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想象一下一群装有智能探测器的自动三英尺滚动机器人,以支持核保障措施并核实军备控制协议,中国机器人网,vrovro.com
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想象一下一群装有智能探测器的自动三英尺滚动机器人,以支持核保障措施并核实军备控制协议
2020年10月10日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

这种由美国能源部(DOE)的普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)和普林斯顿大学开发的机器人的原型,最近展示了识别核辐射源的能力以及是否被屏蔽以避免探测的能力。


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PPPL测试中从放射性元素中检测中子的工作由美国国务院资助了一个为期两年的项目,该项目也为美国能源部的核查技术联盟做出了贡献。


远程控制的原型为进一步开发移动和完全自主的集群奠定了基础中国机器人网vrovro.com。普林斯顿大学天体物理科学教授,该项目的主要研究人员PPPL物理学家罗布·戈德斯顿说:“该演示完全证实了该机器人探测中子源并提供了精美数据的能力。”


“一切都很棒,很有前途”


普林斯顿大学工程学教授,普林斯顿科学与全球安全计划的共同主任,共同主要研究者亚历克斯·格拉泽(Alex Glaser)同样具有启发性。他说:“我们所看到的一切看起来都很棒,而且很有希望。” “ PPPL为该项目提供了大力支持。”


现在已校准的“检查机器人”由一个聚乙烯塑料圆筒组成,该圆筒包含三个相距120度的中子计数器,并安装在带有专用轮的机器人上,该专用轮使其能够沿任何方向移动。


由戈德斯顿和普林斯顿大学前博士后研究员莫里茨·库特(MoritzKütt)设计的探测器不仅对被探测的中子的能量和中子的方向都具有很高的灵敏度。低能量可能表示屏蔽。


机器人全面发展后,可能会成为大量设备的一部分,这些设备可以在不同类型的设施中执行检查任务。拟议的申请可能包括:


保障气体离心浓缩厂,浓缩铀以向核电站供能的设施。这样的植物通过离心机喂入气态铀,然后将其提纯,以便随后转化为粉末并插入燃料棒中。Inspector bot可以用来检测未申报的高浓缩铀是否从一部分工厂转移到该未申报的用途中提取;


机器人可以进一步检测将低浓铀而不是天然铀引入经过稍微修改的浓缩厂中,以生产武器级铀。


这些部队还可以通过诸如检查装有核弹头的储存设施以准备拆除的任务,为未来的裁军条约做出贡献。机器人可以检测弹头是否确实存在,以及宣称的武器数量是否正确。它们也可以用来确定已宣布的无核军事设施不包含核材料。


具有开发人员和PPPL健康物理小组成员的中子探测器机器人。左起:凯茜·萨维尔(Cathy Saville);苏珊·蒂尔(Susan Thiel);亚历克斯·格拉瑟 达伦·汤普森(Darren Thompson);普林斯顿大学研究生Soha Aslam;罗伯特·希奇纳 罗布·戈德斯顿;乔治·阿西奥内;安迪·卡尔佩 帕蒂·布鲁诺。


戈德斯顿说:“我非常感谢帮助校准机器人的健康物理团队的专业精神和支持。我们也对安迪·卡尔佩(Andy Carpe)表示感谢,他为我们克服了各种障碍。” 

 

开发的下一步包括设计用于指导机器人的机器学习软件,以及使机器人能够在检查过程中相互通信的技术。在人工智能(AI)系统,由主要研究者娜奥米·伦纳德,机械和航空航天工程的埃德温·S. Wilsey教授在普林斯顿,导致采用所谓的多臂老虎机方法,统计命名为从获得的最好成绩系统一系列的老虎机。寻找未申报活动的关键挑战是在继续探索还是停止利用可能表明行为异常的小信号之间做出明智的选择。


该项目的想法可以追溯到2014年,当时Goldston和研究生Mark Walker听说了另一个实验室,该实验室安装了一个装有中子探测器的天花板,当载有铀气体的卡车经过浓缩时,这些探测器全部消失了。这引发了关于机器人检测系统的讨论。“我说,'机器人呢?'”戈德斯顿回忆道,马克说:“机器人呢,听起来很疯狂!”


但是,在与国际原子能机构(IAEA)的检查员和工厂运营商进行讨论的过程中,戈德斯顿(Goldston)受到鼓励探索这种选择。格拉瑟(Glaser)向美国国务院提交了一项提案,其中有PPPL的分包合同,以构造和校准单个检查机器人,这是该团队所实现的。


高速档


去年夏天,该项目发展迅速。哈利·费特奇(Harry Fetsch)是哈弗·穆德学院(Harvey Mudd College)物理专业的学生,??该实验室是PPPL的科学本科实验室实习(SULI),他运行了数千台计算机来模拟检测系统。格拉瑟说:“这些模拟为我们进行的实验设计提供了依据。”


Goldston现在计划访问DOE的Savannah River Site核燃料制造工厂,以探索在浓缩工厂的产出得以通过的设施中对检查机器人进行测试的可能性。他谈到用于加热铀并将其输送到制造厂的设备时说:“我们想看看我们是否能够测量从高压釜中出来的中子。”


戈德斯顿说,随着进一步的发展,该项目可以证明“简单而强大的自主,移动,定向和光谱敏感的中子探测器可以提供一种具有成本效益的手段来提供有效而有效的验证。”


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