做到极致,这是冯常反复提到的。“机器人要承担在核环境下应急的特殊任务,这决定了它必须万无一失,每个环节都要做到最好。”

核电站反应堆水池、乏燃料水池等强辐射环境,不仅是人类的禁区,也令工业机器人“却步”。

在中科院成都光电技术研究所,住着一群不怕强辐射的机器人,它们的“爸爸”是该研究所高级工程师冯常。

高悬的机械手臂、圆圆的摄像镜头,大的状如一辆坦克有100多公斤,小的形如几只捆绑在一起的炮弹仅有十多公斤……这几组机器人看似其貌不扬,却有着特殊的本领。它们能在人类生命禁区的超强辐射环境下侦查救援,犹如“特种部队”,是我国自主研发的耐核辐射机器人。

“机器人最高可承受65摄氏度高温、抵御每小时10000西弗核辐射。”冯常说,它能在核辐射区“出生入死”。

做到极致,这是冯常反复提到的。“这(机器人)并非是用耐辐射材料‘堆砌’而成。机器人要承担在核环境下应急的特殊任务,这决定了它必须万无一失,每个环节都要做到最好。”

“能不能自己搞出来?”

1996年是冯常与机器人邂逅的起点。那一年,24岁的他走出了母校重庆大学的校门,进入了中科院成都光电技术研究所。

入职后,冯常接手的第一个“孩子”是——水下核用机器人,人称“水下坦克”。彼时,冯常所在团队与国内核电站合作,先后自主研制出20余种该类核用机器人。

喜悦并没有停留太久。研制“水下坦克”时,有个问题让冯常很纠结。当时,我国核工程领域大量设备被国外垄断并依赖进口,其中也包括核用机器人的“眼睛”——耐辐射成像系统。

在辐射区,这套系统可传输现场画面,便于后台人员指挥机器人完成检测设备、收集数据等任务。

“过去,这项技术在我国一直是空白。”冯常回忆称,那时因涉及到核领域,进口耐辐射摄像机不仅要受到对方严格审查,而且产品供货周期长、后期维护也相当困难。

2006年,在一次工作讨论中,有人提出“能不能自己搞出来?”

这句话“打中”了冯常。

说干就干。结合光电所已有优势,他组织人手很快投入研发。以耐辐射机理为主要研究对象,冯常团队围绕耐辐射电路系统设计、光学材料制备工艺、器件筛选等课题深入研究。2010年,该团队自主研制出国内首套高耐辐射照摄像系统,填补了国内在这一领域的空白。

此后,冯常团队不断升级高耐辐射照摄像系统的技术水平。国内首套核电应急机器人所使用的高耐辐射摄像机,也是出自冯常团队,该摄像系统的耐辐射剂量率指标达到国际先进水平。

每项功能都要对应需求

时间推到2014年,冯常团队承担了核电应急机器人项目。

这是一个从零开始的研发项目。那时的冯常经常问自己“它该长什么样?”

“我们没有借鉴和参考,只有概念。甚至连做什么产品、长什么样子,事先都没有参考范例。”冯常说。

同时,对冯常来说,研发产品的难点不是突破某项指标或技术,而是要弄清楚需求是什么。“这是一次与国家核安全需求紧密结合的攻关,而不是纸上谈兵。”

在实际操作中,大到耐辐射材料的选择、功能区的设置、设计电路的分布、传感器的加固等问题,小到机器人“身高”“体重”能否适应需求,团队都要考虑到。“这些‘细枝末节’都是需求。”冯常说。

找到了需求,也就找到了方向。以机器人搭载的水下照明系统为例,冯常说,最早研制它是为满足燃料组件测量机器人的需求。

“在超高辐射环境,这种机器人要近距离观测燃料组件,进行核燃料外观及尺寸的准确监测。那么,照明设备就必须满足高亮度、高均匀性、高耐辐射、防爆性的要求,并且对光源材料也有特殊的限制。”冯常说。

最终,该团队用一年时间完成了核用水下特种照明系统的系列化产品研发,同时也填补了该领域的国内空白。

“只有掌握了用户对设备的需求,研发才能有的放矢。”冯常说,在产品研发过程中,团队甚至直接派科研人员到核电站长期驻扎,了解现场工作环境,以使设备能够快速满足现场的工作要求。