引言：

     阿薩達(dá)的機(jī)器人檢測(cè)器就像一個(gè)小型金屬炮彈鲸阔。其表面沒(méi)有螺旋槳拦吓、沒(méi)有方向舵也沒(méi)有任何明顯的機(jī)械裝置用以在地下環(huán)境中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力烦优。

        美國(guó)現(xiàn)在服役的舊核電站運(yùn)行設(shè)備磨損嚴(yán)重,美國(guó)3/4的核電站都有放射性物質(zhì)氚泄漏的情況秉疚，這主要存在于將冷水通過(guò)管道運(yùn)到反應(yīng)堆進(jìn)行冷卻的這一過(guò)程中晋蛾，氚會(huì)通過(guò)埋在地下的被腐蝕的管道進(jìn)入地下水。對(duì)此椅勿，麻省理工學(xué)院d'Arbeloff實(shí)驗(yàn)室最近傳來(lái)捷報(bào)艳院，該實(shí)驗(yàn)室主任哈里·阿薩達(dá)表示：“新發(fā)明的雞蛋大小的機(jī)器人能很好解決這一難題。

         配備攝像頭的球形機(jī)器人能通過(guò)內(nèi)部閥門(mén)和泵檢測(cè)核電站地下管道系統(tǒng)

　　日本福島核事故的爆發(fā)在全球引發(fā)了有關(guān)核安全的熱議扯际，同時(shí)颠恬，不少國(guó)家也針對(duì)本國(guó)核電站展開(kāi)了安全排查。今年6月注芯，美聯(lián)社公布了一份有關(guān)美國(guó)核電站的報(bào)告顯示憾汛，美國(guó)現(xiàn)在服役的舊核電站運(yùn)行設(shè)備磨損嚴(yán)重。該份研究顯示肝陪，美國(guó)3/4的核電站都有放射性物質(zhì)氚泄漏的情況驳庭，這主要存在于將冷水通過(guò)管道運(yùn)到反應(yīng)堆進(jìn)行冷卻的這一過(guò)程中，氚會(huì)通過(guò)埋在地下的被腐蝕的管道進(jìn)入地下水氯窍。

　　對(duì)此饲常，麻省理工學(xué)院d'Arbeloff實(shí)驗(yàn)室最近傳來(lái)捷報(bào)，該實(shí)驗(yàn)室主任哈里·阿薩達(dá)表示：“新發(fā)明的雞蛋大小的機(jī)器人能很好解決這一難題荞驴〔唤裕”阿薩達(dá)表示，美國(guó)現(xiàn)有104座核反應(yīng)堆熊楼，其中52座的服役年限已經(jīng)達(dá)到30年甚至更長(zhǎng)霹娄，我們必須保證這些核電站的安全運(yùn)營(yíng)。

　　氚泄漏污染水源

　　根據(jù)美國(guó)政府問(wèn)責(zé)局最新的報(bào)告顯示鲫骗，在怎樣防止地下管道泄漏上犬耻，美國(guó)核電業(yè)的能力有限。氚的泄漏將嚴(yán)重污染水源执泰。氚又稱“超重氫”枕磁，是具有放射性的氫同位素。氚的壽命比較短杖烘，而且相比其他放射性污染物涉捂，它通過(guò)空氣進(jìn)入人體是比較困難的。因此于抬，氚對(duì)人類的主要威脅存在于飲用水中渣冒。

　　美國(guó)原子能監(jiān)管委員會(huì)記錄顯示饱粟，在被監(jiān)測(cè)的65座核電站中，至少有48座出現(xiàn)氚泄漏琅瘦。其中掖阶，有至少37座核電站所泄漏氚的濃度超過(guò)聯(lián)邦飲用水標(biāo)準(zhǔn)——有些甚至為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)百倍。據(jù)有關(guān)媒體報(bào)道乌诚，早在今年2月炮疲，美國(guó)核管理委員會(huì)曾宣布，美國(guó)東北部的佛蒙特州揚(yáng)基核電站發(fā)生氚泄漏事件蜒午。報(bào)道稱虎叔，由于地下管道老化，周圍地下水源被污染喘疹。

　　阿薩達(dá)認(rèn)為抡草，現(xiàn)有安全檢測(cè)器的主要挑戰(zhàn)在于如何正確檢測(cè)核反應(yīng)堆地下管道的腐蝕問(wèn)題。目前蔗坯，核電站檢測(cè)主要采用間接方式檢測(cè)地下管道：通過(guò)產(chǎn)生電壓梯度來(lái)判斷指定區(qū)域的管道是否腐蝕康震，同時(shí)，使用超聲波來(lái)測(cè)量管道裂縫的長(zhǎng)度宾濒。唯一的直接檢測(cè)途徑就是通過(guò)掘土用眼睛目測(cè)管道情況腿短，這既耗時(shí)又費(fèi)力。

