做到極致,這是馮常反復提到的。“機器人要承擔在核環境下應急的特殊任務,這決定了它必須萬無一失,每個環節都要做到最好。”

核電站反應堆水池、乏燃料水池等強輻射環境,不僅是人類的禁區,也令工業機器人“卻步”。

在中科院成都光電技術研究所,住著一群不怕強輻射的機器人,它們的“爸爸”是該研究所高級工程師馮常。

高懸的機械手臂、圓圓的攝像鏡頭,大的狀如一輛坦克有100多公斤,小的形如幾只捆綁在一起的炮彈僅有十多公斤……這幾組機器人看似其貌不揚,卻有著特殊的本領。它們能在人類生命禁區的超強輻射環境下偵查救援,猶如“特種部隊”,是我國自主研發的耐核輻射機器人。

“機器人最高可承受65攝氏度高溫、抵御每小時10000西弗核輻射。”馮常說,它能在核輻射區“出生入死”。

做到極致,這是馮常反復提到的。“這(機器人)并非是用耐輻射材料‘堆砌’而成。機器人要承擔在核環境下應急的特殊任務,這決定了它必須萬無一失,每個環節都要做到最好。”

“能不能自己搞出來?”

1996年是馮常與機器人邂逅的起點。那一年,24歲的他走出了母校重慶大學的校門,進入了中科院成都光電技術研究所。

入職后,馮常接手的第一個“孩子”是——水下核用機器人,人稱“水下坦克”。彼時,馮常所在團隊與國內核電站合作,先后自主研制出20余種該類核用機器人。

喜悅并沒有停留太久。研制“水下坦克”時,有個問題讓馮常很糾結。當時,我國核工程領域大量設備被國外壟斷并依賴進口,其中也包括核用機器人的“眼睛”——耐輻射成像系統。

在輻射區,這套系統可傳輸現場畫面,便于后臺人員指揮機器人完成檢測設備、收集數據等任務。

“過去,這項技術在我國一直是空白。”馮常回憶稱,那時因涉及到核領域,進口耐輻射攝像機不僅要受到對方嚴格審查,而且產品供貨周期長、后期維護也相當困難。

2006年,在一次工作討論中,有人提出“能不能自己搞出來?”

這句話“打中”了馮常。

說干就干。結合光電所已有優勢,他組織人手很快投入研發。以耐輻射機理為主要研究對象,馮常團隊圍繞耐輻射電路系統設計、光學材料制備工藝、器件篩選等課題深入研究。2010年,該團隊自主研制出國內首套高耐輻射照攝像系統,填補了國內在這一領域的空白。

此后,馮常團隊不斷升級高耐輻射照攝像系統的技術水平。國內首套核電應急機器人所使用的高耐輻射攝像機,也是出自馮常團隊,該攝像系統的耐輻射劑量率指標達到國際先進水平。

每項功能都要對應需求

時間推到2014年,馮常團隊承擔了核電應急機器人項目。

這是一個從零開始的研發項目。那時的馮常經常問自己“它該長什么樣?”

“我們沒有借鑒和參考,只有概念。甚至連做什么產品、長什么樣子,事先都沒有參考范例。”馮常說。

同時,對馮常來說,研發產品的難點不是突破某項指標或技術,而是要弄清楚需求是什么。“這是一次與國家核安全需求緊密結合的攻關,而不是紙上談兵。”

在實際操作中,大到耐輻射材料的選擇、功能區的設置、設計電路的分布、傳感器的加固等問題,小到機器人“身高”“體重”能否適應需求,團隊都要考慮到。“這些‘細枝末節’都是需求。”馮常說。

找到了需求,也就找到了方向。以機器人搭載的水下照明系統為例,馮常說,最早研制它是為滿足燃料組件測量機器人的需求。

“在超高輻射環境,這種機器人要近距離觀測燃料組件,進行核燃料外觀及尺寸的準確監測。那么,照明設備就必須滿足高亮度、高均勻性、高耐輻射、防爆性的要求,并且對光源材料也有特殊的限制。”馮常說。

最終,該團隊用一年時間完成了核用水下特種照明系統的系列化產品研發,同時也填補了該領域的國內空白。

“只有掌握了用戶對設備的需求,研發才能有的放矢。”馮常說,在產品研發過程中,團隊甚至直接派科研人員到核電站長期駐扎,了解現場工作環境,以使設備能夠快速滿足現場的工作要求。