為調(diào)查福島第一核電站3號(hào)機(jī)組安全殼內(nèi)部而開(kāi)發(fā)的水下游泳機(jī)器人，是一款直徑約為13cm，長(zhǎng)約30cm，重約2kg的小型機(jī)器人，因其在水中游動(dòng)的姿態(tài)特別而被稱為“迷你版曼波魚機(jī)器人”。東芝作為技術(shù)研究協(xié)會(huì)--國(guó)際反應(yīng)堆報(bào)廢研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（IRID）的成員，開(kāi)發(fā)了這款水下游泳機(jī)器人。3號(hào)機(jī)組核反應(yīng)堆安全殼內(nèi)約有6米高的積水，因此開(kāi)發(fā)了可在水中游動(dòng)、用于調(diào)查安全殼底部的水下游泳機(jī)器人。

這款水下游泳機(jī)器人可通過(guò)有線電纜在距離約500m的抗震建筑內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。由于其前、后方都安裝了相機(jī)和LED燈，即使在漆黑的安全殼底部也可進(jìn)行調(diào)查。3號(hào)機(jī)組安全殼內(nèi)部的入口十分狹窄，直徑僅約14cm，因此在提高其抗輻射性能的基礎(chǔ)上，改變了傳統(tǒng)機(jī)器人的尺寸和重量，使其實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化。

作為調(diào)查3號(hào)機(jī)組的總指揮，東芝能源系統(tǒng)株式會(huì)社福島重建與循環(huán)技術(shù)部的淺野真毅參與了使用機(jī)器人進(jìn)行福島第一核電站2號(hào)機(jī)組的內(nèi)部調(diào)查，卻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果感到十分遺憾：在2017年2月進(jìn)行的2號(hào)機(jī)組調(diào)查中，在不了解安全殼內(nèi)部的情況下，為了能完成調(diào)查，設(shè)想了各種情況并展開(kāi)訓(xùn)練，然而機(jī)器人還是在調(diào)查過(guò)程中停止了移動(dòng)。

2號(hào)機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)可以繼續(xù)運(yùn)用到3號(hào)機(jī)組的操作中。與2號(hào)機(jī)組不同，3號(hào)機(jī)組的安全殼內(nèi)部有積水，具備能讓機(jī)器人在三維空間中游動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。雖然有可能因路線被堵住而無(wú)法到達(dá)地下層，但由于機(jī)器人自身的小型化特點(diǎn)和事先進(jìn)行的完備的操作訓(xùn)練，它能準(zhǔn)確地抓拍到被視為燃料碎片的物體的影像。

“當(dāng)看到疑似3號(hào)機(jī)組的燃料碎片時(shí)，說(shuō)實(shí)話我松了一口氣。我最擔(dān)心的是，為讓機(jī)器人穿過(guò)核反應(yīng)堆安全殼的入口而插入導(dǎo)管，并通過(guò)該導(dǎo)管把水下游泳機(jī)器人送入水中的操作。不過(guò)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的訓(xùn)練，我相信操作者的能力。”淺野先生對(duì)這次試驗(yàn)充滿了期待。

東芝能源系統(tǒng)股份有限公司設(shè)備服務(wù)與應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)部的松崎謙司先生負(fù)責(zé)指揮操作，他回顧起這些經(jīng)歷時(shí)說(shuō)道，“為期兩個(gè)月的訓(xùn)練，日程安排得緊湊且嚴(yán)苛，非常辛苦。我們想盡可能地模擬現(xiàn)場(chǎng)情況，但由于完全不了解受損結(jié)構(gòu)的狀況，無(wú)法進(jìn)行復(fù)制。因此，我們?cè)O(shè)置障礙物，制作機(jī)器人能勉強(qiáng)通過(guò)的網(wǎng)格狀物體并反復(fù)訓(xùn)練，使其能熟練應(yīng)對(duì)各種狀況。”

松崎先生透露，“正因?yàn)槭褂萌叽缒Ｐ瓦M(jìn)行了嚴(yán)格訓(xùn)練，本次調(diào)查才得以實(shí)現(xiàn)200%的目標(biāo)。因?yàn)閾?dān)心水下機(jī)器人在調(diào)查途中無(wú)法移動(dòng)，從去年年末開(kāi)始我經(jīng)常做噩夢(mèng)。”可以說(shuō)3號(hào)機(jī)組調(diào)查的成功是對(duì)技術(shù)工程師們拼命訓(xùn)練的最大肯定。

水下游泳機(jī)器人技術(shù)可達(dá)到在三維空間內(nèi)自由移動(dòng)

在開(kāi)發(fā)水下游泳機(jī)器人的過(guò)程中，最困難的莫過(guò)于既要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的小型化，又要提高其自身的推力。由于連接機(jī)器人的電纜一邊與安全殼內(nèi)壁等結(jié)構(gòu)接觸一邊前進(jìn)，因此需要安裝體積小且輸出功率高的電機(jī)，但這就使得控制電路變得十分復(fù)雜，難以將其置于小型水下游泳機(jī)器人中。東芝團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種摩擦力較小的新型電纜， 為防止電纜松動(dòng)而卡在結(jié)構(gòu)上，調(diào)查團(tuán)隊(duì)反復(fù)進(jìn)行直線前進(jìn)、后退等操作訓(xùn)練，以防摩擦電纜。

東芝水下游泳機(jī)器人調(diào)查團(tuán)隊(duì)

關(guān)于今后的研究方向，淺野先生表示，“根據(jù)這次核反應(yīng)堆安全殼內(nèi)部調(diào)查所取得的成果，下一步我們打算進(jìn)行核反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)部調(diào)查和燃料碎片取出作業(yè)等。今后我們想為福島第一核電站做出些貢獻(xiàn)。同時(shí)，對(duì)于非常喜愛(ài)機(jī)器人的工程師來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)只有機(jī)器人才能發(fā)揮出積極作用的環(huán)境，開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品能立即投入使用，這讓大家動(dòng)力十足。”

“3號(hào)機(jī)組順利完成目標(biāo)，讓我們信心倍增。扎實(shí)地進(jìn)行熟練度訓(xùn)練，預(yù)估風(fēng)險(xiǎn)并采取應(yīng)對(duì)措施，腳踏實(shí)地的努力終有回報(bào)。”總結(jié)這次調(diào)查，松崎先生鏗鏘有力地說(shuō)出這番話，“今后，我們將把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到取出裝置的設(shè)計(jì)和研究方面，為福島第一核電站報(bào)廢反應(yīng)堆的修復(fù)工作而不懈努力。”

*標(biāo)注的日期為日文原文發(fā)布日期