為調查福島第一核電站3號機組安全殼內部而開(kāi)發(fā)的水下游泳機器人，是一款直徑約為13cm，長(cháng)約30cm，重約2kg的小型機器人，因其在水中游動(dòng)的姿態(tài)特別而被稱(chēng)為“迷你版曼波魚(yú)機器人”。東芝作為技術(shù)研究協(xié)會(huì )--國際反應堆報廢研究開(kāi)發(fā)機構（IRID）的成員，開(kāi)發(fā)了這款水下游泳機器人。3號機組核反應堆安全殼內約有6米高的積水，因此開(kāi)發(fā)了可在水中游動(dòng)、用于調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(guò)有線(xiàn)電纜在距離約500m的抗震建筑內進(jìn)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(jìn)行調查。3號機組安全殼內部的入口十分狹窄，直徑僅約14cm，因此在提高其抗輻射性能的基礎上，改變了傳統機器人的尺寸和重量，使其實(shí)現小型化、輕量化。

作為調查3號機組的總指揮，東芝能源系統株式會(huì )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(jìn)行福島第一核電站2號機組的內部調查，卻對實(shí)驗結果感到十分遺憾：在2017年2月進(jìn)行的2號機組調查中，在不了解安全殼內部的情況下，為了能完成調查，設想了各種情況并展開(kāi)訓練，然而機器人還是在調查過(guò)程中停止了移動(dòng)。

2號機組的經(jīng)驗可以繼續運用到3號機組的操作中。與2號機組不同，3號機組的安全殼內部有積水，具備能讓機器人在三維空間中游動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。雖然有可能因路線(xiàn)被堵住而無(wú)法到達地下層，但由于機器人自身的小型化特點(diǎn)和事先進(jìn)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(shí)，說(shuō)實(shí)話(huà)我松了一口氣。我最擔心的是，為讓機器人穿過(guò)核反應堆安全殼的入口而插入導管，并通過(guò)該導管把水下游泳機器人送入水中的操作。不過(guò)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的訓練，我相信操作者的能力?！睖\野先生對這次試驗充滿(mǎn)了期待。

東芝能源系統股份有限公司設備服務(wù)與應用技術(shù)開(kāi)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(shí)說(shuō)道，“為期兩個(gè)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場(chǎng)情況，但由于完全不了解受損結構的狀況，無(wú)法進(jìn)行復制。因此，我們設置障礙物，制作機器人能勉強通過(guò)的網(wǎng)格狀物體并反復訓練，使其能熟練應對各種狀況?！?/p>

松崎先生透露，“正因為使用全尺寸模型進(jìn)行了嚴格訓練，本次調查才得以實(shí)現200%的目標。因為擔心水下機器人在調查途中無(wú)法移動(dòng)，從去年年末開(kāi)始我經(jīng)常做噩夢(mèng)?！笨梢哉f(shuō)3號機組調查的成功是對技術(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自由移動(dòng)

在開(kāi)發(fā)水下游泳機器人的過(guò)程中，最困難的莫過(guò)于既要實(shí)現機器人的小型化，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壁等結構接觸一邊前進(jìn)，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(kāi)發(fā)了一種摩擦力較小的新型電纜， 為防止電纜松動(dòng)而卡在結構上，調查團隊反復進(jìn)行直線(xiàn)前進(jìn)、后退等操作訓練，以防摩擦電纜。

東芝水下游泳機器人調查團隊

關(guān)于今后的研究方向，淺野先生表示，“根據這次核反應堆安全殼內部調查所取得的成果，下一步我們打算進(jìn)行核反應堆壓力容器的內部調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(shí)，對于非常喜愛(ài)機器人的工程師來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)只有機器人才能發(fā)揮出積極作用的環(huán)境，開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品能立即投入使用，這讓大家動(dòng)力十足?！?/p>

“3號機組順利完成目標，讓我們信心倍增。扎實(shí)地進(jìn)行熟練度訓練，預估風(fēng)險并采取應對措施，腳踏實(shí)地的努力終有回報?！笨偨Y這次調查，松崎先生鏗鏘有力地說(shuō)出這番話(huà)，“今后，我們將把重點(diǎn)轉移到取出裝置的設計和研究方面，為福島第一核電站報廢反應堆的修復工作而不懈努力?！?/p>

*標注的日期為日文原文發(fā)布日期