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機器人代替傳統人力已經(jīng)成為不可改變的趨勢，其背后的原因是人力成本持續上漲，加上老齡化問(wèn)題嚴重，使得勞動(dòng)力短缺，而機器人的成本在下降，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)機器人已經(jīng)大量使用于制造業(yè)車(chē)間，將一些重復性勞動(dòng)代替下來(lái)，并滿(mǎn)足了工業(yè)4.0模式下設備互聯(lián)的條件，使得工廠(chǎng)能通過(guò)實(shí)時(shí)監控，采集大數據來(lái)分析以及提升工廠(chǎng)的整體效率。而隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，各種機器人產(chǎn)品被研發(fā)出來(lái)，使得機器人產(chǎn)品開(kāi)始擴展到其它行業(yè)，并激了巨大的市場(chǎng)空間。 在一些高危行業(yè)，機器人被用于執行一些人類(lèi)無(wú)法處理的任務(wù)，人類(lèi)的能力得到了前所未有的擴展，同時(shí)很好的保障了人身的安全。未來(lái)，惡劣環(huán)境下的工作都將會(huì )交給機器人，因這機器人比人更合適應付危險場(chǎng)景下的工作。例如在日本福島核電站，工作人員正在通過(guò)特種機器人執行偵察、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(chǎng)海嘯引發(fā)的核電災難 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。當時(shí)，該地區四個(gè)核電廠(chǎng)的11個(gè)反應堆正在運行，而地震使得日本海岸移動(dòng)了8英尺，導致了反應堆全部自動(dòng)關(guān)閉。 由于海嘯的發(fā)生，導致為該電廠(chǎng)的海水冷卻系統的柴油發(fā)電機被停用，使得反應堆內的溫度飆升至高達5000華氏度，并導致了熔化的放射性混合物溢出到地板，最終滲入三個(gè)反應堆的安全外殼，引發(fā)了全球最大的核電災難。 此外，事故還伴隨著(zhù)小規模的氫氣爆炸和火災，兩名核電站工作人員下落不明，方圓20公里以?xún)鹊乃芯用癖槐瞥冯x，東京電力公司對事件的實(shí)情有所隱瞞，當時(shí)聲稱(chēng)沒(méi)有發(fā)現到核泄漏，但結果產(chǎn)生了極大的福島后遺癥，福島縣內兒童甲狀腺癌罹患率大幅上升，核泄漏還可能進(jìn)入海洋。 用機器人清理核電站殘骸 福島核電事故后，核電廠(chǎng)基本報廢了，還要對其殘骸進(jìn)行妥善處理。日本政府預計需要花費700多億美元拆除這些廢舊設施，日本原子能機構還建立了一個(gè)研究中心來(lái)來(lái)模擬發(fā)電廠(chǎng)，研究如何用最佳的方案清理殘骸。由于核電廠(chǎng)檢測到輻射，此時(shí)的機器人便派上了用場(chǎng)，來(lái)自各地的機器人紛紛被邀請，嘗試各種方法來(lái)幫助清除殘骸。 用于福島核電站修復的Endeavor Robotics Kobra機器人，自帶攝像頭和機器手臂，通爬樓梯和在粗糙地型中移動(dòng)。 這項工作將花費很長(cháng)時(shí)間，預計耗時(shí)40年時(shí)間，工作人員利用機器人，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下一代機器人專(zhuān)家來(lái)完成這項工作。由于人在帶有核電輻射的環(huán)境下，會(huì )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，機器人將擔當大任。 不過(guò)，以目前的機器人水平，對于處理福島核電廠(chǎng)這種復雜的工作，也表現出了許多不足。機器人控制系統采用半導體制成，在高輻射水平的地方會(huì )陷入癱瘓，自主機器人經(jīng)常在意想不到的地方停止，或者被障礙物擋住。機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(shí)發(fā)生二次事故。 從失敗中吸取更多教訓 2016年12月，東京電力公司用機器人Scorpion，進(jìn)行核電廠(chǎng)二號機組內部探測。Scorpion由東芝花費兩年半的時(shí)間開(kāi)發(fā)，在尾部安裝在攝像頭，這樣可以獲得更好的視覺(jué)。東京電力計劃通過(guò)機器人的攝像頭和傳感器來(lái)測量輻射水平和溫度，并最終可以看清反應堆內部的情況。不過(guò)，任務(wù)進(jìn)行了僅兩小時(shí)后，機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(guò)給機器人產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的思考，東芝在2017年又推出了小型的潛水機器人，并命名為太陽(yáng)魚(yú)。在測試過(guò)程中，太陽(yáng)魚(yú)成功記錄了第一天反應堆內熔化燃料的跡象。 東芝的Scorpion機器人 到了2018年，東芝返回受?chē)乐匚廴镜?號機組，通過(guò)改進(jìn)的機器人進(jìn)行偵測任務(wù)。新的機器人能夠拍攝許多照片，并成功獲得輻射和溫度讀數，新的機器人不會(huì )再受到周?chē)h(huán)境的干擾。在此次任務(wù)中，機器主要用于偵測，東京電力公司希望機器人發(fā)回有用的信息，最終幫助他們從反應堆中移除大塊燃料和殘骸。 此外，工作人員還利用虛擬現實(shí)，戴著(zhù)特殊的3D眼鏡技術(shù)人員，在發(fā)電廠(chǎng)模型進(jìn)行機器人虛擬引導。在VR的體驗下，能夠測試到機器人是否能夠順利通過(guò)樓梯或狹窄的空間。還有，研究人員正在嘗試利用遠程控制的機器人，進(jìn)行核電車(chē)間室內修補泄漏。 危險場(chǎng)景作業(yè)將離不開(kāi)機器人 今天，各種特殊功能的機器人正在被研發(fā)出來(lái)，這些新產(chǎn)品將能解決人類(lèi)處理不了的問(wèn)題，在一些惡劣環(huán)境執行特殊的任務(wù)。例如在水下進(jìn)行偵測、維護設施，進(jìn)入下水道垃圾清理等，特種機器人具有不可估量的前景。 據羿戓設計所了解，在醫療領(lǐng)域，人們正在利用納米級機器人，進(jìn)入人體內部進(jìn)行病情檢測和治病。在航天領(lǐng)域，科學(xué)家采用航天機械臂來(lái)修復設施，利用移動(dòng)機器人探測星球等等。特種機器人的應用場(chǎng)景也正在逐步擴大。 不過(guò)，特種機器人也面臨著(zhù)諸多挑戰，由于應用場(chǎng)景的特殊性，市場(chǎng)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，更合適定制化的模式。加上，在惡劣環(huán)境下，對于機器人的能力有很大的挑戰，技術(shù)研發(fā)方面難度也比較大。 目前比較知名的特種機器人企業(yè)有美國波士頓動(dòng)力，該公司的大狗機器人舉世聞名，還有能夠進(jìn)行后空翻的人型機器人阿特斯拉。國內方面，有中信重工、新松機器人、哈工大等知名廠(chǎng)商，而中信重工的產(chǎn)品較為豐富，包括水下機器人、巡檢機器人、管道機器人、鉆井探測機器人、消防機器人等幾十品種。此外，還有中國兵器、國興智能、億嘉和、中天智能等。 隨著(zhù)人工智能技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)機器人的能力將會(huì )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能力的機器人將會(huì )被研發(fā)出來(lái)。而像核電廠(chǎng)等一些特殊行業(yè)，具有高度危險，又不適宜人類(lèi)進(jìn)入的場(chǎng)景中，未來(lái)將不得不使用機器人去執行工作任務(wù)。
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