机器人:危难时刻显身手

“机器人”这个概念早已妇孺皆知。不过,真正见过机器人并领略过其不凡技能者未必太多。其实,机器人是自动执行工作的机器装置,它可以协助或取代人类从事多种工作。值得一提的是,机器人代替人类在危险的工作环境中工作,特别是在遇到特殊紧急险情等危害公共安全时,越来越发挥着重要作用。

“敢死队员”

人不畏死,自是美谈。毕竟生命很可贵,不可轻易抛。而在现实生活中,危害公共安全的突发事件随时可能上演。在人类漫长的历史长河中,几乎都由人冒着生命危险区排除险情。为此,人类付出了惨重的代价。科学技术的进步,给我们带来了新的福音,正在“解放”更多的危险职业人员免遭不测。

2009年5月24日9时30分,郑州市警方接到报警,称交通银行一家自助营业厅门前的纸箱里装有爆炸物。接警后,数十名民警赶赴现场,并对周围进行。

警方派出一个排爆机器人上前查看情况。机器人工作约30分钟后,穿着防爆服的民警走到纸箱前,拿刀小心地把纸箱上的透明胶布割断。把箱子打开后,发现整箱装的都是发票。11时40分,排爆民警宣布,纸箱内没任何爆炸物,历时两个小时的排爆工作才结束。

无独有偶,类似的险情也出现在广东。

2009年9月23日15时许,东莞东城世博俱乐部门外,沃尔沃车主黄某用完餐取车时惊奇地发现,自己的座驾前左轮下竟然“躺”着一枚疑似雷管物体。

东城世博俱乐部位于东莞城区的中心地段,平时人流量很大。16时30分,警方调来的一辆爆破车停在路口,一名穿着厚厚迷彩服、佩带设备的专家拿着探测器靠近疑似爆炸物,一番探测后确定该物具有爆炸威胁性,但炸弹威力一时无法确定。几分钟后,两人抱着一个拆爆机器人来到越野车后面。机器人手臂抓起爆炸物时突然掉下地,现场警察一片惊呼,幸好没发生爆炸,机器人被警方遥控收回。随后没多久,黑色沃尔沃越野车也开走了。

发生在郑州和东莞的这两起可能波及公共安全的事件,均以有惊无险而告终。上帝从不会只和人类开轻微的玩笑。真正的危险,往往就在不经意间降临到人间。

杞人忧钴

2009年6月7日凌晨2时,河南省杞县利民辐照厂正在辐照室处理的辐照物品辣椒粉突然发生倒塌,倒塌的辣椒粉压倒了护源栏,并使其发生倾斜,导致钴-60放射源卡住,不能正常回到水井中的安全位置。而辐照室内的“钴-60”活度高达14余万居里,辐照剂量高,危险性大,在强烈的伽马射线4米的范围内,5分钟就能置人于死地。经过监测人员现场监测,确定辐照室周围处于正常的放射性本底水平,暂未产生放射性污染。

河南省杞县利民辐照厂是一家有着十多年从事辐照加工历史的民营企业。其辐照装置采用远程控制的钴-60放射源照射物品,使被照射物品达到灭菌、消毒等目的。该类装置的放射源处于1米厚的钢筋混凝土结构的辐照室内,进行辐照加工时,通过远程控制将放射源从水井中提出照射物品,使用后放射源即返回到水井中。

6月14日15时,辐照室内原辐照加工的物品由于放射源的长时间照射,发生了升温自燃。在消防及环保部门灌注水400吨水后,引燃物于当晚24时得到有效控制。经河南省辐射安全技术中心监测,附近环境未发现任何辐射污染现象。尽管如此,消息还是不胫而走,在当地造成了恐慌。

“洋人”捐躯

应对钴-60放射源故障最好的办法是使用机器人去完成此项艰巨而危险的任务。自从卡源故障发生后,利民辐照厂在全国寻找可以排除故障的单位,一直没有结果。

位于四川绵阳地震重灾区的西南科技大学在机器人研究方面拥有较多优势。西南科技大学的机器人项目小组在全国高校乃至亚洲高校享有声誉,曾经荣膺全国大学生机器人竞赛和亚洲大学生机器人竞赛的冠军。他们抱着感恩之情,希望参与排除故障工作。

当然,学校的比赛只是技术性的,一直没有用于社会实践。6月29日,西南科技大学的机器人项目小组负责人张华教授和同事以及中国工程物理研究院的穆龙、刘启才等专家赴去杞县利民辐照厂实地了解情况。

7月15日,环保部专家赶赴郑州,计划7月16日评审西南科技大学的排险方案。7月16日中午,环保部专家从北京调来两台进口的机器人,这两天机器人主要是用于环境监测的,不是专门处置故障的。7月17日上午从美国进口的两个辐射监测机器人进厂,当地群众守候在厂外,期待激动人心的那刻到来。

第一个机器人进去40分钟左右被卡,遥控玩具小车进去探测,迷道里有辣椒粉阻道,只进二分之一。第二台机器人去套绳子将其拉出来,意想不到的事情发生了,这台过去救援的机器人也坏在了里面。

