匹茲堡——一臺笨重的四輪機器人閒置地站立在卡內基梅隆大學的研究機構大廳裡，它被鋼材包裹，並裝滿了軟管和攝像頭。一個機械爪從一個大型吊臂的末端伸出。這個名為“工作馬”的裝置是為完全不同的環境而設計的：一個包含失效核反應堆的黑暗、受輻射汙染的建築內部。它從未被用於其預定的用途，但它反映了美國最嚴重的商業核電站事故發生後，機器人技術爆發的創造力。
“工作馬”是20世紀80年代卡內基梅隆大學一個團隊建造的三個機器人中的最後一個，旨在幫助收集資訊並清除位於賓夕法尼亞州米德爾頓附近三里島（TMI）核電站一個部分熔燬的反應堆的碎片，該事故發生在30年前的1979年3月28日。由機器人教授威廉·惠特克領導的學生們建造了這些機器，其中一臺在事故發生後傳輸了反應堆受汙染地下室的第一批景象。
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“這是它正在切割混凝土樓梯井的地方，”惠特克說，他被稱為“紅”（一個童年時期因他曾經的紅髮而得來的暱稱），他指著卡內基梅隆大學國家機器人工程中心“工作馬”的照片。“它具有切割它所需的自給自足的動力、控制、剛性和強度。”
1979年的事故導致放射性氣體釋放到大氣中，並引發了人們對核災難即將發生的擔憂。儘管沒有人立即受傷——哥倫比亞大學梅爾曼公共衛生學院和國家奧杜邦學會的科學家在1990年發現，沒有確鑿的證據表明該事故導致癌症發病率上升，證實了賓夕法尼亞州衛生部早期的發現——包括一個非營利性公民團體在內的批評人士表示，居住在反應堆附近的人們遭受了不利的身體和心理影響。該事件——以及1986年蘇聯的切爾諾貝利災難——激化了美國公眾反對核能的輿論。它也促使該行業進行了全面的安全改革，該行業最近才出現復甦，部分原因是人們越來越關注煤炭和其他能源產生的溫室氣體排放導致氣候變化的問題。
三里島2號反應堆的事故始於其非核二級系統中的冷卻泵發生故障。然後，核一級系統中的一個壓力閥卡住開啟，導致大量反應堆冷卻劑洩漏。更糟糕的是，工廠操作員最初未能意識到發生了什麼。據美國核管理委員會（NRC）和前核管理委員會官員威廉·特拉弗斯稱，容納核燃料顆粒的金屬管破裂，一些顆粒開始熔化。
據前核管理委員會三里島2號清理專案辦公室主任特拉弗斯稱，該核電站已關閉，幾年後才開始全面清理，部分原因是專家必須評估放射性汙染的程度和位置。“實際上，在事故發生後幾年，人們才真正知道它受損的程度，”特拉弗斯說，他現在正在為阿拉伯聯合大公國政府工作，制定在那裡啟動核能計劃的初步計劃。
水從反應堆的一級系統洩漏並淹沒了地下室，與放射性物質和一些來自薩斯奎哈納河的水混合在一起。水深約六英尺（兩米），以及大量的放射性物質後來被移除，但它在建築厚實的鋼筋混凝土牆周圍留下了惠特克和其他人所描述的“浴缸環”狀汙染。
多年來，人們對反應堆地下室（被認為是建築物中汙染最嚴重的部分）潛伏著什麼知之甚少。工人們於1980年7月進入反應堆建築物，但地下室直到幾年後才被探索。
“有很多未解之謎，”被認為是世界上最受尊敬的機器人建造者之一的惠特克說。“發生了什麼損害？受汙染的物質的積累情況如何？汙泥中的物種是什麼——同位素物種？濃度是多少？你能做些什麼？”
被聘請執行清理工作的建築和專案管理公司柏克德公司（Bechtel Corp.）尋求了惠特克的幫助。他召集了一支學生團隊，他們在接下來的六個月裡拼命工作，製造了第一臺機器人，即漫遊者（Rover），它於1984年4月被送往三里島。這臺六輪機器攜帶了燈光、攝像頭和一個可以展開和收回帶狀繫繩的裝置，該繫繩為機器人供電並將影片影像傳達給操作員。柏克德公司的工程師後來對機器人進行了修改，並附加了一個帶有指示器的輻射探測器，可以透過攝像頭觀察到。
“整個目的是進入反應堆建築物的下部，”M2T Technologies（一家廢水系統公司）的現任助理專案經理，也是前柏克德公司工程師，負責清理中使用裝置的戴維·吉弗（David Giefer）說。“人無法進入。那是漫遊者的工作。”
漫遊者透過反應堆建築物其中一層樓板上的艙口被降到地下室，操作員在控制室觀看監視器，駕駛它穿過泥漿、水和碎屑，拍攝了反應堆地下室的最初事故後圖像。漫遊者使用了幾年，在此期間它安裝了各種用螺栓固定的工具，使其能夠擦洗表面、舀取樣品和吸塵汙泥等任務。“它的表現非常出色，”吉弗說。
第二版漫遊者攜帶了一個岩心取樣器——一個能夠從反應堆牆壁上提取圓形塊的自動化鑽頭柱。工程師將岩心取樣器安裝在最初的漫遊者上，因為該機器人已經被汙染。“我們不需要更多受汙染的裝置，”吉弗說。該工具使科學家能夠確定滲透到牆壁中的輻射的強度和深度。
然後是“工作馬”，一個更復雜的機器人，它具有系統冗餘——成對安裝的部件，因此機器可以在其中一個部件發生故障時繼續執行。它的吊臂可以延伸到很高的位置，並且內部加壓以排出可能的汙染物。它旨在執行清理任務，從動力清洗表面到拆除建築物。
但事實證明，“工作馬”是不切實際的。“他們要求一把瑞士軍刀，我們給他們製造了一把類固醇瑞士軍刀，”卡內基梅隆大學機器人研究所的機器人技術研究教授約翰·巴雷斯（John Bares）說，他曾以學生的身份參與該專案。前柏克德公司工程師吉弗說，“工作馬”從未被使用過，因為它“過於複雜”，“清理和修理它會是一場噩夢。”
到1990年，大部分清理工作已由人類和各種機器人完成，反應堆堆芯的碎片被運往愛達荷州國家實驗室進行儲存。當時由通用公用事業公司擁有的該工廠的管理者和聯邦安全官員決定，允許剩餘的汙染自然衰減比繼續清除它在資金和工人健康方面成本更低。
今天，由俄亥俄州阿克倫市的第一能源公司擁有的受損的2號反應堆仍然永久關閉，儘管未受損的1號機組於1985年重新啟動並繼續執行。正在執行的反應堆的執行許可證將於2014年到期，其當前所有者Exelon Corp.已申請將許可證續期20年。
其他機器人也被用於三里島的清理工作，但惠特克的團隊製造的機器人是第一個在反應堆建築物內部使用的。“這些機器的最大特點是它們是可移動的”，而當時機器人通常是固定在固定位置（例如工廠車間）執行的，另一位前柏克德公司工程師邁克爾·帕維萊克二世（Michael Pavelek II）說，他負責機器人的操作，現在是賓夕法尼亞州黎巴嫩市的黎巴嫩垃圾管理局的執行董事。“你不能安全地把人放在那裡。那是這些裝置的巨大優勢。”
很快，機器人工作將被永久儲存。為了配合事故發生30週年，位於哈里斯堡的賓夕法尼亞州立博物館（距離該工廠東南約13英里（20公里））計劃開設一個展覽，展出漫遊者的一個版本以及在三里島清理工作中使用的其他物品。