Роботы для термоядерных реакторов: новые технологии

Исследователи из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук разработали передовые роботизированные технологии для сборки и обслуживания будущих термоядерных реакторов. Эта работа решает критически важную задачу управления тяжелыми роботизированными манипуляторами с высокой точностью в сложных и опасных условиях.

Разработан новый роботизированный шарнир для сверхмощной робототехники. Исключив солнечную шестерню из традиционного планетарного редуктора, исследователи получили дополнительное пространство для силовых и управляющих кабелей, не нарушая компактности конструкции. Трехступенчатый механизм трансмиссии шарнира обеспечивает сверхвысокое передаточное отношение 13 806:1, выдавая крутящий момент до 139 кНм при минимальном люфте в 4,86 угловой минуты. Испытания подтвердили прочность, точность и надежность механизма, что делает его идеальным для работы с массивными компонентами внутри реактора.

Для решения задачи точной сборки типа «ключ в замок» в условиях радиации, с опорой на координацию движений человеческой руки и глаз, команда разработала метод на основе глубокого обучения с подкреплением. Он интегрирует сигналы с 2D-камеры и датчика силы/момента. Предложенная система достигла точности ниже 0,1 мм даже без использования продвинутого 3D-зрения.

В области восприятия окружающей среды исследователи представили TCIPS — модель на основе архитектуры Transformer, которая сегментирует данные 3D-облака точек на базовые геометрические примитивы, такие как плоскости, сферы и цилиндры. За счет улавливания пространственных взаимосвязей на больших расстояниях и улучшения обнаружения границ, TCIPS повышает точность навигации робота в условиях загроможденных помещений реактора.

В совокупности эти инновации представляют собой значительный шаг к созданию интеллектуальных, сверхмощных роботизированных систем, способных выполнять сложные и рискованные задачи по техническому обслуживанию на будущих термоядерных электростанциях.