2011年3月11日福島第一核電站發(fā)生嚴(yán)重泄露事故。這場最嚴(yán)重的核災(zāi)難已經(jīng)過去了八年時(shí)間。現(xiàn)在新開發(fā)的機(jī)器人得以進(jìn)入現(xiàn)場，探究這場災(zāi)難的嚴(yán)重程度。但要想真正清理完這片地區(qū)還任重而道遠(yuǎn)。

日前某科技媒體記者造訪了福島第一核電站，看到現(xiàn)場工作人員正在試圖通過新開發(fā)的機(jī)器人展開清理工作，也看到專家們正在努力開發(fā)新技術(shù)，研發(fā)測(cè)試新的機(jī)器人。

以下是翻譯內(nèi)容：

我的鼻子忽然很癢。這讓我本能地伸出手去撓，但被身上的整套裝備擋住了。我的手指被三副手套包裹著，一副是布做的，兩副是乳膠做的，它碰到的是罩住整張臉的透明塑料面罩。

我的手笨拙地握著筆記本和筆。我穿著白色的杜邦特衛(wèi)強(qiáng)工作服，全身包裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，頭上戴著一頂亮黃色的安全帽。除此之外，我還穿了兩層襪子和笨重的橡膠靴。穿著這套裝備想要四處走動(dòng)并不容易，讓人感覺像是身處一部關(guān)于僵尸災(zāi)難的驚悚片。

圖示：裝備齊全的人在3號(hào)反應(yīng)堆也只能停留10分鐘

此刻的我身處福島第一核電站3號(hào)反應(yīng)堆的頂部。這里就是世界上最嚴(yán)重核災(zāi)難的發(fā)生地。

2011年3月11日，在距離日本海岸130公里的地方發(fā)生9.0級(jí)地震，3號(hào)反應(yīng)堆是受損的三座反應(yīng)堆之一。(幸運(yùn)的是福島第一核電站的4、5和6號(hào)反應(yīng)堆當(dāng)時(shí)沒有運(yùn)行。)地震的強(qiáng)度是如此之高，使地球軸線移動(dòng)了近10厘米，并將日本海岸移動(dòng)了2.4米。地震發(fā)生時(shí)該地區(qū)4座核電站中有11個(gè)反應(yīng)堆正在運(yùn)行。地震發(fā)生后全部自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)時(shí)所有核電站報(bào)告沒有發(fā)生重大損失。

一個(gè)小時(shí)后，海嘯抵達(dá)日本海岸。

兩股15米高的海浪直沖福島第一核電站，其沖過海岸防波堤，導(dǎo)致為核電站海水冷卻系統(tǒng)供電的柴油發(fā)電機(jī)無法工作。反應(yīng)堆內(nèi)部的溫度飆升至2760攝氏度。

圖示：進(jìn)入福島第一核電站反應(yīng)堆需要穿上厚重的連體服以及橡膠靴

鈾燃料棒在高溫的侵蝕下熔化，鈾水燒穿了地板，留下由燃料棒、混凝土、鋼鐵和碎片組成的放射性混合物。熔融燃料最終沉入三個(gè)反應(yīng)堆的主安全殼中。

現(xiàn)在距離地震發(fā)生已經(jīng)整整八年。經(jīng)過這么長時(shí)間的努力后，日本能源巨頭東京電力公司才剛剛觸及到問題的表面。3號(hào)反應(yīng)堆頂部的碎石已經(jīng)清理干凈，我可以在這里待上10分鐘。

我抬頭凝視著巨大桶形建筑的拱狀天花板，試圖把所有東西納入眼中?，F(xiàn)場的輻射水平仍然太高，讓我無法忍受?？谡謨蓚?cè)紫色濾光片發(fā)出的嘈雜啪啪聲掩蓋了我急促的呼吸和腳步聲。

在建筑的另一端，有一個(gè)巨大的橙色框架平臺(tái)，這是所謂的鈾燃料處理機(jī)器。它有四條巨大的金屬腿，向下逐漸變細(xì)，就像一只四足爬行動(dòng)物?？蚣苤醒氲募?xì)鋼纜吊著一個(gè)鉻合金機(jī)器人，這個(gè)紅色塑料包裹得機(jī)器人配備了機(jī)械手，可以切割瓦礫并抓取鈾燃料棒。機(jī)器人最終將把放射性殘骸從建筑中央一個(gè)12米深的水池中拉出來。

