Роботы-ликвидаторы или люди в экзоскелетах?, Перспективы робототехники для атомной энергетики Опции

[VBVB]

Многие операции при ликвидации аварий на объектах атомной энергетики могли бы решать роботы.
Но как показали Чернобыль и Фукусима, полуавтономные роботы-ликвидаторы бестолковы, технически плохо подходят к обстоятельствам, ломаются и глючат, не пролазят в узкие отверстия и обрушенные/захламленные помещения и т.д.
Однако в близком будущем эта ситуация может кардинально измениться.
В РФ, например, собираются довести до железа два проекта роботов-аватаров для нужд вооруженных сил и МЧС.

История боевого робота-аватара SAR-401, показанного Владимиру Путину в начале текущего года в Климовске, получила продолжение.
Первый робот для Минобороны будет похож на фантастическое хищное животное.

Целью работы является разработка базовых платформ «для обеспечения перемещения мобильных биоморфных роботов», в том числе в сложной недетерминированной (неопределенной) обстановке и в условиях труднопроходимой местности. Разрабатываются две базовые платформы – среднего мобильного биоморфного робота массой до 400 кг (БПМБР-400) и мобильного робота (по облику похожего на рысь) массой до 100 кг (БПМБР-100).

Платформа должна послужить базой для создания мобильного биоморфного робота путем установки на нее систем и аппаратуры управления и целевой нагрузки. В аппаратуру управления войдут бортовая информационно-управляющая система, аппаратура технического зрения, передачи данных, навигации и ориентации, планирования маршрутов и перемещений, управления движением за маяком (поводырем). В составе целевой нагрузки могут быть средства разведки, платформа перевозки боеприпасов и амуниции, средства разведки минно-взрывных заграждений, вооружение или средства эвакуации убитых и раненых с поля боя (для БПМБР-400).

БПМБР-100 должен обеспечивать передвижение в условиях городской инфраструктуры и по пересеченной местности, в том числе в гололедицу, по снегу глубиной до 20 см и по залитым водой поверхностям глубиной до 30 см. Его хотят наделить способностью бегать по лестницам, преодолевать рвы шириной до 40 см и стенки высотой до 30 см. Скорость передвижения должна быть до 15 км/ч по равнинной местности и до 10 км/ч – по пересеченной. Аналогичными способностями будет обладать и БПМБР-400, с той лишь разницей, что он будет больше, а значит и полоса препятствий для него будет сложней.

«Сердцем» робота станут электроагрегаты с двигателем внутреннего сгорания, а «лапами» – четыре рычажных движителя. От «зверушек» ждут бодрости при температурах от минус 40 до плюс 50 градусов. Согласно контракту, государственные испытания опытного образца должны пройти в январе – июне 2019 года.

Предлагаю обсудить в этой теме, что наиболее рационально разработать для возможной ликвидации аварий на атомных объектах - защитный биоскафандр с экзоскелетом и оператором внутри или антропоморфного робота-аватара, удаленно управлемого оператором с оборудованием дополненной реальности?

Сообщение отредактировал VBVB - 18.10.2015, 15:35

[VBVB]

Несмотря, что ликвидация последствий Чернобыля заставил инженеров сильно передумать конструкции многих роботов и разработать новые машины оригинальной компоновки, опыт Фукусимы показал, что впрок этот опыт не пошел.
Небольшая подборка робототехнических устройств, кооторые применялись в Чернобыле здесь.
Это были в основном колесные и гусеничные аппараты сродни роботам-саперам и детским игрушкам. Японцы тоже такие аппараты пытались на Фукусиме использовать и без особого успеха (двери с трудом открывают, не пролазят никуда, цепляются везде, трудно карабкаются по лестницам и т.п.).

Сейчас уже в нашей стране есть прототипы человекоподобных роботов. МЧС одного опробовало, второго в космонавты готовят (1, 2). Но насколько эти радио-телеуправляемые аппараты могут справится с тезнической проблемой в разрушенном здании энергоблока?

Может действительно надежнее и проще создать эффективный радиозащитный скафандр для человека с ДВС на спине и экзоскелетом для ликвидаторов аварий в сложной радиационной, химической и температурной остановке. Подготовленный человек по реакции, сообразительности и умению быстро оценивать и ориентироваться в сложной обстановке роботов явно будет превосходить в ближайшие 15-20 лет.

[LAV48]

эффективный радиозащитный скафандр для человека

А вообще, на сколько такой возможен? Как я понимаю, основной урон будет от гаммы и область применения в ликвидациях аварий всё равно ограничится доступом в "подсобные" помещения.

