探访西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室:这里的机器人敢直面核辐射

2018-06-15 08:57

  核辐射,听起来可怕,其实可以利用。泡椒凤爪经核辐射一照即可杀菌,大蒜用核辐射可防止发芽、延长保质期,天然宝石经核辐射后光芒更加璀璨……核辐射的巨大实用价值催生了一个产业。但核辐射又具有巨大的伤害力,利用核辐射就需要耐辐照的特殊机器人代劳。

  西南科技大学的特殊环境机器人技术四川省重点实验室就是研发这种机器人的佼佼者,其“强辐射环境强适应型机器人”成功处置了河南杞县、广州番禺的强放射性核辐源被卡事件,开创国内采用机器人处理此类故障先例。

  这种不怕辐射的机器人有何神奇之处?这个实验室里还有哪些机器人能显神通?5月22日,记者实地探访了该实验室。

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  实验室里的“最前沿”

  特殊机器人可上天入地在核辐射现场行走自如

  和集中办公的实验室不同,特殊环境机器人技术四川省重点实验室分散在西南科技大学各个楼宇里,特种机器人系统综合研究室位于东6教学楼,特种机器人系统综合调试室位于东9教学楼,教师办公区、智能系统与智慧服务创新实践班位于东7教学楼……

  布局分散,是因为实验室不是一次性建成的。2002年,机器人技术及应用四川省高校重点实验室成立,专注于竞赛机器人研发;2012年底,特殊环境机器人技术四川省重点实验室在原基础上成立,在十余年的发展中,经过不断调整,实验室办公地点逐步分散。

  从“省高校重点”到“省重点”,两字之差背后是实验室迈出的关键一步。

  2009年6月,河南杞县一企业的辐照装置在运行中发生货物意外倒塌,导致核放射源被卡,不能正常回到安全位置。应急处理时,实验室研发的机器人一举“击败”美国卡迪诺机器人,在强辐射和复杂建筑环境下,成功化解危机。

  实验室老师刘满禄用这种机器人要面临的极端工作环境作了一个说明:核辐射源外围建筑混凝土厚达两米,普通信号难以穿透;放射源射出的伽马射线能瞬间穿透半导体电子元件,导致机器人瘫痪;在强穿透射线照射下,机器人的摄像头,“坚持1分钟就瞎眼了。”

  刘满禄和实验室副主任张华团队的拿手本领,就是研发能在这种极端环境下正常工作的机器人——通过更换芯片,优化电路和软件设计,包裹屏蔽等系统化的手段,让机器人能在强核辐射环境中承担监测、故障预警、拆解分拣、表面污染剥离等多项复杂工作。

  实验室在爆炸物处理、水电站引水洞与泄洪洞检测、高电压设备巡检等领域进行攻关,研发核辐射源项调查、油田事故应急监测、水面垃圾打捞机器人,可谓“上天入地无所不能”。

  负责实验室机器人机器视觉与图像感知技术的刘桂华团队,研发的源项调查机器人能利用核辐射检测技术和三维成像技术,绘制出辐射地图。“哪里有核辐射,剂量是多少,辐射点距离多远,在地图上都能一目了然。”

  实验室主攻地图构建与复杂环境通信技术的肖宇峰团队,与东方水利公司共同研制的水面垃圾打捞机器人,能在湖泊、河流水面,自主追寻水面垃圾,并将其打捞、减容后变废为宝。

  实验室遥操作机器人团队与清华大学四川能源互联网研究院共同研发的高压引水洞巡检机器人,能深入到地下数十米的水电站引水洞,在坡度达70度、长达数百米的建筑体中,自动检测表面破损情况,评估大型水利设施健康状况。

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  与科学家聊聊

  既研发特殊机器人又孵化机器人人才

  “我到这里就跟回家一样。”记者正在和刘满禄聊科技成果转化,深圳市朗驰欣创科技股份有限公司副总经理鲜开义径直走进办公室。“师兄,来得正好,你快过来说说。”刘满禄赶紧挪开了座位。

