Обзор достижений и возможностей российских робототехнических комплексов для задач вывода из эксплуатации ЯРОО
На текущий момент предприятия Российской Федерации располагают широкими возможностями, экспертизой и потенциалом в разработке и производстве робототехники для нужд вывода из эксплуатации (ВЭ) объектов использования атомной энергии (ОИАЭ).
Важным этапом в развитии отечественной робототехники послужила авария на Чернобыльской АЭС. Участники ликвидации последствий катастрофы получили ценный опыт работы с лучшими на то время мировыми образцами радиационно-стойких роботов, в экстренном порядке предоставленных ФРГ и Японией. Однако запредельный уровень радиации на аварийном энергоблоке многократно сокращал срок жизни зарубежных машин, что повлекло необходимость срочной разработки российских аналогов, способных работать при экстремальных дозовых нагрузках. Государственное задание было поручено советским научным группам ВНИИТрансмаш (разработавшим Луноход-1), ЦНИИ РТК и МВТУ имени М.Э. Баумана, имеющим опыт создания специальной робототехники. Успешное выполнение поставленных задач ознаменовало отправную точку для формирования основных советских, а впоследствии и российских центров компетенций в области робототехники для атомной промышленности.
На сегодняшний день технологический ландшафт несколько изменился за счет появления компаний, к наиболее заметным из которых стоит отнести АО «Диаконт» (г. Санкт-Петербург) и ООО «СКТБ ПР» (г. Москва, созданное работниками НИИ СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана).
Научно-техническая конференция «Экстремальная робототехника» является важным событием для обмена опытом разработчиков роботов для атомной отрасли. Ежегодное мероприятие проводится под эгидой ЦНИИ РТК, представляющим, обычно, большую часть докладов. Не стало исключением и мероприятие, проходившее 23-24 ноября 2023 года в г. Санкт-Петербург. Особое внимание на конференции было уделено новейшему силовому манипулятору, разрабатываемому в рамках научного мегапроекта по созданию полифункционального радиохимического комплекса (ПРК). Уникальное сочетание характеристик устройства, действительно, заслуживает эпитета «прорывное» для российский атомной отрасли. Интерес вызвал и процесс его обкатки, где оператор, используя шлем виртуальной реальности и комплектные «стиковые» контроллеры, управлял не только механическим манипулятором, но и его цифровой моделью в симулированной виртуальной среде.
Учитывая тематику конференции, знаменательный доклад был посвящён вехе в развитии отечественного радиометрического оборудования. ЦНИИ РТК представил наработки по первому российскому мобильному спектрометру гамма-излучения на основе особо чистого германия. Эта точная и при этом компактная установка должна обеспечить качественное повышение эффективности не только при обращении с радиоактивными отходами, но и при подготовке объектов к ВЭ.
Другое важнейшее направление работ ЦНИИ РТК, связанное с освоением околоземного пространства, оказалось довольно близким атомной тематике. Машины, работающие в космосе, должны быть также максимально автономны, исключительно надежны, устойчивы к перегрузкам, высоким и низким температурам, что позволяет рассматривать их в качестве доноров технических решений для машин, используемых при ВЭ ОИАЭ.
На конференции также был представлен весьма обстоятельный доклад ООО «СКТБ ПР». Портфель компании содержит не только серийные самоходные машины массой от 20 до 800 кг, но и глубоко индивидуализированные решения, созданные под нужды конкретных ОИАЭ. Подход ООО «СКТБ ПР» к конструированию примечателен высокой степенью интеграции функциональных блоков сторонних производителей в самоходную платформу.
Не менее важной составляющей российских робототехнических комплексов является их «интеллектуальная» компонента. Особое внимание на конференции было уделено актуальной для ВЭ теме создания цифровых двойников - как рабочей среды, так и самих машин. Около половины докладов на различных секциях раскрывали достижения в области управляющих алгоритмов и программных кодов, внедрения систем искусственного интеллекта и новых способов взаимодействия между человеком и машиной, включая технологии виртуальной реальности.
В ногу с классической робототехникой, характеризующейся разной степенью автономности, в РФ стремительно развивается и производство демонтажных роботов. Дистанционно-управляемые функциональные аналоги мини-экскаваторов, обычно, используются в сфере строительства. Однако благодаря универсальности, выносливости и относительной простоте конструкции, машины данного типа набирают популярность на предприятиях атомной отрасли по всему миру. Начиная с 2023 года ИБРАЭ РАН принимает активное участие в развитии данного направления. Испытания мобильных робототехнических комплексов РОИН РТС Р-100 (АО МГК «ИНТЕХРОС», г. Воронеж) и Бетонолом-2000 (ООО «Роботехникс», г. Мытищи) на площадке Московского филиала ФГУП «РАДОН» подтвердили их эффективность при решении актуальных задач по ВЭ ОИАЭ.
Результаты слаженной работы Оператора площадки, ИБРАЭ РАН и производителей демонтажных роботизированных комплексов определили пути дальнейшего сотрудничества, направленного на разработку требований к оборудованию для работы в условиях радиационных полей, а также специализированных эффективных решений для практического применения в операциях по ВЭ ОИАЭ.