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機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)人力已經(jīng)成為不可改變的趨勢，其背后的原因是人力成本持續(xù)上漲，加上老齡化問題嚴(yán)重，使得勞動力短缺，而機(jī)器人的成本在下降，并能創(chuàng)造比人更高的生產(chǎn)效率，能夠縮短產(chǎn)品的交付期限，所以逐步受到了制造企業(yè)的歡迎。 如今，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)大量使用于制造業(yè)車間，將一些重復(fù)性勞動代替下來，并滿足了工業(yè)4.0模式下設(shè)備互聯(lián)的條件，使得工廠能通過實(shí)時監(jiān)控，采集大數(shù)據(jù)來分析以及提升工廠的整體效率。而隨著技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，各種機(jī)器人產(chǎn)品被研發(fā)出來，使得機(jī)器人產(chǎn)品開始擴(kuò)展到其它行業(yè)，并激了巨大的市場空間。 在一些高危行業(yè)，機(jī)器人被用于執(zhí)行一些人類無法處理的任務(wù)，人類的能力得到了前所未有的擴(kuò)展，同時很好的保障了人身的安全。未來，惡劣環(huán)境下的工作都將會交給機(jī)器人，因這機(jī)器人比人更合適應(yīng)付危險場景下的工作。例如在日本福島核電站，工作人員正在通過特種機(jī)器人執(zhí)行偵察、清除危險物品等工作。下面，先帶大家回憶一下世界最大的核電事故。 一場海嘯引發(fā)的核電災(zāi)難 2011年3月11日，日本海岸80英里處發(fā)生了9.0級的地震，隨后掀起了50英尺高的巨大海浪，直撲福島第一核電站。當(dāng)時，該地區(qū)四個核電廠的11個反應(yīng)堆正在運(yùn)行，而地震使得日本海岸移動了8英尺，導(dǎo)致了反應(yīng)堆全部自動關(guān)閉。 由于海嘯的發(fā)生，導(dǎo)致為該電廠的海水冷卻系統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)被停用，使得反應(yīng)堆內(nèi)的溫度飆升至高達(dá)5000華氏度，并導(dǎo)致了熔化的放射性混合物溢出到地板，最終滲入三個反應(yīng)堆的安全外殼，引發(fā)了全球最大的核電災(zāi)難。 此外，事故還伴隨著小規(guī)模的氫氣爆炸和火災(zāi)，兩名核電站工作人員下落不明，方圓20公里以內(nèi)的所有居民被逼撤離，東京電力公司對事件的實(shí)情有所隱瞞，當(dāng)時聲稱沒有發(fā)現(xiàn)到核泄漏，但結(jié)果產(chǎn)生了極大的福島后遺癥，福島縣內(nèi)兒童甲狀腺癌罹患率大幅上升，核泄漏還可能進(jìn)入海洋。 用機(jī)器人清理核電站殘骸 福島核電事故后，核電廠基本報廢了，還要對其殘骸進(jìn)行妥善處理。日本政府預(yù)計需要花費(fèi)700多億美元拆除這些廢舊設(shè)施，日本原子能機(jī)構(gòu)還建立了一個研究中心來來模擬發(fā)電廠，研究如何用最佳的方案清理殘骸。由于核電廠檢測到輻射，此時的機(jī)器人便派上了用場，來自各地的機(jī)器人紛紛被邀請，嘗試各種方法來幫助清除殘骸。 用于福島核電站修復(fù)的Endeavor Robotics Kobra機(jī)器人，自帶攝像頭和機(jī)器手臂，通爬樓梯和在粗糙地型中移動。 這項工作將花費(fèi)很長時間，預(yù)計耗時40年時間，工作人員利用機(jī)器人，將燃料棒等殘骸從房間中央的水池上取出。此外，東京電力公司和政府組織正在培養(yǎng)下一代機(jī)器人專家來完成這項工作。由于人在帶有核電輻射的環(huán)境下，會引起放射病，例如惡心、嘔吐和出血，即使全套防輻射裝備，也難免保障不受安全的侵害。那么，在這項工作中，機(jī)器人將擔(dān)當(dāng)大任。 不過，以目前的機(jī)器人水平，對于處理福島核電廠這種復(fù)雜的工作，也表現(xiàn)出了許多不足。