  西南科技大学毕业的鲜开义曾是实验室竞赛机器人的主力队员,连续三年作为实验室大学生机器人小组主力队员参加国际国内多个机器人竞赛。加入深圳朗驰欣创后,身兼副总经理和产品总监两个职位,负责和实验室合作研发新一代机器人。

  “今天主要是过来看看变电站机房巡检机器人系统的研发进度。”鲜开义告诉记者,2017年9月,公司和实验室签订这项合作协议,目前实验室承担的研发任务已接近尾声,“预计明年产品就能上市销售。”

  这样的合作,深圳朗驰欣创几乎每年都要和实验室一起搞。双方分工明确:实验室承担时间周期长、技术较前沿的创新型样机研发;公司负责将新技术形成系列化的产品,批量生产后上市销售;双方共享专利、论文、成果奖等知识产权。

  双方的合作基于项目开展,以委托研发形式签订合同,实验室和公司各自评估工作难度和研发成本,议定一个双方均可接受的价格后,公司提前支付给实验室一笔科研经费。

  在鲜开义看来,实验室能解决科研经费来源问题,更好地发挥科研擅长;公司则能避免耗时长的前期研究,专注于技术的后期可靠性检测、外观美化、降成本等产品化研发,更快速地对接客户需求,“互利共赢、良性互促。”

  和实验室展开类似合作的并非深圳朗驰欣创一家企业。记者了解到,该实验室走出去的成员创办或领办与机器人技术相关的高技术企业达20多家,包括深圳朗驰欣创、四川福德机器人两家新三板上市企业。

  “现在国内做特殊机器人的企业,几乎都能见到原实验室成员的身影。”鲜开义告诉记者。深圳朗驰欣创上到公司管理层,下到技术骨干,“清一色全部来自实验室。”此外,“每年还要吸收实验室培养的毕业学生。”而实验室之前曾一起参加机器人竞赛的成员,甚至出现一个小组的十几名同学就创办了6家企业的情形。

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  一种困惑

  教学与科研该如何平衡

  “实在抱歉,让你们久等了。”5月22日下午5时许,实验室副主任张华安排助手继续接待客人,抽出时间接受采访。

  张华当天接待的客人是重庆军工产业集团有限公司董事长蒋敬旗和经营部经理一行,双方谈了一个下午。这是重庆军工产业集团第三次拜访实验室,前两次是公司总经理,这一次公司“一把手”亲自前来。公司希望将实验室的特殊环境机器人技术与公司的生产能力和市场经营能力对接,将实验室的技术转化提升到“民参军”这个档次。开出的条件很优厚,“几乎把国企能用的政策给到极致。”

  “三顾茅庐”让张华感受到对方满满的合作诚意,让他犹豫不决的是:“这活我揽下来的话,交给谁来做?”

  没人做是指缺专职人员。实验室团队按三三制组成,三分之一是校内院外的人,三分之一是外聘兼职的人,他们和实验室只有松散的联系;剩下的三分之一才是西南科技大学信息工程学院的老师。

  学校以教学为主,学院的老师太忙。从事特殊环境机器人机电系统设计的杨涛老师就是一个例子,他要承担本科生教学、带研究生,还有开会、检查、教学评估。张华自己是信息工程学院的副院长,有分管任务,“大家基本上也都是兼职搞科研。”

  实验室开设各种创新实验班,筛选一些基础较好、学有余力的学生就读,每年还根据校友企业需要,每个班招收10名左右的跟班生。目前,实验室已有智能机器人、智能系统与智慧服务、智能硬件、物联网等4个创新实践班,就读学生160多名。

  但是,铁打的营盘流水的兵,实验室也是一样。培养出来的优秀学生,毕业后留在学院内读硕士博士的较少。对需要“较强动手能力”的特殊环境机器人技术四川省重点实验室,人才流失带来的冲击尤甚,毕竟“动手能力需要长时间培养”。(记者罗之飏)

责任编辑:郑玮
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