机器人消杀员 让壁画“活”起来

幽暗的仿真墓室中，两辆平台车依次穿过狭长的甬道，完成拼接后，组成了一个搭载着机械臂和高能电子束辐照灭菌装置的壁画消杀机器人。这位“消杀员”面对壁画挥动起机械臂，像擦玻璃一样，自上而下、有条不紊地工作起来，让隐身于壁画上的有害微生物无处遁形，为古老的壁画注入了新的活力。

苛刻的作业条件

墓葬壁画，承载着丰富的文化意义，不仅是人类艺术的瑰宝，也是历史的见证者。然而，保护这些珍贵的壁画面临着巨大的挑战：封闭的地下环境、高湿度、暗淡的光线，加之壁画本身历经岁月侵蚀，材质脆弱……

墓葬壁画如同百岁老人，想要用机器人对它们进行消杀，必须克服重重困难：墓室甬道狭小，意味着机器人要足够“瘦”，才能顺利进入“办公地点”；墓室地面凹凸不平，意味着机器人的“腿脚”——轮系，要足够强壮，才能减少在颠簸地面行进时的振动；此外，机器人还需要有惊人的“臂力”，才能搭载机械臂以及75公斤的载荷。

墓葬壁画——唐狩猎出行壁画

那么，是什么样的机器人才能胜任呢？

双车合璧

科研人员为了让机器人顺利通过墓室甬道，经过机械建模、力学分析，最终选定了麦克纳姆轮双车拼接方案：每辆平台车尺寸小于1米，配备4个轮组，能够独立全向移动；两车分别通过甬道后，在墓室内“合体”，形成一个移动平台。麦克纳姆轮的特殊设计，使机器人无需改变方向即可全方位移动，为在复杂环境下的作业提供了极大的灵活性。

麦克纳姆轮上装有许多与轮轴成一定角度的小滚轮，无需改变方向，就能实现车辆全方位移动

从太空到古墓壁画：

科技的跨界应用

古墓内部潮湿，壁画所在的侧壁和穹顶常被侵蚀得凹凸不平。这要求机器人的机械臂末端能实时在线修正姿态，以保障高能电子束的出射面与壁画覆盖面垂直，这样才能实现单次消杀的光束覆盖率最大化。同时，机械臂末端要与壁画保持一定的安全距离，以免高能电子束灼伤壁画。

为此，科研人员为杀菌装置配备了激光测距传感器和激光避障传感器——传感器能实时测定距离，感应到20毫米内有障碍物时，机器人会自动带动杀菌装置逐步后退至离障碍物20毫米以外。

值得一提的是，这项技术曾应用于太空探索，例如天舟货运飞船舱体切边、卫星铣（xǐ）面（详见《知识就是力量》2023年8月刊），现在又在墓葬壁画保护中发挥关键作用，展现了科技跨界应用的无限可能。

科技的跨界应用，让古老的文物焕发新生，为文化遗产的传承与保护开辟了新的道路。它让我们看到，科技不仅是推动社会进步的强大力量，更是连接过去与未来的桥梁，让人类文明的光辉得以在时间的长河中持续闪耀。

知识扩展

高能电子束：精准消杀

高能电子束具有一定的穿透能力，能够在不破坏壁画表面的情况下，深入微生物的细胞结构中，破坏其脱氧核糖核酸（DNA）、蛋白质等关键生物分子，从而实现高效灭菌。这对于那些藏于壁画表面或微小裂缝中的微生物尤其有效。

此外，与化学消毒剂不同，电子束辐射在消杀过程中不会留下任何化学残留物，避免了化学物质可能对壁画或环境造成的长期影响。

科研人员对墓室微生物进行消杀的同时，探索了电子束辐照对壁画材料的影响，开发了适合墓室壁画消杀的辐照工艺。并在敦煌研究院的模拟墓室开展了示范应用。该技术有望为文物灭菌提供了新方法。

（责任编辑 / 高琳 美术编辑 / 周游）