“波士顿机器狗”进军核能领域

来自RACE的工程师正在为核工业和其他危险工作开发自主和远程处理系统，他们开发了一种类似于狗的灵活的移动机器人，名为Spot。工程师Guy Burroughes回答了关于Spot以及它如何在核工业中得到应用。

什么是Spot，为什么它与核工业有关?

Spot是一个四条腿的、高自由度的类似狗的机器人，由波士顿动力公司制造。重约30公斤，身高刚过一米。Spot有五个摄像头——前面两个，两侧各一个，后面一个。其膝盖和肩部都有灵活的关节，因此能像狗一样行走和移动。

在可能有风险的地区，可以派Spot来代替人类执行任务，实现远程检查等任务的自动化。你可能想知道什么样的设备被遗留在一个存储设施中，但由于辐射风险，不能派人进去，这就是你使用Spot的地方。

利用Spot的摄像系统，可以通过远程操作，了解里面的情况，同时避免了暴露在辐射中。或者用Spot执行巡检任务，如检查某些设备是否移动了位置，并将其标示出来。

RACE已经购买了两个Spot，作为国家核用户设施(NNUF)“热门机器人”计划的一部分。该计划由工程和物理科学研究委员会(EPSRC)资助，目的是在英国学术界和工业界之间开展合作，研究核环境中的机器人和人工智能。

国家核用户设施“热门机器人”计划(NNUF—HR)专注于通过提供使用尖端设备和专业知识，加速研究机器人和人工智能在核环境中的应用。主要研究领域包括核电站的新建、先进的模块化裂变反应堆、未来的核聚变电站的研发，以及更便宜、更快速的核电退役系统。成员包括曼彻斯特大学和布里斯托尔大学、RACE和坎布里亚的国家核实验室。

RACE想把Spot用于什么特殊目的?

Spot是一个非常灵活的机器人，其重心位于本体中心。它的腿非常轻巧，在核环境和有障碍物的情况下，这是非常重要的。它能够携带14公斤的有效载荷，因此可以根据任务要求进行定制。

在RACE，我们通过测试确定它对核环境的适用性，Spot完全有能力在棘手的地形上进行机动操作。我们让Spot在一个有不稳定木块的标准化测试区行走，当重量压到木块上时，木块有时会移动。Spot能够对此进行补偿，并利用摄像头调整并重新站立起来。它还能避开其路径上的障碍物。

波士顿动力公司还将为Spot安装手臂，我们将测试在核电退役的过程中使用它来捡起物体。

为什么Spot最近要去切尔诺贝利?是否有计划将其用于其他退役核电项目?

作为RACE与NNUF合作的一部分，RACE将一个Spot机器人借给了布里斯托尔大学的Tom Scott教授，用于在切尔诺贝利进行调查。他们带着机器人去了那里，并在老电厂周围操作它。Spot创建了其中一些地区的辐射图，确定了某些特定区域的辐射水平和健康风险。

与带轮子的机器人相比，Spot的足迹非常小，不会将那么多灰尘踢到空气中，但即使如此，我们也必须确保灰尘不会进入Spot的部件。为了做到这一点，UKAEA的一些材料的专家为Spot制造一件透明的塑料外套，在切尔诺贝利，它穿的就是这件外套。

未来，Spot有可能用于核电站退役工作。Spot能够进入废物储存设施并识别各种放射性材料，确定哪些是安全的，哪些是不安全。这是没有轮子的Spot的另一个优势。有轮子的机器人在松散的瓦砾、工具、手套和电缆等障碍物上移动会比较困难，Spot可以很容易地越过这些障碍。所以你可以让Spot进入一个集装箱，查看周围的区域，并录制视频。如果操作人员想看现场情况，可以在Spot的背上安装一个红外线摄像机，进行现场直播。

Spot是如何操作的?必须通过平板电脑来控制吗?

Spot可以通过有WiFi连接的平板电脑操作。通过自动行走模式，可以指示Spot对某一区域(如存储容器的周边)进行检查。Spot有能力记住这一点并重复该任务。这对于核退役设施所需的日常检查很有用。

Spot的摄像机还很防撞，如果有障碍物挡住它的去路，它会避开障碍。在一个废物储存设施中，可以通过给Spot编程，在十年或更长时间内进行日常巡检。这显然可以省去人类做这种耗时的工作。

Spot会成为未来核聚变技术和核裂变电站退役的搅局者吗?

肯定会的。目前，其他轮式或履带式机器人价格昂贵，在复杂地形上通过性较差，而且难以驾驶。

我们有使用这种技术的技能和经验。RACE在远程操作方面拥有30多年的积累，它曾为欧洲联合核聚变装置(JET)管理机器人维护系统。这对研究未来的机器人技术至关重要，其中一个重要领域是“数字孪生”技术。这是虚拟和物理世界配对的模型，需要高度详细的数据分析，使潜在的操作问题可以被有效预测。这对聚变很重要：未来聚变电站的内部和外部环境必须使用机器人和自动化技术进行远程维护。

使用Spot将使目前由人工执行的许多任务自动化，从而避免考虑诸如风险评估或健康风险。Spot能提供更安全、更便宜的解决方案。

您先前谈到了Spot在不平整的表面上的表现。Spot在冰上或湿滑的表面上会有什么表现?

波士顿动力公司在冰和雪上测试了早期Spot模型，结果显示它可以成功地在这类表面上行动。如果Spot的腿开始打滑，它会重新调整其位置。如果摔倒了，它就会爬起来。这是Spot相对于轮式机器人的另一个优势。

一旦加装了Spot手臂，它就可以用来取回物品或在设施内移动摄像机，用以更好的拍摄现场情况。

Spot如何用于核聚变发电站?

聚变是UKAEA的一个关键研究领域，也是Spot未来将要进军的领域。在牛津郡的JET实验中，它可用于从机器内部收集样品，使得维护工作可以远程进行。在法国的国际核聚变项目ITER，一些需要日常检查的区域是人类无法进入的，Spot就可以大显身手。例如，在核聚变设施的一个人类无法进入的地方，可能丢失了一台摄像机。你需要迅速派一个机器人到那个区域去寻找它。

核聚变的应用范围是巨大的。而作为一个第一次使用它的工程师，不需要经过几个小时的培训，我们就能自信地操作Spot。