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当工人们争分夺秒地阻止日本福岛第一核电站反应堆进一步熔化时，几台机器人正在场边等待机会提供帮助。 然而，关于这些装置如何在辐射污染和被数吨腐蚀性海水淹没的现场的持续紧急情况中提供帮助，仍然存在疑问。
日本核能安全保安院 (NISA) 报告(pdf)，混凝土泵车于周三向第一核电站 4 号反应堆喷洒了约 130 吨水。 同时，东京电力公司 (TEPCo) 向 3 号反应堆乏燃料池注入了约 35 吨海水，以防止燃料棒过热，NISA 还观察到该反应堆所在建筑物冒出“略带黑色”的烟雾。 海水也被注入 1 号反应堆以及 2 号反应堆的乏燃料池。
东京电力公司上周从马萨诸塞州贝德福德市的 iRobot 公司召集了一小队军用级机器人。 日本三井工程造船株式会社 上周也将其灾难监测机器人 Moni-Robo 送往第一核电站现场。 包括加拿大 Inuktun Services 在内的其他机器人公司也在回应有关其技术可能如何发挥作用的咨询。 每个受关注的机器人都在履带上移动，并配备一个机械手，可用于举起和操作物体。
机器人在日本可能发挥的作用将取决于应急人员的优先事项，无论这是否包括处理高温或放射性物质，还是稍后从现场清除污泥或钻取岩心样本以确定辐射可能穿透设施墙壁和地板的深度，卡内基梅隆大学机器人学教授兼 Field Robotics Center 主任 William “Red” Whittaker 说。 Whittaker 和几位卡内基梅隆大学的同事在 1970 年代末和 1980 年代初制造了机器人，以检查和维修 1979 年 三哩岛核电站发生近乎熔毁事故后的地下室。
机器人
据报道，三井的 600 公斤 Moni-Robo 已在第一核电站现场。 这款单臂机器人设计为远程操作（最远可达一公里），并配备一个摄像头，可以拍摄视频以及 3D 热成像图像。 150 厘米高的 Moni-Robo 在履带上滚动，还配备了用于测量放射性和检测可燃气体的传感器。
Inuktun 总部位于不列颠哥伦比亚省纳奈莫，专门制造各种尺寸的遥控摄像机和“履带式”机器人，从 Versatrax 100（可装入直径 10 厘米的管道）到 Versatrax 450 TTC（直径 38 厘米）。 这些履带式机器人主要用于检查管道和下水道等密闭空间。 Inuktun 总裁 Colin Dobell 说：“我们没有专门为地震或第一核电站反应堆现场运送任何设备到日本，但我们在东京有一家代表公司，拥有我们的一些演示设备。 “我们认为它正在部署中，但我们尚未能够确认任何信息。”
iRobot 公司的运营副总裁 Tim Trainer 说，四台 iRobot 系统——两台 Packbot 和两台 Warrior——于周一晚上抵达东京，同时还有该公司六名工程师，他们在周二拆开机器人包装，安装电池并运行测试。 鉴于 Packbot 主要设计用于爆炸物处理，而 Warrior 是一个原型，要到今年夏天才能上市，iRobot 的工程师仍然需要与东京电力公司的人员讨论机器人的功能、操作和局限性，他补充道。
68 公斤的 iRobot Warrior 机器人经过改装，因此如果某处需要更多水，它们可以携带 6.4 厘米的消防水带。 每个装置都配有一个手臂，可以举起约 100 公斤的重物，以及一个可调节的履带系统，使其能够爬楼梯并以高达每小时 12.9 公里的速度行驶。
其中一台 Packbot 配备了一个可以检测放射性的传感器。 每台 10.9 公斤的 Packbot 都配备了一个三连杆手臂，可以举起约 13.6 公斤的重物，移动碎片，并可能重新安置危险材料。 除了能够爬楼梯外，Packbot 还可以以高达每小时 9.3 公里的速度行驶，并爬上高达 60 度的坡度。
未定义的任务
目前尚不清楚 Packbot 和 Warrior 将在东京电力公司为恢复核反应堆电力和冷却现场核燃料棒所做的努力中发挥什么作用（如果有的话）。 Trainer 说：“我们派出了机器人，但没有确定任务，而是为了在适当的地方提供帮助，无论是向燃料棒输送水、在设施内移动设备，还是在燃料变得稳定后清理设施。”
最终，目标是将机器人送入危险环境，并让控制机器人的人员保持在安全距离。 Trainer 说：“我们不知道的是，我们正在谈论的环境是什么，机器人能否在这些环境中维持运行，如果可以，它们将为这项工作提供什么价值？ “这些事情都在接下来的几天里由在日本实地工作的团队来解决。”
据估计，iRobot 公司总共花费了约 50 万至 100 万美元的机器人和备件运往日本，以及该公司工程师几天的访问时间。 Trainer 明确表示，这些工程师将把他们对机器人的了解传授给东京电力公司，而不会进入反应堆周围的核禁区。
辐射问题
Whittaker 说，电子设备可以通过多种方式提高抗辐射能力。 一种方法是保持设备硅芯片上的导体和绝缘体彼此更远，以便热量更容易消散，芯片也更具弹性。 使系统在高辐射环境中保持功能的另一种方法是实施冗余系统，使其即使其中一个系统损坏也能运行。
与大多数军事设备一样，iRobot 的装置集成了电磁干扰 (EMI) 屏蔽，以覆盖布线、电路板以及机器人可能容易受到此类干扰的任何其他地方。 该公司担心，由于辐射会干扰机器人之间以及与机器人的无线电信号，机器人可能无法无线操作，因此它添加了光纤系留卷轴，以便 Packbot 和 Warrior 可以分别从最远 220 米和 500 米处进行远程操作，Trainer 说。
Dobell 说，除了其电荷耦合器件 (CCD) 摄像机和嵌入式电子设备外，Inuktun 的履带式机器人能够在中等辐射场和剂量下运行。 对于高辐射情况，该公司通常在其履带式设备上安装耐辐射摄像机，以便进入更危险的区域。 机器人本身采用不锈钢制造，Dobell 说这使得更容易去污。
水世界
Whittaker 说，在核回收中，在浅水中操作是很常见的，机器人可能需要能够承受被淹没。 他补充说，三哩岛核设施的地下室就是这种情况，那里有数十万升严重污染的冷却水冲过反应堆。 即使机器人没有完全浸没在水中，它也将在非常潮湿的环境中工作。 他说：“为了（再次）与人类互动，这些机器人还必须能够承受高压冲洗。”
Inuktun 制造了几种潜水型号。 Trainer 说，Packbot 和 Warrior 都不是设计用于在极端高温下工作或浸没在水中的，尽管它们能够在约一米深的水中工作。 这些限制可能会带来挑战，特别是考虑到东京电力公司正在努力通过任何手段（包括消防水带和飞机投掷）向过热的燃料棒输送水。