让“核安全”更安全沪高校学子研发出“会思考”的巡检机器人

提到核电站，大家往往最关心的都是安全问题。众所周知，核电站是24小时不间断运行的，设备运行的状态、仪表参数的变化、数据趋势的波动都需要时时高度关注。那有没有全天候的“超人”，可以“代劳”完成这些日常巡盘巡检工作？

带着这个思考，华东理工大学机械与动力工程学院6位硕博研究生组成创新团队，在华东理工大学机械与动力工程学院副院长易建军教授的指导下，研发了“面向核电站巡检的具身智能机器人”，让“核安全”更安全。这一项目在刚刚落下帷幕的第24赛季Robotex世界机器人大赛亚洲总决赛上，斩获了亚洲创新创业挑战赛创新赛道总决赛亚军。

巡检是预防事故发生的重要手段。而在核电站的运维管理中，传统的人工巡检不仅耗时耗力，还面临着高辐射风险，传统的巡检机器人又大多功能单一，存在地形适应性弱、复用性差等问题。

项目团队尝试将技术与行业需求相结合搞创新，选择了核电站具身智能机器人这一方向。“具身智能技术融合机器人是一个很有创新性的概念，具身智能虽然不是人类，但它可以在与环境的交互中学习技能，像人类一样感知、理解、决策，模仿人丝滑地完成各种动作。”易建军说。

巡检，不仅在巡，更在检。为此，团队突破传统巡检机器人的设计思路，从轮式具身、融入大模型两个方面进行创新，勇敢又能干的核电站“打工人”由此诞生——它运动灵活，可实现自主避障、跟踪追踪等功能，还有一双善于“找茬”的“眼睛”和一个博闻强识的“大脑”，能读取温箱设备。

“我们提出了多模态大模型技术，通过融合图像、语音、文本等多模态信息，提升机器人的场景理解和任务规划能力。”团队成员叶杭博进一步解释说，人的大脑就像是一个超级计算机，可以通过看、听、摸来学习新事物，多模态大模型也是这样。比如，想让多模态大模型了解核电站是怎么工作的，就可以给它看核电站的照片，听核电站的声音，读关于核电站的文章等。“这样，它就能渐渐学会核电站的知识，像一个小孩子慢慢长大。”

有了会思考的“智慧大脑”，如何让机器人“行动自如”？团队通过构建4D语义地图，同时基于深度强化学习的运动控制技术，让机器人不但知道自己要“去哪”，更知道“该怎么去”。

据团队介绍，4D语义地图可以使机器人模仿人类大脑去理解环境，为实现更高层次的智能化操作提供信息支持，堪称“保姆级”地图。如同教小孩学走路一样，团队成员通过基于深度强化学习的运动控制技术，让机器人不断尝试不同的动作。“做得好，就给它奖励，做得不好就不给，直到找到最好的方法，最终自己学会怎么在核电站里移动或工作。”

此外，团队还通过基于数字孪生的信息化监督调度和抗辐射加固这一核心技术，构建了核电站的数字化模型，实现对设备状态的实时监控和故障预测。

从概念设计到原型机测试，项目团队终于在赛场上迎来了自己的“高光时刻”。这一设计不仅受到了大赛评委的高度评价，也坚定了大家继续推进项目的信心，希望为核电站智能化巡检提供新的解决方案。

据介绍，多年来，项目成员所在的机械电子实验室无人系统团队，持续深耕移动机器人领域，围绕相关技术，迄今已申请并获授权发明专利8项、发表高水平学术论文5篇，并取得多项软件著作权。