
受訪者供圖
做到極致,,這是馮常反復(fù)提到的?!皺C(jī)器人要承擔(dān)在核環(huán)境下應(yīng)急的特殊任務(wù),,這決定了它必須萬(wàn)無(wú)一失,每個(gè)環(huán)節(jié)都要做到最好,?!?
核電站反應(yīng)堆水池,、乏燃料水池等強(qiáng)輻射環(huán)境,,不僅是人類的禁區(qū),也令工業(yè)機(jī)器人“卻步”,。
在中科院成都光電技術(shù)研究所,,住著一群不怕強(qiáng)輻射的機(jī)器人,它們的“爸爸”是該研究所高級(jí)工程師馮常,。
高懸的機(jī)械手臂,、圓圓的攝像鏡頭,,大的狀如一輛坦克有100多公斤,小的形如幾只捆綁在一起的炮彈僅有十多公斤……這幾組機(jī)器人看似其貌不揚(yáng),,卻有著特殊的本領(lǐng),。它們能在人類生命禁區(qū)的超強(qiáng)輻射環(huán)境下偵查救援,猶如“特種部隊(duì)”,,是我國(guó)自主研發(fā)的耐核輻射機(jī)器人,。
“機(jī)器人最高可承受65攝氏度高溫、抵御每小時(shí)10000西弗核輻射,?!瘪T常說,它能在核輻射區(qū)“出生入死”,。
做到極致,,這是馮常反復(fù)提到的?!斑@(機(jī)器人)并非是用耐輻射材料‘堆砌’而成,。機(jī)器人要承擔(dān)在核環(huán)境下應(yīng)急的特殊任務(wù),這決定了它必須萬(wàn)無(wú)一失,,每個(gè)環(huán)節(jié)都要做到最好,。”
“能不能自己搞出來(lái),?”
1996年是馮常與機(jī)器人邂逅的起點(diǎn),。那一年,24歲的他走出了母校重慶大學(xué)的校門,,進(jìn)入了中科院成都光電技術(shù)研究所,。
入職后,馮常接手的第一個(gè)“孩子”是——水下核用機(jī)器人,,人稱“水下坦克”,。彼時(shí),馮常所在團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)核電站合作,,先后自主研制出20余種該類核用機(jī)器人,。
喜悅并沒有停留太久。研制“水下坦克”時(shí),,有個(gè)問題讓馮常很糾結(jié),。當(dāng)時(shí),我國(guó)核工程領(lǐng)域大量設(shè)備被國(guó)外壟斷并依賴進(jìn)口,,其中也包括核用機(jī)器人的“眼睛”——耐輻射成像系統(tǒng),。
在輻射區(qū),這套系統(tǒng)可傳輸現(xiàn)場(chǎng)畫面,,便于后臺(tái)人員指揮機(jī)器人完成檢測(cè)設(shè)備,、收集數(shù)據(jù)等任務(wù),。
“過去,這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)一直是空白,?!瘪T常回憶稱,,那時(shí)因涉及到核領(lǐng)域,,進(jìn)口耐輻射攝像機(jī)不僅要受到對(duì)方嚴(yán)格審查,而且產(chǎn)品供貨周期長(zhǎng),、后期維護(hù)也相當(dāng)困難,。
2006年,在一次工作討論中,,有人提出“能不能自己搞出來(lái),?”
這句話“打中”了馮常。
說干就干,。結(jié)合光電所已有優(yōu)勢(shì),,他組織人手很快投入研發(fā)。以耐輻射機(jī)理為主要研究對(duì)象,,馮常團(tuán)隊(duì)圍繞耐輻射電路系統(tǒng)設(shè)計(jì),、光學(xué)材料制備工藝、器件篩選等課題深入研究,。2010年,,該團(tuán)隊(duì)自主研制出國(guó)內(nèi)首套高耐輻射照攝像系統(tǒng),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白,。
此后,,馮常團(tuán)隊(duì)不斷升級(jí)高耐輻射照攝像系統(tǒng)的技術(shù)水平。國(guó)內(nèi)首套核電應(yīng)急機(jī)器人所使用的高耐輻射攝像機(jī),,也是出自馮常團(tuán)隊(duì),,該攝像系統(tǒng)的耐輻射劑量率指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
每項(xiàng)功能都要對(duì)應(yīng)需求
時(shí)間推到2014年,,馮常團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了核電應(yīng)急機(jī)器人項(xiàng)目,。
這是一個(gè)從零開始的研發(fā)項(xiàng)目。那時(shí)的馮常經(jīng)常問自己“它該長(zhǎng)什么樣,?”
“我們沒有借鑒和參考,,只有概念。甚至連做什么產(chǎn)品,、長(zhǎng)什么樣子,,事先都沒有參考范例,?!瘪T常說,。
同時(shí),對(duì)馮常來(lái)說,,研發(fā)產(chǎn)品的難點(diǎn)不是突破某項(xiàng)指標(biāo)或技術(shù),,而是要弄清楚需求是什么?!斑@是一次與國(guó)家核安全需求緊密結(jié)合的攻關(guān),,而不是紙上談兵?!?
