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标题: 植物斗僵尸 机器战核电 -- 日本机器人福岛核电站遇难记 上 [打印本页]
作者: 萨苏    时间: 2012-3-6 15:40
标题: 植物斗僵尸 机器战核电 -- 日本机器人福岛核电站遇难记 上

( e% I* ^! s. O! u4 c4 `  R核电站出了问题，机器人或许是极佳的“工作人员”，它不怕高温，不畏辐射，还不怕死...... （图为我国研制的核环境救援机器人）
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所谓植物斗僵尸，机器战核电，日本的机器人被派往福岛核电站抢险，诚所谓兵来将挡，水来土填，谁知道根据日本媒体的报道，这可怜的机器人如今自己也遇到了麻烦，成了遇难者……' Z$ p, ~+ V$ c) J- _

! y8 W+ F7 {  X' c( D' g! u% K& `2011年3月，日本发生大地震以后，可能至今最热点的话题就是灾情不断，依然令人毛骨悚然的福岛核电站了。虽然日本首相野田去年12月已经宣布该核电站的险情被控制住，三台发生事故的反应炉均成功停机，但直到3月6日，据报道福岛核电站内部仍有强烈的核辐射，善后工作显然仍需很长时间。日本这国家多灾多难，在飓风，地震，火山等几千年折磨下神经粗大的日本人，马照跑，舞照跳，市面上已经看不出什么影响来。
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然而，核电站的清理总不是闹着玩的。
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" E2 N* g' h8 U要搁几十年前这根本不算个事儿，只要一声呼唤，恐怕还得有争着喊“天皇陛下万岁”的二杆子往里冲的。但如今武士道在日本已经不盛行，响应政府号召为国尽忠的主儿在靖国神社躺着好几百万呢，日本人民还不算太健忘，再想召集敢死队近乎不可能。
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好在现在已经是二十一世纪，科技发达。用科学解决问题显然是个更好的办法。据报道，在福岛核电站的抢险和善后工作中，日本方面大量使用了机器人参与工作。和人类不同，机器人可以在高辐射环境下工作。随着调查工作越来越深入核电站的堆芯，机器人也被越来越频繁地使用起来。
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4 ?9 W, P5 K, r) ]& [: Q! V机器人源于人工智能技术，日本是这方面科研上较为先进的国家。& u- w- k3 ^& _" F# V7 Q2 r
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" \, V( ?+ o. Q7 N大阪大学石黑教授开发的Geminoid机器人，有六十种表情，可以依托Kinnect体感技术与人交流，几乎可以乱真。不过，让牠去核电站干活，基本就是个有去无回
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* w1 k; U% d4 g8 [9 D3 ^参加抢险活动，显然需要使用专门设计的机器人，至少要比Geminoid强健而且听指挥。从机器人诞生以来，各国便都有研制救灾用机器人的努力，而日本这一次在福岛出动的，是由千叶工业大学和日本东北大学研制，曾经在多次国际救灾用机器人研制大赛中获奖的“精灵小怪物” – Quince。" S7 K* N6 T" y9 p. T1 C, p
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( r2 @, F, Z  B% @; s2 J( {5 `Quince在测试中，它能够在自身携带的摄像头和各种传感器指引下自动调整姿态，攀高爬梯不在话下，动作灵活，能力多样。0 `0 \7 G2 w& `6 ~: l1 Q. Y

- j- K. w2 C& {$ g( w1 s因为曾经多次获奖，Quince大名在外。于是福岛地震之后仅仅四天，福岛核电站的后台老板，焦头烂额的东电公司便一个电话打给了千叶工业大学未来机器人技术研究中心的小柳荣次副所长，询问：“能不能借Quince给福岛第一核电站用用？”5 v6 {5 {! X' o- S0 |- X' D8 @7 M& f

: y2 P  m6 m9 P! Q5 \" I2011年6月20日，Quince被运抵福岛核电站参加工作，在此后长时间的抢险过程中，Quince一直战斗在最危险的第一线，曾经六次深入原子能反应堆内部调查情况，颇受赞誉。然而，到了10月，这个“了不起的小个子”却突然销声匿迹了，好久没有在日本的新闻中出现。. k6 V5 n% n5 F
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也许因为换首相的新闻更多更爆炸，人们不经意间忽略了Quince的消息。" L4 n! i6 `& k# _