这一来,问题变得格外严重。很快,在外面焦急等待消息的当地群众知道了消息,“机器人来了融化在里面”的消息不胫而走。当天下午15点左右,“核烧坏了机器人”的传闻开始在当地蔓延。地方政府为平息事态,只好下令暂停救援。一时间,杞县县城笼罩在核恐惧氛围之中,不少人开始离城出走。“杞人忧钴”的说法随后频频见诸媒体报道。

机器人的“衣裳”

在西南科技大学机器人项目小组进驻利民辐照厂前,当地一些人纷纷传言,等西科大的专家一来就撤离。

当地政府为避免群体性恐慌事件,减少群众围观救援工作,建议机器人项目小组“上夜班”――从天黑开始进厂,一直工作到次日凌晨4点30分。

机器人要在1.3米宽、20米长的弧形迷道里同时放下数台机器人同时施工,存在技术的难度。这还不是最大的难题。通往辐照室的迷道里有较强的伽马射线。12公分厚的铅板才能勉强挡得住其辐射。7月份,那两台进口机器人就是因为没有经得起强辐射才“捐躯”在这里的。张华和他率领的机器人项目首先考虑的是如何对机器人的“健康”负责,这就需要给机器人穿上外套,避免悲剧的再度发生。按照常规的做法,机器人的衣服可不是普通的布料做成的,而是由金属铅做成的“铅衣服”,其厚度也超乎我们的想像,起码需要有12公分之厚!纵然是大力士穿上这般厚重的衣服,行动起来也难免过于笨拙了。于是,机器人项目小组采用最原始的器件,将电缆传到控制台来控制机器人,以解决抗辐射难题。安置电缆,以备救出机器人。全景小车里的摄像机不得近于卡源3米。这台机器人里面使用的是传统设备、外表的设备比较先进。

解决了机器人的“穿衣打扮”问题后,接下来还得解决它的眼睛问题――用机器人探测车打灯,车上安装视频网络系统进行监控。对机器人来说,有了整个视频网络监控系统,它就像长了眼睛一样,可以“看”到前面和周围的路。购买一个机器人专用的摄像机需要20万美元,西科大机器人项目小组没有这么多的资金,他们自己设计图纸,然后采购原配件,装配起来的视频网络系统抗干扰强,并且图像上的雪花也很少。

老虎入笼

核技术就像老虎,把它关在笼子里,它就可以造福人类社会。一旦笼子破了,对付核技术这个“老虎”的只能是特殊的“武松”,这个“武松”就是机器人,它们可以勇往直前进入到环境最为险恶的地方去从事最危险的险情排除使命。核辐照设备的危险程度超乎人们的想像,人站在距离卡源4米的位置,5分钟之内即可毙命;手机置身这个范围之内,也会因线路板被烧毁而坏掉。

2009年8月24日晚,清障工作完成,项目组进入攻坚战阶段,降源工作正式拉开序幕。17:00-18:00,机器人将护源罩挂在滑轮组上,并将其抓起到15度的角度(事故发生时护源罩倾斜到30度,现在变成45度左右的样子)。工作人员休息了1个小时,讨论可能出现的问题。经过专家集体讨论同意,将护源罩的位置变成了75度到80度。当时气氛非常紧张,挂钩、遥控,任何一个细节都不允许有些许的差错。机器人项目小组的胡天链老师是游戏高手,很熟悉机器人的操作程序,即便这样他还是非常紧张,屏住呼吸,挂上钩后差点窒息过去。

机器人给护源罩上挂钢丝绳时,虽然挂上了,外面的人却拉不动,原来是滑轮被卡住了。于是,不得不将铁环吊在房顶,让机器人二次操作挂钢丝,这次成功了。这样,守候在外面的人们开始拉绳,以扶起里面的护源罩,让它竖立起来,以使其掉到井里。笨重的护源罩需要人们齐心合力来拽。外面的人手不多,环保部核安全司副司长叶民以及专家们,同样加入到拉拽钢丝绳的队伍。事后,机器人项目小组的梁艳阳博士回忆说,井里拉绳与在陆地拉绳的感觉大不一样,他觉得那种感觉很有诗意。

20:45,操控人员从室外操控,将倾斜的护源罩拉起,放射源瞬间在重力作用下自然垂落到井中。只听“嘭”的一声,卡源掉到了井里,机器人监视屏上显示强辐射的雪花随之消失,清晰的电视屏幕标志着降源成功。经过监测仪器的多点监测,在确信护源罩已经安全后,人员才进去到护源罩旁边。项目组核心成员之一的刘满禄(研究生)当时正在聚精会神忙于观察,没有听到“嗵”一声掉下来的那个声音。周围的人顿时欢呼雀跃,外面鞭炮声骤起,刘满禄认为“那是世界上最美妙的一刻”。

公共安全产业

随着社会的发展,人们越来越希望用机器人代替自己完成那些枯燥、繁重、危险的工作.省略