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

這款水下游泳機器人可通過有線電纜在距離約500m的抗震建筑內(nèi)進行遠程操作。由于其前、后方都安裝了相機和LED燈，即使在漆黑的安全殼底部也可進行調(diào)查。3號機組安全殼內(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)機器人的尺寸和重量，使其實現(xiàn)小型化、輕量化。

作為調(diào)查3號機組的總指揮，東芝能源系統(tǒng)株式會社福島重建與循環(huán)技術(shù)部的淺野真毅參與了使用機器人進行福島第一核電站2號機組的內(nèi)部調(diào)查，卻對實驗結(jié)果感到十分遺憾：在2017年2月進行的2號機組調(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訓練，然而機器人還是在調(diào)查過程中停止了移動。

2號機組的經(jīng)驗可以繼續(xù)運用到3號機組的操作中。與2號機組不同，3號機組的安全殼內(nèi)部有積水，具備能讓機器人在三維空間中游動的優(yōu)點。雖然有可能因路線被堵住而無法到達地下層，但由于機器人自身的小型化特點和事先進行的完備的操作訓練，它能準確地抓拍到被視為燃料碎片的物體的影像。

“當看到疑似3號機組的燃料碎片時，說實話我松了一口氣。我最擔心的是，為讓機器人穿過核反應(yīng)堆安全殼的入口而插入導管，并通過該導管把水下游泳機器人送入水中的操作。不過，經(jīng)過兩個月的訓練，我相信操作者的能力?！睖\野先生對這次試驗充滿了期待。

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)開發(fā)部的松崎謙司先生負責指揮操作，他回顧起這些經(jīng)歷時說道，“為期兩個月的訓練，日程安排得緊湊且嚴苛，非常辛苦。我們想盡可能地模擬現(xiàn)場情況，但由于完全不了解受損結(jié)構(gòu)的狀況，無法進行復制。因此，我們設(shè)置障礙物，制作機器人能勉強通過的網(wǎng)格狀物體并反復訓練，使其能熟練應(yīng)對各種狀況?！?/p>

松崎先生透露，“正因為使用全尺寸模型進行了嚴格訓練，本次調(diào)查才得以實現(xiàn)200%的目標。因為擔心水下機器人在調(diào)查途中無法移動，從去年年末開始我經(jīng)常做噩夢?！笨梢哉f3號機組調(diào)查的成功是對技術(shù)工程師們拼命訓練的最大肯定。

水下游泳機器人技術(shù)可達到在三維空間內(nèi)自由移動

在開發(fā)水下游泳機器人的過程中，最困難的莫過于既要實現(xiàn)機器人的小型化，又要提高其自身的推力。由于連接機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，因此需要安裝體積小且輸出功率高的電機，但這就使得控制電路變得十分復雜，難以將其置于小型水下游泳機器人中。東芝團隊開發(fā)了一種摩擦力較小的新型電纜， 為防止電纜松動而卡在結(jié)構(gòu)上，調(diào)查團隊反復進行直線前進、后退等操作訓練，以防摩擦電纜。

東芝水下游泳機器人調(diào)查團隊

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。同時，對于非常喜愛機器人的工程師來說，這是一個只有機器人才能發(fā)揮出積極作用的環(huán)境，開發(fā)的產(chǎn)品能立即投入使用，這讓大家動力十足?！?/p>

“3號機組順利完成目標，讓我們信心倍增。扎實地進行熟練度訓練，預(yù)估風險并采取應(yīng)對措施，腳踏實地的努力終有回報?！笨偨Y(jié)這次調(diào)查，松崎先生鏗鏘有力地說出這番話，“今后，我們將把重點轉(zhuǎn)移到取出裝置的設(shè)計和研究方面，為福島第一核電站報廢反應(yīng)堆的修復工作而不懈努力。”

*標注的日期為日文原文發(fā)布日期