的核弹，然而，在实际生活中，核能也可以为我们所用。除了核电站，利用核辐射杀菌消毒的凤爪、牛肉干等“辐照食品”早已走入千家万户。

但对于工作人员无法进入现场作业的核辐射环境，该如何开展相关作业呢？耐辐射的特种机器人便派上了用场。封面新闻记者走进了西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室。该实验室的“强辐射环境强适应型机器人”还能在放射性强、空间狭小、环境复杂极端的工作场所作业，成功处置了多起强放射性辐射源被卡事故。

国家十三五核能开发科研项目完成的核应急处置系列机器人系统

代替人类在危险场景下进行工作

核能是一种高效、清洁、低碳绿色能源。但不同于其他燃料，核燃料从开采、转化、生产、废料处理等所有环节均存在核辐射，对人体具有巨大的伤害性，以核辐射环境特种机器人系统为代表的高性能、强适应、高效率的作业装备，对开展核环境侦察、探测、救援、处置等工作有极强的现实意义，已经被国际社会公认并大量使用。

在实验室，记者见到了像小车的巡检机器人、长着长长“手臂”的清障机器人，更加灵活自如的灵巧作业机器人等大小不一、形态各异的各类机器人。实验室的学生们正在现场利用机器人开展各种实验。

据西南科技大学信息工程学院、特殊环境机器人技术四川省重点实验室教师刘满禄副教授介绍：“目前来说，强辐射环境强适应型机器人主要有三个应用场景，包括处理意外事故的核应急，拆解反应堆的核退役，保养检修设备的核设施运维。每个场景都会有大剂量的核辐射，所以需要机器人代替人去工作。具体到每个环节，又有不同的机器人分别负责侦查、检修、运输等不同工作。”

早在90年代，西南科技大学便和西南自动化研究所共同成立了机器人实验室。这所研发出四川第一台工业机器人“天府一号”的实验室，也成了西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室的前身。2009年6月，河南杞县发生了一起辐照厂卡源事故，面对多家国内外机器人厂商都无法处理的局面，实验室团队在强辐射和复杂建筑环境下，成功解决事故。

虽然事情已经过去了14年，刘满禄依然历历在目：“当时的情况非常棘手，辐照室存在大量辐射，通道里因为消防灭火有大量积水，只能由机器人去处理。我们花了一周的时间，派了‘思源’‘自强’‘西科’三台机器人，不断调整方案，完成了通道清理、扶正放射源等多项任务，终于化解了危机。”

此次事件之后，实验室的特种机器人名声大噪，之后也完成了广州番禺卡源事件的处理工作。近年来，实验室在积累、总结、开拓的基础上已经将强辐射环境强适应型机器人应用于我国相关单位核设施退役、多座自主知识产权反应堆的运维。

远距离遥控升降作业系统

“机器人”也需要特殊防护

人们会认为，处理这类的卡源事故，不应该只要是机器人就能干吗？实际上，这是一个错误的理解。一个机器人身上有成千上万的电子元件构成，在环境内的核辐射的情况下，部分射线，特别是伽马射线会对机器人半导体器件造成损伤。日常环境的伽马射线很少，但在核环境里，就必须对机器人做好防护，保证它们的安全。

“我们会对机器人整个进行抗辐射加固，通过选择合适的芯片。同时还需要重新考虑机器人系统材料和结构，采用多层级防护技术保证机器人的各个零部件在强辐射环境下依然能正常工作。”刘满禄这样说道。

未来，实验室还准备推出巡检机器人和蛇形机械臂。前者主要在强辐射环境里进行巡逻检查，后者则是针对狭小空间内灵活作业。

“从书架子到货架子，本身就是一个非常漫长的过程。未来5至10年智能机器人将有重大突破，机器人作为大力发展的行业之一，会在各行各业大展身手。”刘满禄表示。

推动科技创新人才培养

在“特种机器人”熠熠生辉的背后，是学科人才的培养和储备。据刘满禄副教授介绍，团队除了在“特种机器人”研发的方向持续发力，也非常重视人才的培养。目前，整个师生团队共计有170余人，包括硕博士157名。另外还包括近100人的本科生。

实验室老师霍建文老师提到，西南科技大学针对本科生专门开设了一个“智能系统与智慧服务”创新实践班，通过笔试、面试、体测等环节，选拔30-40名优秀的本科生予以独立培养。他们会在假期单独学习机械、自动化等专业知识，参加机器人大赛等实践，为实验室储备技术人才。2022年，在实验室主任张华教授的带领下，创新实践班的学生们拿下了第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国一等奖。

刘满禄笑着表示：“虽然我们的产品还没有大规模市场化，但我们培养了很多机器人领域相关人才，现在国内做特殊机器人的企业，很多企业都有原实验室的成员。他们也反哺实验室，和我们建立了许多合作。”

据悉，该实验室走出去的成员创办或领办与机器人技术相关的高技术企业达20多家，其中包括两家新三板上市企业。