1　耐辐射技术

机器人系统需要在放射性环境中或是对放射性部件本身进行检查或操作，而机器人系统中包含有电子部件，可能会被γ辐射和放射材料释放的其他粒子所损害。除了离反应堆很近的距离范围外，γ辐射是能影响材料和电子线路的主要辐射来源。γ射线是对电子、电气和机器人部件最有影响的放射性粒子，需要提供足够的铅板，才能有效防护，但在很多情况下增加铅板会带来过多的额外重量，以60co为例，需要4cm厚的铅板，137Cs需要2cm厚的铅板屏蔽来削弱同样的辐射。对辐射固化的研究分析表明，电子器件的耐辐射性能与总剂量、剂量率都有关系。γ辐射的剂量率和总剂量在核电厂范围内变化很大，一些场合的辐射密度和剂量比较低，这些场合下可以使用常规部件（或集成电路），在其他场合下（如在反应堆压力容器内的操作），剂量率可能达到每小时几百个Sv，这时需要做一些特定的防护。

2　系统可靠性

核电站应急响应机器人系统通常工作在危险区域，由于这些系统失效很难维修，导致维修时间较长，所以需要确保系统的高可靠性。目前，远程控制机器人的先进技术在核工业领域应用比较慢，其中一个原因就是新技术缺乏相应的可靠性验证。系统的可靠性更多地取决于设计可靠性、远程通信和人机交互使用的可靠性。

从机器人控制系统可靠性设计的角度，JaeKwon　Kim等人将控制系统划分为三个层次的结构，从控制器、主控制器和监控单元。从控制器设计为冷备份的双处理器和双CAN通信机构，确保高可靠性，放置在最危险区域，用于现场信息反馈和执行机构动作。主控制器采用实时操作系统，放置在现场区域，和从控制器一同构成反馈控制闭环。主控制器通过以太网线将机器人状态信息传输到监控单元。监控单元放置在安全区域，向主控制器发送命令。为了实现可靠的远程系统，需要高可信的视频、可靠而且连续的通信。机器人依赖于操作人员的连续、低层次命令输入，而对通信故障的应对很有限。操作人员有可能会因此失去对车辆的控制，所以机器人需要配备看门狗系统，用于监控通信连接的状态。DavidJ．Bruemmer等人对远程操作任务中的人机动态交互和主从策略进行了分析，提出了新的混合控制结构，将人机交互分为4种模式，从基本的远程指令操作、机器人的局部自治到全自治行为，在不同的运行状况下可以采用不同的人机交互模式，这样就有可能实现在失去通信的情况下通过机器人的自主行为来恢复通信连接。

此外，操作人员必须和机器人控制器之间进行精确的三维的任务定量数据交互。远程操作控制的关键一点，就是操作人员能够准确、可靠的就后续操作进行必要的判断。通用方法是，操作人员应根据远程现场和机器人或机械手臂的模型，使用本地计算机进行远端现场的整体建模。一旦得到了足够的模型信息，就可以将预期指令传递给控制计算机进行演练。

即使不是对机器人进行实际操作，操作人员也可以操作远程系统的3D定量模型，这就使得操作人员可以尝试在非实时状态下进行动作演练，在确认预定操作安全有效后才将轨迹点和控制信号转递给远端现场。

目前已有多个国家进行了机器人远程交互仿真技术的研发。法国Laurent　Chodorge等人研发了CHAVIR 软件仿真工具，帮助核电站用户对人工操作进行模拟，该软件可以读入CAD实际模型，对剂量率进行评估，也可以执行纯机械模拟，模拟实际场景并确认位置可达性。Sandia国家实验室使用商用仿真工具及扩展模块，结合图形编程接口进行环境建模编程，将系统配置、环境需求和操作集成到系统窗口，完成交互过程的物理仿真。