# M3 Y6 w( i% _- J9 S& W然而，2012年3月5日《朝日新闻》刊登的报道《救援机器人核电站奋战记》却披露了一个令人苦笑不得的消息。原来，这台明星机器人之所以销声匿迹，原因是在去年10月20日，当它第六次钻进核反应堆内部进行调查活动时，自己也不幸“遇难”了。如今，可怜的Quince依然滞留在福岛核电站2号机组反应堆建筑3层和4层之间的楼梯上，不知道什么时候才能得到救援呢。5 F) O; [* u0 ]: ?2 C
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屡次在国际获奖的专业救灾机器人，怎么自己反而成了救助对象呢？
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如果了解一下它的“遇难”背景，会觉得更加匪夷所思。因为Quince在进入核电站工作前，还专门针对其工作环境进行了改造。如果注意一下时间，东电公司是在3月15日向千叶工业大学求助的，而Quince在6月才投入使用。这期间的三个月，便是其进行改造的时间。! R& R, r! z: o' ^5 S+ z

/ j+ K- b  \7 d8 v# R( x当东电公司征调Qunice的时候，小柳所长没有轻易同意。这是因为Quince是为了地震救援而设计的，福岛这种核电站环境对它来说也很新奇。至少有两个技术难关，妨碍着机器人进入这座核电站工作。
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3 z% o" |. \7 g实际上在福岛核电站出事儿之后，包括中国在内的各国都曾经提出提供机器人帮助救险，但日方均反应不甚积极。其原因之一便是无法达到在核电站内部工作的需要。& G7 d+ `! d# n

8 {$ D: Q) ?% y$ T  C3 V首先，核电站内部有强烈的辐射，对一些敏感元件的伤害甚大。目前各国研制的机器人都没有考虑到抗辐射的因素，所以，进入核电站工作可能很快就会被“辐射致死”。, z' T! Y9 \1 A3 Z% ~& ~3 f' I2 o# I
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其次，因为核电站原子能反应堆外部包裹着厚厚的钢筋混凝土，对无线电信号产生极大的屏蔽作用，使对机器人的遥控无法进行。$ C/ ^" t( P/ |
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对此，最初美国人曾经自恃技术先进，认为并非什么了不起的障碍。但是，2011年6月24日，美国派出的T-Hawk-100型智能无人驾驶直升机（其实也是一种会飞行的机器人）在参加抢险的时候果然出了事故，居然掉在了2号机的反应堆房顶上，把日本人吓了一大跳。从此，玩机器人的各路神仙再也不敢轻视核电站的独特工作环境了。4 J7 r9 N, e6 |% l! B0 G9 ]

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美国人的T-Hawk-100无人直升机，曾在阿富汗屡立战功，但碰上了原子弹的本家，还是折翼福岛# @& |8 ~# a3 Z* N) Z* G1 n* W

8 V+ q, z# M7 s# k# S' [; tQuince经过改进，已经从技术上基本克服了这两个问题。千叶工业大学得到高崎量子应用研究所的协助，为Quince一些关键部位配置了抗辐射的部件，经过对其十一个主要部件的测试，证明其至少可以在福岛这样的环境中工作400个小时。同时，其技术人员为Quince加了一条尾巴，通过一条直径1.6毫米，长度450米的光纤实现对其远程操控，这条导线并可以实时传回Qunice“看”到的画面和“嗅”到的辐射指数。
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甚至，Qunce的操纵员还专门在结构与福岛核电站相似，但已经废弃的浜岗核电站中进行了反复的练习，增加了Qunice的前部配重，以避免攀登湿滑铁梯时容易出现的“失足”问题。直到觉得万无一失，才投入福岛核电站的抢险工作。9 e% j# m0 |% E4 }6 ~

