Роботы не только танцуют

Практически во всех постах о японских роботах, написанных после катастрофы на АЭС Фукусима-1 проскакивает замечание, что роботы только и занимаются, что сбором публики, а сбор радиоактивных отходов ложится на плечи человеков. Иногда упоминают только американских роботов, подкалывая главную робототехническую державу.
Этот пост — краткий обзор роботов, работавших и продолжающих работать на ликвидации последствий крупнейшей радиационной катастрофы после Чернобыля.

Началось всё 11 марта прошлого, 2011 года. Все знают, что было землетрясение, потом цунами, потом бум и радиационная авария. Не будем вдаваться в подробности, в интернетах есть очень много информации.

Ну, разве что вот хорошее видео по теме:

То есть мы имеем порушенное здание, пронизанное радиацией, которое нужно как-то разобрать. И проблемы с которыми приходится сталкиваться в этой ситуации — сложность навигации и радиация. И проблемы это и для людей и для машин. Радиация влияет не только на человеков, но и на машины. Полупроводниковая электроника, особенно на нынешнем уровне развития, очень подвержена воздействию ионизирующего излучения. Космонавты, которые берут с собой цифрозеркалки на МКС прилетают с пачкой выбитых пикселей на матрице от космической радации. 22 марта (через 11 дней после аварии) IEEE Spectrum взял интервью ^[1] у эксперта в области защиты электроники от радиации в котором описываются многие проблемы. И хотя интервью было по поводу контролирующей реактор электроники, можно представить, как все эти проблемы влияют на робота. Который должен иметь микропроцессорные мозги ^[2], цифровую камеру и радиосвязь с оператором, при этом такие эффективные методы как свинцовые кожухи по понятной причине не работают. В этот же день было опубликовано интервью как раз по поводу трудности использования роботов ^[3] при ликвидации.

Сложность навигации состоит в невозможности использовать большинство колёсных и гусеничных роботах. Они просто не пройдут по лестнице и не смогут открыть двери. Гуманоидных роботов использовать пока рано. Защищенность помещений от радиации играет злую шутку, обеспечение радиоконнекта — головная боль, а в Японии есть ещё строгие законы на мощность радиопередач, которые даже в такой ситуации работают. Тянуть за собой кабель — тоже сложная задача. Об автономности можно даже не задумываться, даже самым крутым роботам, не важно, японским, российским или американским, сложно ориентироваться в замкнутом пространстве. Лучше автономные машины, это собственно автомобили, которые ездят по улицам и несут на себе огромное количество датчиков и мозгов. Вспоминаем гуглкары.

Ещё одна из причин, почему Японии пришлось обратиться к Америке — политическая. После Второй Мировой Японии был запрещен экспорт военной техники, поэтому робототехническим компаниям было просто невыгодно создавать, так называемых military-grade robots. Гражданская телеуправляемая робототехника имеет гораздо меньший запас прочности. Есть ещё интересный момент, связанный с менталитетом. Разработки подобных машин в Японии не поощрялись, "у нас и так безопасно ^[4]". Но роботы были. Но для начала посмотрим на импортную технику. Роботов предлагала Германия ^[5], Франция, вроде бы даже Россия, но работали из иностранцев в основном машины из Америки.

Одними из первых на сцену вышли дроны. Американская военная база в Гуаме одолжила своего БПЛА RQ-4 Global Hawk ^[6] уже 17 марта, через шесть дней после катастрофы, что дало первое понимание ситуации.

(По клику красивый хайрез)
^[7]

(На схеме RQ-3 или Block 30, аналогичный использованному RQ-4 Block 40)

Но этот дрон высотный и не предназначен для детальной съёмки, поэтому второй машиной стал телеуправляемый дрон T-Hawk ^[8], мультикоптер, построенный американской фирмой Honeywell.

