РАО как вызов

Сергей, давайте начнем с самого интересного — вашей разработки антропоморфного робота, способного производить манипуляции с радиационными отходами. Что он собой представляет?

Это человекоподобный робот, у него есть две руки и туловище. Оператор надевает копирующий костюм, и робот полностью воспроизводит движения оператора. В голове робота — видеокамеры, так что оператор «видит» все происходящее бинокулярным зрением. В тело робота встроены гидравлические узлы, позволяющие ему наклоняться и вращаться.

Это реализованный проект, который вы представляли на конкурсе «Инновационный лидер атомной отрасли» в 2014 году?

Да, это так. К сожалению, очень много времени ушло на согласование, разработку и тестирование — около пяти лет в общей сложности. Современные технологии проектирования и макетирования подобных систем позволяют существенно сократить цикл разработки. Для сравнения: промышленный образец на базе всех имеющихся данных был сделан ­месяцев за семь.

Сколько таких роботов у вас сейчас?

Два. Первый, экспериментальный образец ребята почему-то назвали Алексеем, хотя мне больше нравится «Мобильный роботизированный манипулятор антропоморфного типа». Второй — опытно-промышленный образец — мы почти автоматически назвали Софьей. Оба робота тестируются на площадке ФГУП «РосРАО» в Сосновом Бору. Если эксплуатация покажет оптимальность результатов доработок, то в ближайшие годы появится не менее 20 таких машин.

Роботизированных технологий по обращению с РАО сейчас много. В чем уникальность вашей?

Технологий действительно много, но, как ни странно, антропоморфных роботов до нас никто не предлагал, хотя это самое интуитивно понятное решение. Например, управление телеманипулятором в «горячей» камере — это сложная процедура, нужно потратить много времени для обучения оператора. А период адаптации к нашему роботу у сотрудников занимает три-четыре часа — и после этого оператор уже уверенно производит сортировку, разбор РАО или вскрытие упаковок. Я считаю, что это хорошее решение для уникальных операций по извлечению радиоактивных отходов в недетерминированых условиях.

Кроме того, человекоподобные роботы — это понятно, это знакомо всем нам из фильмов и книг. Мы заметили любопытный психологический феномен: уровень принятия этой технологии у сотрудников очень высокий, и со временем взаимодействие с роботом выходит на межличностный уровень. Люди постепенно начинают воспринимать робота не просто как машину, а как часть команды. Если бы это был обычный манипулятор — отношение было бы другое. А с человекообразным роботом людям интересно работать, они хотят этому учиться, задерживаются на рабочих местах, если нужно.

Значит, это очень сложная технология, которой очень просто управлять?

Да. Но есть обратная сторона: роботов сложно программировать. Например, современные промышленные роботы имеют шесть степеней свободы. А у Алексея и Софьи их 53−54 — то есть эти машины на несколько порядков сложнее с точки зрения автоматизации. Для обращения с ними требуются особые знания и подходы. Соответственно, выше требования к персоналу, обслуживающему подобные системы. То есть сложно не работать с роботом, а поднять уровень знаний, позволяющий обслуживать и проектировать такие системы.

Когда речь заходит о роботах, неизбежно возникает вопрос: что будет с людьми, которых они заменят? Вы не сталкивались с проявлениями луддизма, отрицанием передовых технологий?

Я с луддизмом не сталкивался. Людям придется переучиться, освоить более сложную технологию, но большинство работников воспринимают это нормально: их труд становится более высококвалифицированным, более перспективным и конкурентным, а значит, более высокооплачиваемым. Люди же не враги себе: они видят перспективы, которые открывают новые технологии. Это существенное — в десятки раз — повышение производительности труда, сокращение времени выполнения работ. Кроме того, людям становится комфортнее работать. Потому что прямое взаимодействие человека с радиоактивными отходами — это всегда стресс. А мы этот стресс снимаем.

Как будет совершенствоваться ваш робот дальше?

Мы хотим, чтобы робот самостоятельно принимал решения — без участия человека. Это ускорит и усовершенствует его работу. Однако для этого нужно предоставить роботу максимально полную информацию об объекте. Ну вот, представьте, что мой телефон — это радиоактивные отходы. Чтобы понять, чтó это за объект, роботу нужно несоразмерно больше информации, чем человеку — 100−150 тыс. данных.

Человек априори обладает исходными данными, а роботу необходимо многое узнать о форме, структуре, морфологии, чтобы создать трехмерную карту объекта. Впоследствии всю эту информацию придется собирать, хранить, анализировать и паспортизировать, чтобы обучать нейросети. Это сложная, но интересная задача.

Чем еще, кроме роботов, занимается ваша команда?

Роботы — это действительно только одно из трех направлений наших разработок.

Второй фокус наших исследований — это обращение с «неудобными» отходами, плохо поддающимися переработке, — графитовыми и другими. Например, совместно с японскими коллегами мы создали проект очистки жидких РАО. Он построен на давно известных технологиях изотопного обмена и водной дистилляции. Комбинация двух этих технологий позволила нам существенно увеличить производительность, снизить стоимость обращения с отходами, повысить концентрацию отходов.