1 l* p" O! M+ |/ o既然准备如此充分，这Quince又是怎么“遇难”的呢？
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0 C! I; x& I# b$ ^[待续]
作者: 猫元帅    时间: 2012-3-6 17:06
等吧                                       
作者: 舍也是得    时间: 2012-3-6 21:31
掉坑里面了，接下来的会是中、下、续、补。。。
作者: 冰蚁    时间: 2012-3-6 22:39
原因很明显，机器人掉进萨苏的坑里了。
作者: 萨苏    时间: 2012-3-7 01:18
标题: 植物斗僵尸 机器战核电 -- 日本机器人福岛核电站遇难记 下
本帖最后由 萨苏 于 2012-3-7 01:20 编辑
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Quince机器人体重和郭晶晶相同，都是48公斤2 e" c% v" s0 k3 o" E4 F: o  ~
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$ m# q8 l3 |1 C, s7 _' rQuince身材不如郭晶晶，身高只有一米零五，但经常可以做出一些令人匪夷所思的动作来 -- 这个动作象不象上台领奖？
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! ^  a) w( v2 Q" D9 f5 V作为一台屡次获奖的机器人，Quince的确有其独到之处，其攀爬角度居然可以达到四十二度。更有意思的是如果仔细划分，它居然具有和人类颇为类似的器官 – 它有大脑，也就是安装了特殊软件，可对其进行操控的计算机（据说是一台ThinkPad，但不知道是不是联想公司出品的）；它有眼睛 – 在其前部和后部各有一部高清晰数字摄影机，摄影机上安装的是可以扩大摄影角度的鱼眼镜头，前后配合使其几乎没有视觉死角；它有鼻子 – 装有辐射测量计和温度测量计各一台；它有四肢 – 只是四条腿上都带着履带，每一条都可以单独操纵。这大大增强了其在复杂地况下的运动能力；它有神经 – 450米长的光纤负责传导其“大脑”的指令，并且反馈在核电站内看到和“闻”到的信息。3 o+ l! R3 J4 n

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Quince解析图# _1 e; d/ w/ |  [! p+ |! E
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在福岛核电站工作的四个多月里，东电宣传部负责人称Quince发挥了很大作用，它提供的情况和数据在核电站事故处理和善后工作中，有力地提高了工作效率并减少了操作的危险性。它先后走遍了原子能2，3号机组的多个楼层，进行了辐射和温度测试，工作人员依据这些数据绘制出了整个建筑中的辐射分布情况图。同时，它深入核反应堆建筑物内部拍摄出了很多清晰的照片，对分析情况极有价值。例如，它钻进2号反应堆2层的时候，拍下了堆芯喷淋系统的状况，证明这套有重要作用的设备处于可以工作的状态，为制订随后的抢险计划提供了依据。8 b: x, u. I' U$ R$ f& S
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然而，上得山多终遇虎。10月20日，Quince奉命深入2号机组核反应堆建筑，对那里的状况进行摄影，结果却一去不回。2 |/ d) d/ M2 u+ u: D) U, o( O$ d; y

' J$ _" v( T! J% S# q根据《朝日新闻》的报道，Quince当时已经超额完成了任务，它破纪录地爬上了该反应堆建筑最高的第五层，一直深入到核燃料反应池围壁进行了成功的拍摄，并敏锐地发现那里的辐射指标异常超标，达到了每小时250毫希沃特。
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反应堆正常工作时机组内的辐射量通常仅为0.01毫希沃特，而福岛核电站出事后，当时其机组内部的辐射剂量最高也不过57毫希沃特。Quince发现的超强核辐射现象立即吸引了工作人员的注意力，并针对此作出了相应的反应。
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. B+ `9 g8 U3 w5 B) V  g- b然而，就在这之后，奉命撤退的Quince从四层下楼的时候，却在该反应堆三层与四层之间的地方突然“失去与组织的联系”。工作人员发现它尾部拖的控制导线折断 – 壁虎断尾可以求生，利用导线控制的Quince断尾，当即失去了控制。% D6 }* q' y) N) v3 H( b

; T1 ~5 N% _' P% r# P( f1 |, T9 h根据东电工作人员介绍，在Quince 进行改造期间，这条细长的尾巴没少给它添乱。最初的问题是每当Quince回转的时候，“尾巴”便会与其绕成一团，越拆解越分不开，最后出现把自己捆起来的现象。8 @7 v' \6 s+ u( j7 Z' K: M