[VBVB]

А вообще, на сколько такой возможен? Как я понимаю, основной урон будет от гаммы и область применения в ликвидациях аварий всё равно ограничится доступом в "подсобные" помещения.

Все упирается в вес и оптимизацию биозащиты. Спереди часть защиты от гамма-излучения и нейтронов может осуществлять элементы конструкции экзоскелета, навешимаемый набор модульных инструментов и измерительной аппаратуры, элементы системы жизнеобеспечения и терморегуляции, запас воды/охладителя. Сзади спину от гамма-излучения и нейтронов будет защищать двигатель с топливом и узлы экзоскелета.

На Фукусиме японцы применяли радиационнозащитные жилеты и шорты из вольфрам-содержащего синтетического волокна суммарной массой до 15 кг. Отечественный противорадиационный универсальный жилет типа "Гамма-1" весит около 12.5 кг.
Грубо говоря на полную по поверхности защиту тела человека потребуется масса радиационно-защитного тканного материала около 45-50 кг. Тогда можно грубо посчитать, что приемлемый радиозащитный скафандр для человека с ДВС (или малый дизель-генератор в качестве силовой установки) и экзоскелетом будет весить около 110-130 кг. Нынешние текущие разработки экзоскелетов позволяют создать экзоскелет уверенно двигающий человека в аммуниции весом около 160-180 кг, довести возможности имеющихся экзоскелетов до передвижения массы в 220-250 кг вполне реально.

Вообще в космических скафандрах давно уже ряд проблем похожих решен, правда эти скафандры и стоят космически...

Сообщение отредактировал VBVB - 1.2.2017, 22:05

[LAV48]

Вообще в космических скафандрах давно уже ряд проблем похожих решен, правда эти скафандры и стоят космически...

А так же что-то делать в них космически сложно...

Что же касается экзоскелета весом в 150+ кг, то тут возникают массо-габаритные вопросы и сложности. Способен ли будет человек в таком облачении протиснутся в завалах или на оборот, добраться до штатной арматуры?

[VBVB]

А так же что-то делать в них космически сложно...

Что же касается экзоскелета весом в 150+ кг, то тут возникают массо-габаритные вопросы и сложности. Способен ли будет человек в таком облачении протиснутся в завалах или на оборот, добраться до штатной арматуры?

До Чернобыля никому в голову не приходило, что на объекте атомной энергетике могут быть случайно "получены" такие радиационные поля в куче кориума, что к ним даже близко и не подойдешь для взятия образца и измерений. Также как никому в голову не приходило, что когда то придется щипцами и лопатами куски твэлов и топлива с крыши машзала собирать. Но это все пришлось делать. Однако этот опыт так на пользу никому не пошел. На Фукусиме вновь видели, что роботы гусеничные мало куда проехать могут, мало что могут взять/поднять/открыть. Также возник вопрос как собирать для утилизации горячие топливные частицы вылетевшие из гермооблочки реактора при сбросе давления.
Японцы потом по промплощадке змейками разными бегали в шортах и жилетах радиационнно-защитных, чтобы на очередной кусок "горячей частицы" не наступить или в лужу радиактивной жижи не шагнуть.

Очевидно, что аварии на объектах атомной энергетики могут повториться в разных странах и нужны специальные радиационно-защитные изолирующие защитные комплекты, со степенью защиты по гамма- и нейтронному излучению в разы/на порядок выше существующих. Однако масса таких комплектов защитных становится сравнима с массой защищаемого человека. Соотвественно делаем вывод, что для достаточной работоспособности человека в таком защитном комплекте необходим экзоскелет и мощный высоконадежный источник энергопитания (ДВС, дизельгенератор, роторно-поршневой электрогенератор, литий-полимерная батарея).

Не совсем правильно называть такой защитный комплект скафандром, поскольку скорее это может быть более похоже на высокотемпературный термозащитный костюм или тяжелый броневой костюм сапера в комбинации с изолирующим противогазом на экзоскелете с ранцевой энергоустановкой. Главное, что наличие экзоскелета и носимой энергоустановки позволит оператору такого костюма в зависимости от обстановки работать добавочной спинной "рукой-манипулятором", работать конфигурируемым гаечным ключем различной длины и степеней изгиба, использовать резак, гидравлические ножницы, бур, пробоотборник и другие необходимые инструменты, требующие проводного электропитания или недюжинной силы.

Сообщение отредактировал VBVB - 2.2.2017, 21:26