這只是東京電力公司用來清理核電站廢墟的眾多機(jī)器人之一。這就是為什么我來到日本的原因，觀察機(jī)器人是如何在最極端的情況下工作的。

日本政府估計(jì)，這將耗資757億美元，需要40年的時(shí)間才能完全清除該設(shè)施。日本原子能機(jī)構(gòu)甚至在附近建立了一個(gè)研究中心，模擬核電站內(nèi)部的情況，讓來自全國各地的專家嘗試通過新的機(jī)器人設(shè)計(jì)來清理廢墟。

人們希望，這個(gè)研究設(shè)施以及距其一小時(shí)車程外的機(jī)器人試驗(yàn)場能夠清理福島第一核電站，重振福島縣昔日的繁榮。這項(xiàng)工作將花費(fèi)很長時(shí)間，東京電力公司和政府機(jī)構(gòu)正在培養(yǎng)下一代機(jī)器人專家以完成這項(xiàng)工作。

東京電力公司高級(jí)顧問萊克·巴雷特(Lake Barrett)表示:“這相當(dāng)于把人送上月球。”巴雷特曾在美國能源部民用放射性廢物管理辦公室擔(dān)任代理主任?！俺浅霈F(xiàn)技術(shù)加速，否則可能需要60年左右的時(shí)間?！?/p>

一切都是相對(duì)的

我們?cè)谠诘巧?號(hào)核反應(yīng)堆頂部的電梯時(shí)，聽到了經(jīng)典動(dòng)畫《宇宙戰(zhàn)艦大和號(hào)》(Space Battleship Yamato)中的主題曲，這首上世紀(jì)70年代的歌有種典型的日本味道。

當(dāng)音樂響起時(shí)，勾起了我們童年的回憶。在如此致命的環(huán)境中，這只是一時(shí)的遐想。

兩年前，東京電力公司在3號(hào)機(jī)組的反應(yīng)堆和燃料池上方建造了一個(gè)圓頂建筑，這樣工程師們就可以把重型設(shè)備運(yùn)進(jìn)來。

在我腳下大約18米處，輻射正以每小時(shí)1西弗的速度釋放出來。單次劑量達(dá)到1西弗就足以引起惡心、嘔吐和出血等放射性疾病。一劑每小時(shí)5西弗的劑量將在一個(gè)月內(nèi)殺死大約一半接觸輻射的人，而一小時(shí)10西弗的劑量將使接觸到的人在幾周內(nèi)死亡。

而問題在于，三個(gè)被毀的反應(yīng)堆中3號(hào)反應(yīng)堆的輻射最少。

1號(hào)反應(yīng)堆的輻射劑量為每小時(shí)4.1至9.7西弗。據(jù)報(bào)道，兩年前2號(hào)反應(yīng)堆最深處的讀數(shù)是530西弗，輻射高得“難以想象”。2號(hào)反應(yīng)堆其他地方的讀數(shù)通常接近每小時(shí)70西弗，仍然是福島第一核電站輻射最高的區(qū)域。

反應(yīng)堆惡劣的環(huán)境讓初期進(jìn)入的大多數(shù)機(jī)器人陷入了困境：高輻射干擾了機(jī)器人大腦中的半導(dǎo)體元件。自動(dòng)機(jī)器人要么自動(dòng)關(guān)閉，要么會(huì)在意想不到的地方被變形的障礙物卡住。

機(jī)器人還必須足夠靈活，以避免干擾到易揮發(fā)的熔化燃料棒，本質(zhì)上這是在玩世界上最致命的“操作”游戲。

研究公司ABI Research分析師萊恩·惠頓(Rian Whitton)表示:“福島事件是一個(gè)令人羞愧的時(shí)刻?！薄斑@顯示了目前機(jī)器人技術(shù)的局限性?！?/p>

“蝎子”（Scorpion）是一個(gè)61厘米長的機(jī)器人，它可以卷起裝有相機(jī)的尾部以獲得更好的觀察視角。2016年12月，工人們?cè)?號(hào)反應(yīng)堆的通風(fēng)管上挖了一個(gè)洞，讓“蝎子”進(jìn)入其中。東京電力公司希望這臺(tái)裝有兩個(gè)攝像頭和傳感器的機(jī)器人能夠深入反應(yīng)堆內(nèi)部，測(cè)量輻射水平和溫度。

然而，“蝎子”在執(zhí)行了兩個(gè)小時(shí)的任務(wù)后就被熔化的金屬塊卡住了，原計(jì)劃要讓“蝎子”至少工作10個(gè)小時(shí)的任務(wù)。要知道，日本東芝花了兩年半的時(shí)間來開發(fā)這款機(jī)器人，具體金額不詳。

