楼主“soongone”：看福岛核电站事故有感。目前的机器人进去趴窝是因为集成电路在面对高辐射时无法正常工作，那么换成老式电子管的控制电路行不行？如果CCD传不了信号，用纤维光缆呢？机械结构抗辐射倒是没有什么问题，主要是在控制上。那么，目前的技术能不能做到在控制机器人整体体积不超大，重量不超重的前提下，尽可能地设计使其能够在福岛核电站这种超高辐射的环境下完成开关阀门，启停电源、堵塞漏洞之类的工作？

▲在福岛核事故中投用的Manbo水下机器人

带鱼控：辐射环境下摄像头寿命很成问题，同理各种电子元件寿命都不长。

Sinno：为什么。。。感光元件？

带鱼控：简单说是中子干扰，不是单独对感光原件的，是对所有电子元件的，包括信号在传输过程中也有干扰。摄像机在辐照环境下的成像非常受影响，从画面上看，全是大片雪花，摄像机寿命也很短。

seraph：摄像头的话，用高铅防辐射玻璃做外罩如何呢？

dakete：要高抗辐射性透光性就完蛋了。

soongone：考虑到可靠性（一般进这种地方都是不到没办法不会上机器人的，可靠性很关键），肯定是不能用集成电子元件了，用电子管做控制电路行不行？

秋空：在满足那么多苛刻条件的前提下，如果电子管电路还能达到或接近集成电路的性能，那当初电子管就根本不会被淘汰。

▲日本楢叶町远程技术开发中心正在测试的一款清理机器人。

异尘：搭车问，当初清除切尔诺贝利屋顶的机器人失控调入缝隙，为何还要直升机飞行员冒生命危险去捞出来？

Nevermore：机器人内部不设或只设有最简单的控制元件，直接屁股后面拖电缆操作电机怎么样？图像可以靠光纤。

zhubajie：......这个遥控不错，摄像头都不用，前面加个类似胃镜的东西直接传光回来，电线直接控制电机......

电网：按照我一个做机器人的同事的说法：高抗辐射机器人从原理上并不复杂，现在人类的工程技术水平完全可以做出来。如果每一个部件，大到电动机小到光敏管都是按照抗辐照要求制作的，这样做出来的机器人完全是无敌的，设计制作的时候也不必太费力气考虑抗辐照问题。问题是现代工业体系提供的零部件绝大多数设计上都不是抗辐照的，因为抗辐照的零部件基本上没有市场，所以不仅贼贵，关键是你根本就买不到。这样的话，工程师就必须利用手里现有的零部件（一部分关键部件确实是抗辐照的，大部分不是）去搞一台整体抗辐照的设备。由于木桶原理的存在，这就很蛋疼了。所以设计出来的东西经常是补了东墙坏西墙，最后还是不过关~

带鱼控：对，就是网叔说的这样。现在做热室内自动化设备，很麻烦的就是市场上的各种零部件，都是不抗辐照的。国内厂家在这方面的积累，非常少几乎找不到，国外有，但是也很少，毕竟用量太少了。每一件要进热室的零部件，我们都要自己做辐照试验，看看这玩意儿能抗多少剂量，多久废掉。

▲我国自主研发的防化抗辐射机器人

soongone：我理解一下，就是说要这些抗高辐射的集成电路单片机啥的都是可以造出来的，只是零件价格太贵。有的情况下要专门订制，市场化前景不好。那么在核电开发的今天，从零到一解决有没有的问题时，还是值得花这个钱的对吧？这么造出来的机器人能不能达到扛着高温高辐射进入失控核电站内壳的抗辐射值水平呢？假如说要从零到一，成本不敏感的话。

电网：不光是集成电路，小到密封圈儿都是，根本没有考虑抗辐照。或者说使用环境就没考虑到在辐照环境下使用。这些零部件会有一个典型应用环境，比如会有寿命-温度/湿度/压力/ph值曲线，设计者根据使用环境变化，大致就可以估计这个零件的可靠性，更进一步就是选择可靠性更高的零部件。这些都已经很成熟了。而高辐照环境，因为基本上不会有人用到，所以生产制造者既不会专门优化，甚至不会做相应环境的寿命试验。这就导致使用者根本不知道这些部件的可靠性怎么样，只能靠自己对零件做实验，更多是靠主观估计。这样的话，工业设计中一些成熟的可靠性设计方法和手段都用不上了，很多时候回到了无据可依的撞运气状态。与此同时，设计者由于不知道零部件的可靠性，只能靠一些笨办法和拍脑袋的手段来加固设备，以期望提高可靠性——比如说大家都能想到的：“加一个铅壳子”，“上冗余设计”，但是这些手段有的是有用的，有些是没用的，有些甚至是多余有害的。举个不太严格例子：玉兔月球车设计了复杂的隔热系统保护设备不会因高温损坏，为了保证不超重在防尘系统上设计不足，因为电机进尘趴窝了，然后惊奇地发现设备的耐高温性能很好，隔热系统其实设计保守浪费掉了不必要的重量~