機(jī)器人控制系統(tǒng)采用半導(dǎo)體制成，在高輻射水平的地方會陷入癱瘓，自主機(jī)器人經(jīng)常在意想不到的地方停止，或者被障礙物擋住。機(jī)器人必需擁有較好的靈活性，不然，很有可能在處理燃料棒時發(fā)生二次事故。 從失敗中吸取更多教訓(xùn) 2016年12月，東京電力公司用機(jī)器人Scorpion，進(jìn)行核電廠二號機(jī)組內(nèi)部探測。Scorpion由東芝花費(fèi)兩年半的時間開發(fā)，在尾部安裝在攝像頭，這樣可以獲得更好的視覺。東京電力計劃通過機(jī)器人的攝像頭和傳感器來測量輻射水平和溫度，并最終可以看清反應(yīng)堆內(nèi)部的情況。不過，任務(wù)進(jìn)行了僅兩小時后，機(jī)器人就被熔化的金屬塊卡住了。 此次任務(wù)雖然失敗了，不過給機(jī)器人產(chǎn)業(yè)帶來了新的思考，東芝在2017年又推出了小型的潛水機(jī)器人，并命名為太陽魚。在測試過程中，太陽魚成功記錄了第一天反應(yīng)堆內(nèi)熔化燃料的跡象。 東芝的Scorpion機(jī)器人 到了2018年，東芝返回受嚴(yán)重污染的2號機(jī)組，通過改進(jìn)的機(jī)器人進(jìn)行偵測任務(wù)。新的機(jī)器人能夠拍攝許多照片，并成功獲得輻射和溫度讀數(shù)，新的機(jī)器人不會再受到周圍環(huán)境的干擾。在此次任務(wù)中，機(jī)器主要用于偵測，東京電力公司希望機(jī)器人發(fā)回有用的信息，最終幫助他們從反應(yīng)堆中移除大塊燃料和殘骸。 此外，工作人員還利用虛擬現(xiàn)實(shí)，戴著特殊的3D眼鏡技術(shù)人員，在發(fā)電廠模型進(jìn)行機(jī)器人虛擬引導(dǎo)。在VR的體驗(yàn)下，能夠測試到機(jī)器人是否能夠順利通過樓梯或狹窄的空間。還有，研究人員正在嘗試?yán)眠h(yuǎn)程控制的機(jī)器人，進(jìn)行核電車間室內(nèi)修補(bǔ)泄漏。 危險場景作業(yè)將離不開機(jī)器人 今天，各種特殊功能的機(jī)器人正在被研發(fā)出來，這些新產(chǎn)品將能解決人類處理不了的問題，在一些惡劣環(huán)境執(zhí)行特殊的任務(wù)。例如在水下進(jìn)行偵測、維護(hù)設(shè)施，進(jìn)入下水道垃圾清理等，特種機(jī)器人具有不可估量的前景。 據(jù)羿戓設(shè)計所了解，在醫(yī)療領(lǐng)域，人們正在利用納米級機(jī)器人，進(jìn)入人體內(nèi)部進(jìn)行病情檢測和治病。在航天領(lǐng)域，科學(xué)家采用航天機(jī)械臂來修復(fù)設(shè)施，利用移動機(jī)器人探測星球等等。特種機(jī)器人的應(yīng)用場景也正在逐步擴(kuò)大。 不過，特種機(jī)器人也面臨著諸多挑戰(zhàn)，由于應(yīng)用場景的特殊性，市場需求呈多樣化，這種行業(yè)的需求更多是小批量、多批次的出現(xiàn)，更合適定制化的模式。加上，在惡劣環(huán)境下，對于機(jī)器人的能力有很大的挑戰(zhàn)，技術(shù)研發(fā)方面難度也比較大。 目前比較知名的特種機(jī)器人企業(yè)有美國波士頓動力，該公司的大狗機(jī)器人舉世聞名，還有能夠進(jìn)行后空翻的人型機(jī)器人阿特斯拉。國內(nèi)方面，有中信重工、新松機(jī)器人、哈工大等知名廠商，而中信重工的產(chǎn)品較為豐富，包括水下機(jī)器人、巡檢機(jī)器人、管道機(jī)器人、鉆井探測機(jī)器人、消防機(jī)器人等幾十品種。此外，還有中國兵器、國興智能、億嘉和、中天智能等。 隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，未來機(jī)器人的能力將會進(jìn)一步提升，加上人們對仿生技術(shù)的研究不斷突破，更多擁有特殊功能或者超強(qiáng)能力的機(jī)器人將會被研發(fā)出來。而像核電廠等一些特殊行業(yè)，具有高度危險，又不適宜人類進(jìn)入的場景中，未來將不得不使用機(jī)器人去執(zhí)行工作任務(wù)。
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