圖示：經(jīng)過改進(jìn)的機(jī)器人進(jìn)入反應(yīng)堆探測(cè)情況

“雖然“蝎子”任務(wù)失敗了,但我們從機(jī)器人那里獲得的數(shù)據(jù)是有益的,”的八木天線,東京電力公司核電通信部門總經(jīng)理Hideki Yagi表示。他指出工程師已經(jīng)添加管道導(dǎo)航以及其他設(shè)計(jì)元素來幫助新機(jī)器能夠在更大范圍內(nèi)活動(dòng)。

盡管如此，相比于那些結(jié)構(gòu)更簡單，功能更具針對(duì)性的替代機(jī)器人，這次失敗突顯出擁有多個(gè)零部件的機(jī)器人的內(nèi)在弱點(diǎn)?！八麄兿朐诓涣私馔暾鉀Q方案的情況下開發(fā)出復(fù)雜的技術(shù)，”一位行業(yè)專家表示。

巴雷特將“蝎子”失敗的部分原因歸咎于東京電力公司對(duì)東芝和日立等老牌日本制造商的依賴。他說，東京電力公司需要更多采納硅谷的實(shí)驗(yàn)性思維。

他說:“那個(gè)在身上打洞的長發(fā)孩子在哪里?”“你必須有一兩個(gè)這樣的人?！?/p>

失敗后的成功

“蝎子”任務(wù)失敗的7個(gè)月后，也就是2017年7月，東芝公司向3號(hào)反應(yīng)堆進(jìn)水的通風(fēng)管中部署了一個(gè)小型潛水機(jī)器人，其有30厘米長，12厘米寬，綽號(hào)“太陽魚”(Sunfish)。在進(jìn)入反應(yīng)堆內(nèi)部的第二天，Sunfish記錄到反應(yīng)堆內(nèi)鈾燃料棒融化的第一個(gè)跡象。

2018年1月，東芝公司帶著一臺(tái)新機(jī)器回到了輻射嚴(yán)重的2號(hào)反應(yīng)堆，這臺(tái)機(jī)器上有一個(gè)可以平移和傾斜的攝像頭，另一個(gè)連接在伸縮導(dǎo)管的頂端，可以提供全局圖像。一旦這臺(tái)機(jī)器進(jìn)入通風(fēng)管的核心位置，工作人員就會(huì)遠(yuǎn)程控制攝像頭再降低2.3米，以便采集圖像。

東芝專家中原孝之(Takayuki Nakahara)表示:“所有這些設(shè)計(jì)都必須針對(duì)特定的問題。”

這臺(tái)機(jī)器人不僅在2號(hào)反應(yīng)堆的超強(qiáng)輻射中幸存下來，還向東京電力公司提供信息，其傳回的圖象顯示通風(fēng)管下面的地板上有泥漿和卵石，據(jù)分析是熔化的燃料碎片，這給清理工作增添了新的困難。

圖示：東電工作人員穿過一個(gè)設(shè)計(jì)用來處理反應(yīng)堆排出廢水的設(shè)施

今年2月份，東京電力公司將同款機(jī)器人的改進(jìn)版送至反應(yīng)堆底部，機(jī)器人第一次能夠接觸到卵石。該公司表示，這款機(jī)器人可以用類似手的裝置抓取較小的卵石，還可以拍攝更多照片，獲得輻射和溫度讀數(shù)，且不會(huì)干擾周圍環(huán)境。但東電也指出，該機(jī)器人無法抓取更大的塊狀物，并正在重新測(cè)試該機(jī)器人。

偵察任務(wù)

在距離2號(hào)反應(yīng)堆350米一棟大樓的控制室里，回蕩著嘈雜的對(duì)話聲。裸露的天花板管道、辦公椅和電腦設(shè)備架占據(jù)了原本稀疏的空間。近20多名男子的平靜面容難掩緊張情緒。所有人都穿著不同顏色的連體衣，上面標(biāo)有公司所屬機(jī)構(gòu)的編號(hào)，就像準(zhǔn)備打仗的軍官一樣。

控制室內(nèi)有兩個(gè)特殊設(shè)計(jì)的椅子，扶手末端裝著操縱桿。東京電力公司的一名操作員坐在其中一張椅子上，控制著一臺(tái)特制的Brokk 400D機(jī)器人。這臺(tái)藍(lán)色的大機(jī)器人看起來像一臺(tái)有兩個(gè)履帶的微型挖掘機(jī)。操作員聚精會(huì)神地盯著四臺(tái)顯示器，上面實(shí)時(shí)顯示2號(hào)反應(yīng)堆內(nèi)部的情況。