在實(shí)際操作中,,大到耐輻射材料的選擇、功能區(qū)的設(shè)置,、設(shè)計(jì)電路的分布,、傳感器的加固等問題,小到機(jī)器人“身高”“體重”能否適應(yīng)需求,,團(tuán)隊(duì)都要考慮到,。“這些‘細(xì)枝末節(jié)’都是需求,?!瘪T常說。
找到了需求,,也就找到了方向,。以機(jī)器人搭載的水下照明系統(tǒng)為例,馮常說,,最早研制它是為滿足燃料組件測(cè)量機(jī)器人的需求,。
“在超高輻射環(huán)境,這種機(jī)器人要近距離觀測(cè)燃料組件,,進(jìn)行核燃料外觀及尺寸的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè),。那么,照明設(shè)備就必須滿足高亮度,、高均勻性,、高耐輻射、防爆性的要求,,并且對(duì)光源材料也有特殊的限制,。”馮常說,。
最終,,該團(tuán)隊(duì)用一年時(shí)間完成了核用水下特種照明系統(tǒng)的系列化產(chǎn)品研發(fā),同時(shí)也填補(bǔ)了該領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)空白,。
“只有掌握了用戶對(duì)設(shè)備的需求,,研發(fā)才能有的放矢,。”馮常說,,在產(chǎn)品研發(fā)過程中,,團(tuán)隊(duì)甚至直接派科研人員到核電站長(zhǎng)期駐扎,了解現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境,,以使設(shè)備能夠快速滿足現(xiàn)場(chǎng)的工作要求,。
可靠性不到100%就是失敗
機(jī)器人,并非新鮮事物,。目前,,各種功能的機(jī)器人正廣泛用于制造業(yè)、工程施工等各領(lǐng)域,。
核環(huán)境條件下的應(yīng)急機(jī)器人僅靠增加防護(hù)性,、采取耐輻射材料,就能“拼湊”完成嗎,?在馮??磥?lái),這肯定不是,。
按照傳統(tǒng)的科研步驟,,在確定機(jī)器人的各類指標(biāo)和參數(shù)后,科研人員開始“閉門造車”:圍繞目標(biāo)攻關(guān),,最后交付產(chǎn)品,、“圓滿”完成任務(wù)。
但研發(fā)核用機(jī)器人卻不能完全照搬這一路線,,可靠性要求增加了科研難度,。“在核電這個(gè)特殊領(lǐng)域,,機(jī)器人的可靠性必須達(dá)到100%而不是99.9%,。”
在研發(fā)初期,,由于沒有足夠重視可靠性,,他的團(tuán)隊(duì)曾走了彎路。
他說,,一次人為操作失誤導(dǎo)致機(jī)器人“罷工”,,一次傳感器失效導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差,一次設(shè)備沖突造成某個(gè)功能暫停,。這些都不是現(xiàn)場(chǎng)所能接受的,。“一旦發(fā)生緊急情況,它頂不上去,、不能發(fā)揮作用,,或許就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果?!瘪T常說,。
機(jī)器人連續(xù)性能測(cè)試,,被稱為“拷機(jī)”,,是最為嚴(yán)格的一項(xiàng)可靠性測(cè)試。
進(jìn)行該試驗(yàn)前,,為防止人為操作失誤產(chǎn)生的系統(tǒng)故障,,團(tuán)隊(duì)找來(lái)從未參與過項(xiàng)目的人,對(duì)機(jī)器人后臺(tái)操作系統(tǒng)進(jìn)行“胡亂按鍵”式的“破壞性操作”,。為測(cè)試機(jī)器人在各種條件狀況下能否保持性能,,它會(huì)被拉上卡車在野外“顛簸”幾小時(shí),或者“享受”風(fēng)吹日曬幾天后,,又立即開展工作性能測(cè)試,。
“試驗(yàn)過程中設(shè)備出現(xiàn)任何問題,都必須解決,。對(duì)我們來(lái)說,,問題沒有大小之分?!瘪T常說,,從研發(fā)到交付產(chǎn)品的上千個(gè)環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)團(tuán)隊(duì)都力求做到極致,。
馮常不會(huì)止步于此,。
未來(lái),他計(jì)劃在原有技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)上,,進(jìn)一步在核工程應(yīng)急,、反恐安防機(jī)器人領(lǐng)域開展模塊化、小型化技術(shù)的研究,。同時(shí),,他計(jì)劃展開水下3D掃描、伽馬射線成像以及核燃料后處理系列設(shè)備等研究工作,。
人物檔案
馮常,,四川省成都市人,生于1972年7月,,系中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所微電子裝備總體研究室副主任,、高級(jí)工程師;長(zhǎng)期從事特種機(jī)器人技術(shù)、特種光電檢測(cè)技術(shù),、耐輻射視頻成像技術(shù)及水下機(jī)器視覺技術(shù)研究,。
記者手記
他說話幽默、反應(yīng)敏銳,。黝黑的臉上,,帶著青年科學(xué)家特有的微笑,這是馮常給我留下的第一印象,。
幾個(gè)小時(shí)的采訪下來(lái),,這位機(jī)器人“爸爸”對(duì)工作的投入深深地感染了我。
應(yīng)急機(jī)器人是一項(xiàng)從零起步的研究,,“摸著石頭過河”成為馮常工作的常態(tài),。而這份摸索的動(dòng)力,正源自他對(duì)事業(yè)的熱愛,。
單位里流傳著不少馮常的“故事”,。周末加班時(shí),不少科研人員把孩子帶到所里,,馮常干脆讓孩子們測(cè)試機(jī)器人的耐久性,。他說,因?yàn)椤八麄兪亲钫{(diào)皮的”,。
在家休息時(shí),,馮常只要一聽到電視播放有關(guān)機(jī)器人的新聞,會(huì)立馬奔到電視機(jī)前,?!熬褪翘貏e感興趣?!彼┖┑卣f,。 編輯:紅研