Третье направление — поиск и контроль скрытых загрязнителей. Полтора года назад мы создали проект по этой теме, тоже для японцев. Это детекторы для поиска осколков отработавшего топлива во внутриреакторном пространстве АЭС «Фукусима‑1». Мы создали систему поиска и построения модели поверхности, загрязненной альфа-нуклидами. Она позволяет увидеть распределение альфа-загрязнителей на глубину до 15 см, начиная с 2 мг на килограмм. Мы считаем, что именно детектирующие системы, которые способны воспроизводить объемные поверхности, позволят нам автоматизировать и роботизировать операции по очистке бетонных конструкций, оборудования, поиск скрытых загрязнителей. Потому что именно поиск и контроль скрытых загрязнителей — один из главных аспектов при снятии материала с радиационного контроля и его передаче в гражданский оборот.

Есть ли позитивные примеры вовлечения использованных материалов в гражданскую область?

Это очень сложный момент. К сожалению, практика показывает, что в основном рециклируются металлы внутри атомной отрасли. Позитивных примеров внешнего использования мало. Например, в одном из японских городов корпуса центрифуг используются в качестве городских клумб.

Современные технологии позволяют освобождать из-под контроля больше материалов, и это формирует новый вызов: необходимо активнее взаимодействовать с общественностью, разъяснять безопасность их дальнейшего использования. Это мировая проблема.

Как обращение с РАО будет выглядеть в ближайшем будущем?

Будущее предсказывать я не берусь. Но у нашей команды есть сложившееся видение: мы хотим сделать обращение с РАО полностью безлюдным, то есть вся технологическая цепочка должна проходить без участия человека. Нuman free концепция — это общемировой тренд, страны-лидеры диктуют моду на такие ­технологии.

Кстати, о лидерах. Кто сейчас первый в этом направлении — Япония?

Нет, на первом месте, по моему мнению, — Британия. Там в это направление вкладываются огромные деньги, и британцы, конечно, далеко ушли. Например, мы пока находимся в плоскости разработки технических решений для безлюдного производства, проработки алгоритмов и других технологических нюансов, вплоть до расчетов оптимальных для работы порций РАО. А британские коллеги уже имеют проработанные автономные решения и перешли к стадии демонстрации безопасности своих разработок и получения необходимых разрешений от регулирующих органов.

Много интересного есть и у японцев. Например, после аварии на АЭС «Фукусима‑1» поверх реакторного блока образовались завалы металлических конструкций. И японские коллеги разработали программное обеспечение, моделирующее «поведение» этих завалов в динамике, пересчитывающее положение конструкций в процессе извлечения или резки и дающее рекомендации оператору по отсеканию следующего фрагмента. Все это позволило обеспечить быстрое и четкое выполнение работ. Ни один фрагмент или осколок не упал с блока, даже в ветреную погоду, потому что модель высчитывала поведение 100-метрового крана при сильном ветре. Это очень круто.

Но, правда, и нам есть чем гордиться: наработки наши и других команд Росатома также используются на «Фукусиме‑1». Надеюсь, доля российских технологий там будет увеличиваться. Не так давно мы встречались с японской делегацией и заметили демонстрационный ролик с нашим антропоморфным роботом у японских коллег на рабочих столах компьютеров.

Как строится международное сотрудничество по вопросам обращения с РАО? Делитесь опытом с коллегами?

В мировом сообществе сложилась пограничная ситуация. С одной стороны, есть потребность в обсуждении общих задач и решений. Мы взаимодействуем с зарубежными коллегами через международные рабочие группы при Агентстве по ядерной энергии при ОЭСР. С другой стороны, все понимают, что в будущем это — гигантский бизнес и очень большие деньги. Поэтому информацию о новых разработках часто скрывают, особенно в области робототехники и автономизации выполнения работ, и разные страны подходят к этому вопросу по-разному. Китай, например, в основном молчит, Великобритания тоже очень неохотно что-то показывает. Это похоже на игру в покер: ты немного приоткрываешься, чтобы понять, правильно ли ты движешься, — и смотришь на реакцию.

В нашей области технологии меняются очень быстро. Это как со смартфонами: каждые несколько месяцев выходит новая модель, умеющая больше, чем предыдущая. В связи с этим, конечно, нам надо меняться, надо научиться делать пилотные проекты быстро: от момента идеи к первым тестам нужно приходить хотя бы за год, что сейчас достаточно сложно.

Если все так стремительно развивается, почему мы не видим повсеместного внедрения этих технологий?

Технологии меняются быстро, люди — нет. Существует большая проблема разрешительной документации: во многих странах (в нашей в том числе) нет регламентов для работы с такими системами. В этом смысле отличной площадкой стала «Фукусима‑1»: в таких аварийных ситуациях возможно отступление от регламентов, и «Фукусима‑1» послужила полигоном для испытаний разработок со всего мира. Все ученые и разработчики, работающие на этой площадке, получают ценнейший практический опыт, учатся, иногда — на своих ошибках. Со времени аварии японцы наработали и протестировали огромный портфель технологий и сейчас начинают понемногу «закрываться».

В общем, развитие технологий обращения с РАО лежит не только в технологической плоскости. Зарождается новая культура работы с такими материалами, и выстроить ее — масштабный вызов для нашего поколения.