也許你還記得，幾年前在地震和海嘯中受到重創的福島核電站產生了巨大的核泄漏危機。由于核輻射會對人類產生不可逆轉的傷害，使得救援人員無法靠近反應堆核心進行施救。而唯一的解決方案就是派遣機器人進入廢墟中進行施救，減小災害帶來的影響。

此外，核電站、核廢料的處理也需要機器人的充分參與。據公開數據顯示，在所有歐盟國家中，法國的放射性廢物最多，接近150萬立方米，占該歐盟總數的44％。英國處于第二位，超過120萬立方米。如以重量統計，英國有近500萬噸遺留核廢料，而清理這些廢料是整個歐洲在環境修復問題上所面臨的最嚴峻挑戰。

在整個歐盟范圍內，已有90多座核反應堆被永久關閉，而更多設施將被停止使用。根據歐盟2021~2027預算，歐盟委員會已提議在核安全問題上撥款約12億歐元。

為讓機器人在危險環境中發揮更大作用，德國波恩大學研究人員們啟動了一個名為“半人馬”的災難救援機器人項目，旨在構建一個多功能的穩定救援機器人平臺以協助救援人員在惡劣環境中執行緊急任務。

半人馬Centauro機器人

Centauro高達1.5米，重達93公斤，由鋁等輕質金屬制成，其塑料皮膚通過3D打印技術而獲得。它有一個類似人首馬身的車身設計，運動部門由四條具有多個自由度的腿構成，每條腿同時帶有可轉向的車輪結構，這種四足機器人比雙足機器人更加穩定。機器人的腿包含六個自由度，由于能夠在臀部、膝蓋和腳踝處旋轉，靈活的關節保證了它在惡劣環境中自如的運動。

渲染圖和原型機圖片

Centauro是名副其實的半人馬。除了四肢外它還擁有靈巧的上半身，包含了兩條手臂和靈活的手部；強健的雙手和雙腿可以幫助它抬起沉重的物體，而靈活的雙手則可以幫助它操作工具并并打開門窗、閥門等裝置。此外它還能夠使用特定的工具執行操作任務，精度上甚至達到了與人類媲美的地步。該機器人配備了由三臺車載計算機提供的計算能力，分別用于實時控制、高級運動規劃和感知處理。

Centauro機器人的操作主要由人類通過遠程操作來控制。機器人對環境的感知通過遠程信號傳輸到控制人員的VR頭盔中，研究人員根據傳輸回的三維環境視覺信息進行判斷，并利用力反饋系統對機器人下達遙操作命令，從而完成任務作業。

雖然是遠程操作，但機器人也具有一定程度的自主性。例如，如果告知機器人移動到特定位置或抓住某個物體，它將進行自我計劃并執行該操作。測試表明，機器人能成功爬上樓梯、繞過障礙、跨過空隙、打開門鎖、操作閥門和電動工具等。由此，CENTAURO災難響應系統提供了現實任務所需的高度靈活性。譬如在控制重物和擊碎木片上，機器人的移動性、操縱性和全身控制技能都得到了驗證。

不過目前Centauro項目組仍認為該項目不夠成熟，暫時不能應用于真實的輻射環境之中。與此同時，而另一項目組則開始嘗試將其開發的機器人投入到核輻射環境中使用。

以清理核廢料為目標的RoMaNs項目

英國伯明翰大學的研究人員正在開發能夠在高輻射環境中工作的機器人，以協助清理過去半個世紀以來殘留的核廢料。該大學提出了RoMaNs項目來應對日益嚴峻的核廢料處理，這一項目旨在使用機器人技術進行核物質的清理。

該項目正在設計機器人的自主行為，以便機器人可以根據污染程度對放射性廢物進行分類。即便是穿著防護服，人類也會暴露在高強度輻射下。由于核輻射對人體所造成的巨大威脅，研究人員認為類任務只能通過機器人完成。

在廢墟中主要的任務是抓取和對設備的操作，同時還需要經受住強輻射對控制、感知和運動系統的考驗。例如在處理核廢料過程中，機器人需要打開舊的容器、整理甚至切割肥料，并為新來的廢料準備安全的容器。其核心在于對廢料的排序分離和隔離。

目前的這類操作主要由人類操作員費勁、低效的操作機器人遠程控制，緩慢的進行作業。而RoMaNS的目標在于尋找一種機器人可以更高效快速處理這一任務的新方法。研究人員為這一任務研發了新型的可以經受高強度輻射的靈巧手，隨后建立了一套有效的力傳感遙操作系統。

在此基礎上，研究人員開發了“自動化”的控制算法，僅僅需要根據視頻點點鼠標機器人系統便會利用目標檢測來自動進行抓取和操作。同時“標準”操作還允許AI和機器人分工協作。

參考>>https://cordis.europa.eu/project/rcn/194336/reporting/en

人工智能進行控制

由人類遙操作的機器人在抓取和移動無法預測形狀、大小的物體上存在困難。為解決這一問題，該團隊開發了一種自動視覺引導機器人，該機器人使用人工智能來協助操作人員。他們的項目合作伙伴CEA（法國替代能源和原子能委員會）創造了一個帶有手掌和手指的核適應機器人手臂，由機器人手套或操作員佩戴的觸覺外骨骼控制。

由CEA開發的具有三指手的外骨骼裝置，該裝置可以捕捉操作員的動作以控制機器人的手部動作。 圖片來源：CEA / Stroppa

這個裝置就像個人機一體的操作裝置。因此，當操作員移動手臂和手指時，放射性區域中的機器人臂會移動其手臂和手指。該系統使用人工智能進行自動視覺，使機器人知道如何檢測、識別和拾取各種物體。人類操作員通過遠程操作和人工智能與機器人共享機器人手臂的控制權。例如，當操作者移動手臂時，機器人同時也可以控制手的方向以更輕松的方式抓取物體，或者說計劃抓取物體的機器人將向操作員顯示其意圖以進行確認。

機器人（人工智能）正在代替人類完成危險和艱苦的工作，但人類仍在某種程度上對機器人的行為負責。RoMaNs團隊的工作簡化了針對機器人的操控系統，操作員只需要通過鼠標點擊特定物體，機器人就能獲得相應的指示，靠近并抓取該物體。

當機器人手臂接觸物體表面或抓住該物體時，操作員通過機器人手套感覺到傳遞過來的接觸力。虛擬觸覺技術讓遠程操作員了解禁區內的情況非常有用。為使手套正常工作，機器人手臂必須充分感知和適應其進入的環境。為實現這一目標，CEA團隊在臂關節中開發了自適應機制，其機械移動就像彈簧一樣，且比精密的電子部件更能抵抗輻射。

拭目以待

在英國北部由國家核實驗室管理的一個放射性環境中，RoMaNs團隊利用其開發的人工智能控制系統成功測試了機器人手臂。這是人工智能控制下的機器人第一次被應用到真實的放射性環境中。

人們曾認為至少需要十年甚至更長的時間才能將這項技術應用到核工業中；但經過多次實驗后，RoMaNs團隊取得了良好的進展，且認為這一技術將很快應用于核廢料的處理和反應堆的善后工作中，為核工業的發展保駕護航。