Машина прибыла в середине апреля и сразу начала работу. Ниже видео того, что он заснял на реакторах 1, 3 и 4:

На земле работа американских роботов так же началась в апреле, Tokyo Electric Power Co. (TEPCO), компания-оператор станции отправила двух роботов ^[9] на исследование станции, это были PackBot 510 ^[10] компании i-Robot, известной своими робо-пылесосами.

На первом реакторе роботы засекли до 49 мЗв/ч, на третьем до 57 мЗв/ч. В Америке, для примера, 10 мЗв/ч — уровень, при котором рекомендуется эвакуация персонала.

Видео с места работы:

Позже подоспели ^[11] два Warrior 710 ^[12].

(Радиоактивная пыль это не носки, с которыми борются домашние айроботы)

(По клику крупнее)
^[13]

Ну вот, скажет читатель, одна американская военщина. И где же японские роботы? Так вот, они были очень давно, ещё до того, как айробот стали делать свои пылесосы, а хабр появился в интернетах. У Японии были роботы, созданные как раз для радиационных аварий. В 1999 году в Токае произошел инцидент ^[14], который иницировал создание нескольких роботов. Проектом занялся Japan Atomic Energy Research Institute. В 2001 году было создано четыре робота ^[15] для сбора информации.

Эти машины не остались «ретро». И 17 марта, в тот же день, когда высоко над станцией летал американский дрон, два Monirobo (сокращение от Monitoring Robot), Жёлтый Мониробо и Красный Мониробо вышли ^[16] на ^[17] работу ^[18]. Шестисоткилограммовые монстры, оборудованные экранизацией, всяческими датчиками и манипуляторами начали снабжать ликвидаторов информацией со станции.

А через несколько месяцев приехал ^[19] другой японский робот, в этот раз настоящий конкурент американских машин. Quince создан совместно Chiba Institute of Technology и Tohoku University как спасательный робот для подобных ситуаций.

Будучи институтским проектом (в отличие от коммерческих айроботов), теоретически не готовым к реальной работе, после модификаций он заступил на службу на пятом реакторе.

Вот сравнение плюсов и минусов Quince от оператора iRobot:
Более манёвренный.
Имеет прямую трансляцию с пяти камер, в то время, как iRobot даёт только две. Камеры автоматически записываются.
Камеры имеют очень высокое разрешение против корейских камер в американских роботах, хотя и больше шумят под воздействием радиации.
Квинс гораздо более гибкий в дизайне, манипулятор и колёсная база независимы, робота можно модифицировать.

Минусы:
Тяжёлый.
Хуже приспособлен для сложной местности.
Модификация, которая была отправлена на станцию не имеет беспроводной связи, только кабели. Причём кабели довольно хрупкие для своего применения.
Проблемы с пыле- и влагозащитой
Невозможно оценить гибкость дизайна (которая как бы плюс) «в поле». Оператор так же жалуется на отсутствие спецификаций.

Кстати очень советую сохранённую и переведённую на английский язык командой IEEE Spectrum копию блога этого оператора ^[20].
В октябре первый Quince застрял ^[21] во втором реакторе, сейчас на подмогу Quince 1 были созданы аналогичные машины Quince 2 и Quince 3, запущенные в феврале этого года.

Ещё можно упомянуть другие машины на телеуправлении, вроде экскаватора, который случайно взорвал кислородный баллон ^[22].

Подобные машины достаточно популярны в Японии и не сильно отличаются от серийной тяжелой техники. TEPCO даже говорит, что «это не роботы».

А вот шведские роботы ^[23], разбирающие завалы, находятся где-то между тяжелой техникой и мобильными роботами. О их работе на Фукусиме не так много информации, а машины-то красивые.

Презентационный ролик.

Авария стала серьёзнейшим испытанием людей и машин. Возможно это и так, что Япония была не готова к подобным катастрофам. Но робототехника получает уникальный опыт из этого испытания. Конечно, надо надеяться на то, что человечество больше не столкнется с подобными авариями. Но если катастрофа неизбежна — роботы будут готовы к работе.

Автор: Vokabre