/ L0 s* d, [) x8 V针对这一问题，Quince的研制者之一，吉田智章（记住，智章，不是智障）高级研究员用一个简单的方法解决了问题 – 取消Quince的回转功能，改用倒车，反正Quince背后也有一双眼睛，它的四条腿也是前后不分。
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不幸的是，这一做法在实验室百战百胜，交给东电公司的职员却连连出错。原因是Quince倒车时操纵手柄是左右颠倒的，这让东电的工作人员很难适应，多次把Quince开到沟里去。东电公司的操作人员不肯接受这种操作方法，认为大学里那些高智商的家伙们这么操纵没问题，我等一群大老粗，学不会。
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其实，这不就跟看着倒车镜倒车一个原理吗？谈什么智商，倒让人怀疑东电公司的人事部招人的时候有智商问题。. W- L# t- I" P( c+ @* _; ~( n; X

: C: F. `8 Y3 Z, \; K无论如何，吉田研究员还是做出了改进，他修改了Quince的控制程序，使其倒车时操纵手柄的前后左右也随之颠倒，这样工作人员操作起来果然没有问题了。
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现在看来，拖着这样一条尾巴仍然是容易出问题的，大家也因此可以理解我们的祖先为何把这玩意儿给进化掉了吧？
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由于Quince是孤军深入，身边没有战友，所以失去联系之后人们也无从得知它的境况。只能根据现场情况推测，这台明星机器人如果没有因为核辐射产生什么异变，应该至今还躺在2号反应堆的3层楼梯上等待救援。
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$ r6 m; x4 e; P4 l: M# ~到底灾难是怎样发生的呢？
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对此，一些日本工程界人士做出了自己的推断。根据他们的推理，Quince“断尾”的原因大体有三种可能 –% g8 t: d, M% K
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5 J# j& d- u$ l8 T& g: rQuince进入反应堆工作环境示意图+ c2 ^$ I* _4 m! D* n) V% }' r" l
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第一种，从上图可以看出，Quince在进入反应堆时，要经过两道外墙，导线很可能由于与墙角反复摩擦而断裂。
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/ T- r) M* A, L/ W& o  `4 T第二种，巨额核辐射对一些设备的“摧残”是惊人的，使其老化速度大大加快，Quince的导线未经过抗辐射测试，很可能是它在高温高辐射环境下工作时间过长，于是以身殉职。
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5 T* \9 p- p; a/ J/ s第三种，Quince很可能在后退中轧上了自己的尾巴，光纤被卷进履带而折断。
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也许，答案只有在Quince被救出来以后，才能最后分析清楚。
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不管怎样，Quince的使用，证明了机器人在福岛核电站事故这样的特殊环境中，有着重要的价值。今年2月底，千叶工业大学又向福岛核电站派出了两台新的机器人，它们都是Quince的“小兄弟”。# ]; P( F( |# x7 S

% v# o" x3 r2 c6 J6 l8 l6 C8 K- s为什么一派两台呢？估计是吸收了Quince孤军深入，壮烈牺牲却死都不知道怎么死的教训，让它们俩能结伴出动，相互照应着点儿。5 i! @2 o# e; \$ W3 J# d
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实际上，两台新来的机器人的确增加了相互配合的功能。% f! [; t, {3 L5 f% a
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两台“Quince二代”合作工作的示意图。$ P5 V* @' B3 Q. ]8 x

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7 f7 p; W' M9 N# i# s& b  H. S根据日本有关资料，在福岛核电站的两台机器人可以以其中一台为中继进行工作，这意味着这一分组的工作半径远远大于一台Quince，这可以使操纵员更加远离核辐射源，保障他们的安全。! F8 W  i6 q) ^' O9 B# P