　　小機(jī)器人省時(shí)又省力

　　現(xiàn)在绘梦，阿薩達(dá)和其同事正在研究一種直接的檢測(cè)機(jī)器橘忱。該機(jī)器人只有雞蛋大小，它能潛入核反應(yīng)堆卸奉，進(jìn)入地下管道钝诚，最終核實(shí)管道是否有腐蝕跡象。這種機(jī)器人裝有攝像頭榄棵，它能承受核反應(yīng)堆超高放射的環(huán)境凝颇，同時(shí)能將圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。

　　在2011年電器與電子工程師協(xié)會(huì)舉辦的機(jī)器人和自動(dòng)化國(guó)際會(huì)議中疹鳄，阿薩達(dá)和其研究團(tuán)隊(duì)將該機(jī)器人的原型和具體設(shè)計(jì)進(jìn)行了演示末瘾。

　　乍一看，阿薩達(dá)的機(jī)器人檢測(cè)器就像一個(gè)小型金屬炮彈摹钳。其表面沒(méi)有螺旋槳讼舰、沒(méi)有方向舵也沒(méi)有任何明顯的機(jī)械裝置用以在地下環(huán)境中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。阿薩達(dá)表示疲席，上述 “附件”在普通的自動(dòng)水下裝置設(shè)備中很常見(jiàn)沦望，但是，這有悖于他本人的設(shè)計(jì)初衷台古，因?yàn)榧由线@些東西慨醒，機(jī)器人體積將更龐大稀忘。阿薩達(dá)表示：“一個(gè)配置有外部螺旋槳或者方向舵的機(jī)器人很容易潛入反應(yīng)堆的復(fù)雜環(huán)境中，同時(shí)也可以進(jìn)入管道網(wǎng)絡(luò)和連接部分脯堂。但是傳統(tǒng)裝置有導(dǎo)致核電站停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)，因此聋寻，我們有必要保證所設(shè)計(jì)的機(jī)器人能做到自動(dòng)防故障颤与。”

　　阿薩達(dá)和他的學(xué)生木桑德決心將機(jī)器人設(shè)計(jì)成光滑的球體坠狡，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)來(lái)保證推動(dòng)力形成一股強(qiáng)大力量继找。研究團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一種特別的閥門(mén)，通過(guò)對(duì)水壓進(jìn)行稍微改變逃沿，并植入Y型閥門(mén)來(lái)改變水流婴渡。這樣，機(jī)器人就能迅速檢查各個(gè)方向的管線系統(tǒng)凯亮。機(jī)器人可以按照被控制的方向前行边臼，研究人員可以通過(guò)特定閥門(mén)封鎖管道中的任何部分，高壓水推力促使閥門(mén)打開(kāi)一個(gè)窗口假消，當(dāng)水釋放時(shí)柠并，推動(dòng)機(jī)器人前行。

　　機(jī)器人在管道系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)富拗，其攝像頭能拍攝到管道內(nèi)部的圖像臼予。阿薩達(dá)原計(jì)劃是在機(jī)器人完成檢測(cè)后，再綜合檢索啃沪、查看圖片粘拾。但是，現(xiàn)在通過(guò)安裝無(wú)線水下信號(hào)系統(tǒng)创千，圖片通過(guò)激光將實(shí)時(shí)傳輸?shù)骄嚯x100米外的操作室奥债。

　　未來(lái)應(yīng)用前景廣闊

　　目前，該研究團(tuán)隊(duì)正準(zhǔn)備對(duì)攝像頭進(jìn)行進(jìn)一步完善碴秽，使其能自由擺動(dòng)沾陡、傾斜。研究生羅斯特將之形容為倉(cāng)鼠球承叫。倉(cāng)鼠通過(guò)滾動(dòng)自身而改變球的中心位置蔫沐，球從而得以轉(zhuǎn)動(dòng)。為達(dá)到相同效果织鳖，研究團(tuán)隊(duì)在機(jī)器人體內(nèi)安裝了兩個(gè)軸的平衡環(huán)激点，使其能改變機(jī)器人的重心。通過(guò)這一裝置卷哟，在機(jī)器人靜止時(shí)开辫，安置在機(jī)器人以外的攝像頭也能擺動(dòng)扇蚯。

　　阿薩達(dá)認(rèn)為，這種機(jī)器人短期內(nèi)工作效率高颤榛，且可廢置柿糖。在反復(fù)曝露于高輻射環(huán)境下導(dǎo)致系統(tǒng)損壞前，機(jī)器人能完成多次檢測(cè)任務(wù)惰瓜。

　　喬治亞理工學(xué)院機(jī)器人和智能系統(tǒng)中心研究主任亨里克·斯坦森表示：“該系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行否副，很適合在復(fù)雜環(huán)境下工作，雖然斯坦森沒(méi)有參加此項(xiàng)研發(fā)工作崎坊，但是他預(yù)計(jì)阿薩達(dá)的此項(xiàng)研究將有廣泛應(yīng)用前景备禀，這不僅對(duì)于檢測(cè)核電站有重要意義，同時(shí)也可應(yīng)用于檢測(cè)密閉空間奈揍，如下水管道等曲尸。該機(jī)器人成本不高且能降低人工作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，并且這是迷你型自動(dòng)系統(tǒng)男翰，將受到青睞另患。”

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