日本福岛第一核电站的危机让核反应堆的安全问题置于世界的目光之下。6月，美联社发布了为时一年调查的结果，揭示了美国四分之三核反应堆埋在地下的冷却水管道有放射性氚的泄漏，往往污染地下水源。

　　“在美国我们有104个反应堆，”麻省理工学院D' Arbeloff信息系统和技术实验室主任浅田教授说，“其中一半的使用年限超过30年，立即需要可行的方案，以确保这些反应堆的安全运行。”

　　他说，安全监测的主要挑战之一是确定在反应堆地下管道的腐蚀程度，而监测泄漏的方法十分有限。 

　　目前，电站使用间接的方法来监测埋在地下的管道：产生电压梯度确定管道涂料可能有腐蚀的区段，再用超声波扫描管道是否有裂缝。如果说到直接监测，就只能挖掘管道来检查，成本和时间都花费不起。

　　浅田教授和同事们正在试制一种机器人，能承受极端的辐射，潜入核反应堆的管道，直接检查腐蚀的迹象。该机器人比鸡蛋略小，乍一看就是个滑溜溜的金属球，没有螺旋桨，也没有舵，从外表猜不出它靠什么机制在水中穿越。 

　　浅田说，常见的自主式水下容器往往有外部推进器或螺旋桨，这样就容易卡在反应堆复杂的结构中，这里有传感器探头，还有管道和接头组成的网络。“一旦卡住，电站得停工才能排除。所以我们的设计必须绝对无故障。”

　　他们确定做成一个外表光滑的球体，推进力则来自于通过反应堆的水的力量。团队发明了特殊的阀门，能根据压力的微小变化转换液体的流向。机器人的球壳里面嵌入一个由三通阀构成的网络，这是使用3D打印机一层一层构建成型的。

　　如果确定了机器人在水中游泳的方向，就可以关闭对应的通道，阻断流经指定阀门的水流。这里的水压随之升高，直到推开阀门底部的窗口，以喷射流的形式冲出去，推动机器人向相反的方向前进。

　　机器人巡航管道系统时，内置的摄像机拍摄管道内部的图像。浅田原来的计划是先拍摄，事后再进行图像检查。现在，他和学生正在完善机器人的水下无线通信系统，借助激光光学将图像实时传输到距离达100米的地点。

　　团队还在研究一种模拟“眼球”的机制，让摄像头可以上下左右摇动。研究生伊恩·拉斯特描述这个概念类似于仓鼠球。“仓鼠蹬踏球的内壁来改变球的重心，让球朝某个方向滚动。”

　　为达到同样的效果，浅田机器人的体内安装了两轴的万向支架，能随意改变整体的重心。有了这些装置，固定在外壳上的摄像头可以上下摇摄，左右倾斜，而机器人仍保持平稳。浅田还设想将机器人做成供短期使用的抛弃型，能暴露于辐射中执行数次管道检查。

　　“该系统的简便性，对在恶劣环境下的部署非常有吸引力。”佐治亚理工大学机器人智能机械中心主任亨利克·克里斯滕森说。他认为该机器人不仅能用于监测核反应堆，还可能用于其他严酷、密闭的空间，如四通八达的城市污水管道。“需要部署成本和风险都有限的系统时，一个小身材的自主系统是不错的选择。” 

　　凌启渝