▲由日本Tmsuk株式会社与日本防灾机器人开发委员会共同研制的T-53Enryu机器人加入福岛第一核电站的救援战斗。

soongone：这么看来首要的是先得有一个高辐照的试验平台/场地/环境，然后再用行政命令/巨额悬赏/专门组团搞各个子项目在这个高辐照的环境下来攻关，最后再集合起来综合测试……感觉这个项目进度控制和经费控制确实有难度。

电网：成本~楼上有兄弟说他是做热室设备的，还能自己做零件辐照试验。而大多数做机器人的根本没有辐照源，只能先猜一个差不多然后把部件（不是零件）拉到有条件的地方做一次试验，零件就不要想了。

soongone：还不光是成本，高辐照的平台时间就这么多，要么来来回回的轮值花费时间，要么一批一批做对照试验，项目的进度控制也挺难的。而且这玩意应用相对狭窄，搞这个很可能在没有核事故的情况下就是个屠龙之技，关系到国计民生的项目还很多，这个被砍被挪经费的可能性太大了。

电网：没错~我熟人所在的部门很久之前就在搞特种机器人，因为没经费好几次差点儿挂了。本世纪初已经基本确定转型投靠工业机器人了，结果登叔搞了，防爆机器人大卖一下就火了。他们搞加固机器人的终于抗不住了，准备全员投靠防爆机器人，结果鬼子福岛了，一下子又缓过来了。

soongone：其实呢，抗辐射机器人的需求一直是有的，不过没像钻福岛反应炉那么极端，一般也就是下燃料池捡个螺丝刀垫片什么的干点碎活。印象中原先咱们坛子里有人聊天说过，某地贼跑进去把放射源从水池里升起来还断了提升机的电，没人敢进去合闸，这时候机器人也还是有用的。比如年河南杞县和广东番禺辐照卡源，就是西南某高校的机器人进去搬辣椒的。就像你说的那样，连密封圈橡胶、电线外胶皮受辐射到了一定程度都起火了。也算是不断地在摸索前行吧。

▲我国自主研发的核电应急机器人

长夜当歌：其实吧完全可以做到纯机械的机器人，不用任何电子设备：照明由光纤导入，拍照也可以用光纤成像，就像是早期的手术用内窥镜，这个很成熟了。动力用各种内燃机，如果需要在缺乏氧气情况下使用可以用小管道泵入纯氧。操控就钢索传动，就像自行车的制动线路那样，凭借现代的机械设计能力用不了几根，甚至一根就可以完成大部分动作。这个机械人屁股后面会拖着一根不小的尾巴，没有无线系统那样灵活。

真容难辨：脑洞真大……纯机械的操控难度太大。

罗莉控：NASA知道全球所有的抗辐射芯片，甚至参与了其中相当部分的开发和测试，但是现在NASA也没有足够的这些芯片储备（其中很多停产了），必须要到华强北来找。我记得知乎上有人发过一个世界上最贵的芯片列表，其中最贵的几种一颗在数十万美元以上，这几种芯片都是宇航级（抗辐射）的FPGA和CPU。

lookaround：光学采集可以用单排光纤用机械方式扫描整个焦平面，能大幅度减小引出光缆的直径，就是刷新率低。

lct：不行，或者说成本不可接受。当年秦山掉了一颗螺栓在堆里，用了各种机器人都扑街了，最后找了米国黑叔叔给捞出来的。

江南鸣镝：韩国人还有一种奇葩思路，估计是导光材料耐辐照性能不够过关，于是直接拿了一组反射镜子来做光学通道，这个也是有实际产品的。

soongone：像福岛那种辐照更复杂，民用辐照一般是钴60都是以γ射线来评估抗辐照性能的，金属材料在γ射线下几乎不产生辐射残留，但是福岛的中子射流就不一样了。可能民用的耐辐射机器人一进去福岛就趴了也是这个原因。元器件的静态功耗电流可能比他们预计得大很多。

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本文作者：北朝网友