坐在另一個(gè)椅子上的一名操作人員正在控制一臺(tái)iRobot的Packbot機(jī)器人，這種機(jī)器人主要用于戰(zhàn)區(qū)，負(fù)責(zé)清除爆炸裝置，并探測(cè)生物、化學(xué)和放射性威脅。

圖示：筆者戴著特殊的3D眼鏡，引導(dǎo)一個(gè)虛擬機(jī)器人通過一個(gè)被污染核電廠的模型

但這些機(jī)器人都經(jīng)過了相應(yīng)改進(jìn)。Brokk 400D機(jī)器人沒有配備通常的斗爪，而是使用傳感器來尋找伽馬射線輻射點(diǎn)。Packbot機(jī)器人自帶一個(gè)攝像頭，可以給操作者提供更多觀察視角。這兩個(gè)機(jī)器人都配備了內(nèi)襯鉛的通訊箱。光纖線路將這個(gè)盒子連接到反應(yīng)堆旁邊的一個(gè)特殊房間，工作人員再用Wi-Fi將信息傳輸?shù)娇刂剖摇?/p>

這只是第二次執(zhí)行這樣的任務(wù)，而且完全是為了偵察。這兩個(gè)機(jī)器人在2號(hào)反應(yīng)堆的頂部尋找輻射點(diǎn)。東電希望機(jī)器人傳回的信息最終能幫助它從反應(yīng)堆頂部移除大塊鈾燃料和殘骸。

測(cè)試用實(shí)驗(yàn)室

我站在一片明亮的白色空間里，面對(duì)迷宮般的管道。附近有一個(gè)很大的金屬物體。我伸手抓住，本能地想扔掉它。

物體在空中不動(dòng)了。

此刻，我身處奈良遙控技術(shù)發(fā)展中心，距離福島第一核電站大約半小時(shí)的車程。我戴著特殊的3D眼鏡，盯著第一核電站的虛擬投影。我使用一種特殊的單手控制器來導(dǎo)航，它看起來就像是電鉆和《星際迷航》中激光發(fā)射器的結(jié)合體，讓我可以四處移動(dòng)并抓取物體。

2016年，日本原子能研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAEA)全面開放該設(shè)施，為企業(yè)、學(xué)生和研究人員提供開發(fā)遠(yuǎn)程控制機(jī)器人所需的工具，期望新機(jī)器能夠應(yīng)對(duì)第一核電站的獨(dú)特挑戰(zhàn)?！拔覀冇薪甑慕?jīng)驗(yàn)來支持這樣的用戶，”該中心首席研究員川端康明(Kuniaki Kawabata)說。

圖示：東京電力公司的工作人員在5號(hào)反應(yīng)堆。2011年海嘯襲擊時(shí)，這座反應(yīng)堆沒有運(yùn)行，避免了其他反應(yīng)堆那種災(zāi)難性的熔毀

在機(jī)器人所采集數(shù)據(jù)的幫助下，該中心對(duì)福島反應(yīng)堆進(jìn)行了相當(dāng)準(zhǔn)確的模擬。然而與其他虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)有所不同的是，這種虛擬旅行并不是為了好玩。目前日本和全世界的核輻射研究學(xué)者、工程師和東京電力公司的員工都利用其來了解什么樣的機(jī)器人能通過反應(yīng)堆，而哪些不能，從而對(duì)福島核電站實(shí)施進(jìn)一步清理。

例如，虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)?zāi)軌蜃屖褂谜邘е粋€(gè)虛擬機(jī)器人穿過設(shè)施，看看它能否走下樓梯或穿過狹小的空間。甚至還有物體檢測(cè)警告，如果你的機(jī)器人無法通過障礙物，會(huì)發(fā)出嗡嗡聲。

該中心還有一個(gè)全尺寸的模擬測(cè)試大樓，這是一個(gè)可以容納兩架747飛機(jī)的巨大建筑，其主要用于測(cè)試新開發(fā)的機(jī)器人。

圖示：福島第一核電站附近的建筑殘骸

這里還有一個(gè)八分之一安全殼冷卻塔的全尺寸復(fù)制品。原有安全殼冷卻塔內(nèi)儲(chǔ)存了來自通風(fēng)管的大部分污染水，研究人員正在測(cè)試遙控機(jī)器人是否能夠修補(bǔ)安全殼內(nèi)部的泄漏。

中心的其他設(shè)施還包括一個(gè)用于測(cè)試水下機(jī)器人的大水池，以及可以移動(dòng)和調(diào)整的樓梯，以重現(xiàn)機(jī)器人可能遇到的一系列挑戰(zhàn)——機(jī)器人往往難以完成上下樓梯的基本任務(wù)。此外還有一個(gè)障礙課程，供訓(xùn)練操作員如何在狹窄的道路上控制機(jī)器人。