' S" E& j7 N. P同时，如果一台机器人再出现断线的情况，另一台机器人可以靠近并在近距离用无线电对其进行遥控。此外，它还可以加载一台机械手，必要时冲过去把瘫痪的伙伴一把抓起来拖回安全地带。
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$ V* Y3 j4 Q& W- Q4 ?这两台机器人已经在福岛开始了新的工作。然而，救援那台遇难Quince机器人的任务，却一直没有排上日程。
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; U; q) ?3 J- ^2 t) F仔细想想忽然发现这也是合理的 – Quince如今已经在高辐射区呆了几个月，就算拉出来，估计也变成一个在晚上会发光的玩意儿，只能报废了事。《笑傲江湖》里面有个浑身是毒的蓝凤凰，估摸着在日本技术人员眼里，曾经的明星机器人Quince，如今也是一个钢铁蓝凤凰，轻易招惹不得。7 V+ k  J, g! X* K7 b/ a
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[完]
作者: 同文    时间: 2012-3-7 01:40
萨苏 发表于 2012-3-6 12:18
& K2 c& }, N4 X, D9 YQuince机器人体重和郭晶晶相同，都是48公斤
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[完] - 坑平了？
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作者: 机器猫    时间: 2012-3-7 01:58
是不是应该把手柄操作改成方向盘，那不更符合开车的操作方式么
作者: 雪个    时间: 2012-3-7 04:30
萨苏 发表于 2012-3-6 09:18
- V4 v$ ^% @; }Quince机器人体重和郭晶晶相同，都是48公斤

6 [. Q% N/ U5 ], h! ^写得活灵活现的，让人觉得，Quince很可怜啊。。。
作者: 燕庐敕    时间: 2012-3-7 09:47
萨苏 发表于 2012-3-7 01:18 , u  o; d5 ^& I  }" [  L) w
Quince机器人体重和郭晶晶相同，都是48公斤

/ K% P6 u) g( O* Y这回大家大跌眼镜啦，老萨填坑，一日完毕。
作者: MacArthur    时间: 2012-3-7 11:11
萨苏 发表于 2012-3-6 12:18
; c0 v/ p3 F: eQuince机器人体重和郭晶晶相同，都是48公斤
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倒车仍然不能完全解决“拖尾巴”的问题啊。。。 估计是倒车的同时机器人还能根据倒退的距离，自动回缠电缆 -- 就像那种自动回缆的吸尘器一样。。。搞不好是那个自动回缆装置坏掉了。。。
4 Q; ?. c+ e* p5 s+ `  v9 t+ ^  Z! _
机器人应该跟巡航导弹一样，加一个自动导航功能 -- 一旦控制讯号丢失，则沿既定线路 -- 或者沿来路原路返回。。。
/ W/ \+ _/ Q: M3 ^
作者: 猫元帅    时间: 2012-3-7 14:08
机器猫 发表于 2012-3-7 01:58 * j) a& T2 k3 H- ?
是不是应该把手柄操作改成方向盘，那不更符合开车的操作方式么
0 G$ x6 ?1 p8 S0 L8 a
四条履带是分别单独控制的，可以差动。方向盘不好使。
作者: 魔术师    时间: 2012-3-7 14:17
我记着之前哪个国家曾经研制出4条腿或6条腿的机器人来着——日本，还是美国？
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作者: wayne    时间: 2012-3-7 14:49
感性的机器人
作者: nj_power    时间: 2012-3-7 15:42
日本机器人名不虚传
, Z0 Y3 q8 S( M# r我们与他们的技术差距还是很大的
作者: 四处张望    时间: 2012-3-7 18:29
真意外啊。
作者: 西楼客    时间: 2012-3-9 20:57
辐射坑，别说人，机器人都待不住
作者: Mousepa    时间: 2012-3-13 13:55
快看完了才发现竟然是萨大……
作者: 猫元帅    时间: 2012-3-16 16:14
魔术师 发表于 2012-3-7 14:17
; m6 R; L3 n# h/ m; [' a7 L" O我记着之前哪个国家曾经研制出4条腿或6条腿的机器人来着——日本，还是美国？8 W4 P. r9 ]2 p0 t
...

* W6 Z5 f" W, t# H是美国' c9 I! K& t' R  R0 \
http://player.youku.com/player.php/sid/XMjE3MzMwMTY4/v.swf
作者: 九合诸侯    时间: 2012-3-16 20:54
老萨，跑这儿安家了？这儿氛围不错，有一起西西河的感觉。



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