我看了一個(gè)操作員正在使用Xbox one控制器，這讓我懷疑我多年來玩《光環(huán)》射擊游戲的經(jīng)驗(yàn)是否足以勝任這份工作。

川端康明告訴我，其目標(biāo)是確保未來的工程師和操作員能夠接手未來幾十年的任務(wù)。

他表示:“我們必須進(jìn)行教育，并把一些技能從當(dāng)前這一代人傳授給下一代?！薄拔覀儽仨?吸引)好學(xué)生，讓他們來從事這項(xiàng)工作?！?/p>

圖示：一名東電工作人員站在反應(yīng)堆冷卻塔旁邊

機(jī)器人試驗(yàn)場（Robot Test Field）也是如此，該試驗(yàn)場位距離南相馬市樽葉縣以北一小時(shí)車程，今年某個(gè)時(shí)候?qū)⒃O(shè)立包括模擬橋梁、隧道以及其他障礙物。2020年，該地區(qū)將主辦世界機(jī)器人峰會(huì)(World Robot Summit)，其中許多機(jī)器人將聚焦于災(zāi)害應(yīng)對(duì)和基礎(chǔ)設(shè)施支持。福島縣政府希望來自世界各地的公司能來這里測(cè)試他們的自動(dòng)化機(jī)器人。

鬼城

當(dāng)你驅(qū)車行駛在從奈良前往福島第一核電站的陸前濱高速公路上時(shí)，你可以看到福島地區(qū)正在慢慢恢復(fù)生機(jī)，福岡當(dāng)?shù)赜屑页姓跔I業(yè)，警察局門口有人進(jìn)進(jìn)出出。

然而走近工廠，你會(huì)發(fā)現(xiàn)所有企業(yè)和住宅都是大門緊鎖。災(zāi)難發(fā)生后，曾經(jīng)繁榮的社區(qū)都被迫疏散。

現(xiàn)在這里變成了鬼城。

在福岡，我看到一一幢兩層樓的拱廊外面裝飾著巨大的“索尼克”畫像。時(shí)間和海嘯摧毀了這座建筑，二樓的半面墻已經(jīng)袒露在外。

再往前走，有一家豐田花冠汽車修理店，玻璃幕墻已經(jīng)成了碎片。在高速公路對(duì)面，數(shù)百個(gè)袋子里裝滿了不知道如何處理的放射性塵埃，這一切都清楚地提醒著我們?nèi)毡救匀幻媾R的問題。

這是海嘯襲擊后的景象。從那時(shí)起，這里的建筑幾乎再?zèng)]有人打擾。附近的一家零售店里，穿著整齊的人體模特靜靜矗立在櫥窗下。

這可能都會(huì)改變。日本政府現(xiàn)在允許人們白天回來參觀。在我們停留期間，當(dāng)?shù)貓?bào)紙刊登了一篇報(bào)道，稱原居民將被允許在5月份搬回疏散區(qū)。

“對(duì)于我們?cè)?jīng)住在這里的福島人來說，我們?cè)谠囍褚郧耙粯由?，”?jīng)營奈良J Village酒店和綜合體育館的小野俊介(Shunsuke Ono)說。“對(duì)于福島以外的人來說，總覺得福島不正常?！钡∫翱〗橛X得住在這個(gè)地區(qū)沒有危險(xiǎn)。

東京電力國際事務(wù)辦公室執(zhí)行總經(jīng)理Masaaki Hanaoka說，并非所有人都這么認(rèn)為。“他們關(guān)心的是醫(yī)療、商業(yè)和商業(yè)等服務(wù)，以及社區(qū)恢復(fù)和輻射水平的降低，”他告訴我。

自然的力量

當(dāng)爆炸掀翻1號(hào)和3號(hào)反應(yīng)堆的頂部時(shí)，放射性物質(zhì)污染了第一核電站周圍的土壤。該工廠曾經(jīng)像公園一樣的優(yōu)美環(huán)境已經(jīng)幾乎完全被薄膜覆蓋了，以防止雨水滲入受污染的土壤并流進(jìn)海洋。

東京電力公司夸口說，在350萬平米的廠區(qū)里，只要穿上一件標(biāo)準(zhǔn)的連體衣，戴上一次性面罩，就可以抵達(dá)96%的區(qū)域。

當(dāng)我們走在這里的時(shí)候，我注意到一排盛開的櫻花樹。

“這就是自然的力量，”我的翻譯如是指出。