在经历了东日本大地震和福岛第一核电站事故的双重灾害之后，日本政府于2018年在福岛县浜通地区推进一项旨在构建新产业基础的国家项目——“福岛创新海岸构想”。项目涉及“机器人、无人机”、“航空宇宙”等领域。

2020年3月，作为电动垂直起降飞行器（Electric Vertical Takeoff and Landing aircraft，简称eVTOL）研发基地的福岛机器人试验场（以下简称 “RTF”）全面启动。RTF秉承“通过普及使用机器人，实现安全富足的社会”这一基本理念，以陆海空领域机器人为主要试验对象，再现机器人实际使用环境，不但可以进行机器人研究开发、验证试验、性能评估和操作训练等工作，而且是全球少有的综合应对灾害训练的研究开发基地。此外，RTF是公立机构，占地面积较大，可以出借。

同时，RTF被日本官民协议会确定为《空中产业革命性规划——2020年无人机解决我国社会性课题》和《空中交通革命的发展蓝图》等政策实施的试验基地，致力于试验环境的完善和促进机器人技术落地相关制度的完善。
 

RTF位于福岛县太平洋岸浜通地区的南相马市和浪江町，主要包含21个区域。其中，“无人飞机区域”、“水下及水上机器人区域”、“公共基础设施检查和灾害应对区域”及“开发基础区域”位于南相马市，跑道和机库均位于浪江町。关于区域面积，南相马市为东西1000m×南北500m，浪江町为东西500m×南北100m。
 

图 1福岛机器人试验场全景

无人机区域：1南相马跑道；2跑道附属机库；3直升机场；4浪江跑道；5跑道附属机库；6通讯塔/广域飞行区；7有缓冲网的机场；8风洞楼；9连续运行耐久性试验楼。

水下及水上机器人区域：1水没市区街道区域；2室内水槽试验楼。

公共基础设施检查和灾害应对区域：1试验用桥梁；2试验用隧道；3试验用成套设备；4市区街道区域；5瓦砾土砂崩落区域。

无人机区域

无人机区域有日本最大的针对无人机的飞行空域、跑道、带缓冲网的机场，配备从基本飞行到避免碰撞、意外着陆、坠落、长距离飞行等多种试验环境，目的是推进无人机的实用化。

图 2无人飞机区域

水下及水上机器人区域

这是日本国内唯一为机器人进行水下基础设施检查和灾害应对验证试验而设置的试验场。可重现水坝、河流、淹没城市、港口等自然或城市环境。

图 3水下及水上机器人区域

公共基础设施检查和灾害应对区域

公共基础设施检查和灾害应对区域是日本唯一一个为机器人进行公共基础设施检查和灾害应对的验证试验而设置的试验场。在隧道、桥梁、工厂、市区、道路等建筑物中，几乎可以再现所有设想的灾害环境和老化状况。

试验用桥梁和隧道主要是通过重现老化壁面的裂纹、凸起等并将测试块埋入其中进行测试，目的是开发进行公共基础设施检查相关的机器人。
 

图 4公共基础设施检查和灾害应对区域

基础开发区域

该区域配备有福岛机器人室内试验场馆，不仅负责试验的准备、加工、测算，还可以通过进行风、雨、防水、防尘、雾、水压、温湿度、振动和无线电波的测量，来评估机器人的性能。此外，还可以当做研究人员的活动据点、大型会议室，也可以举办展览会。

作为RTF主楼的研究楼共有22间外租研究室，截至2021年7月，共计21个机构入驻。入驻机构主要进行无人机、电动垂直起降（eVTOL）飞行器、自动驾驶等研究，该研究楼已成为相关项目的孵化基地。同时，该研究楼也配备有可供召开研讨会的报告厅和会议室。

图 5基础开发区域

此外，与福岛机器人试验场同时成立的还有福岛县高新广场南相马技术支援中心，该中心可以提供设备支持、机器人技术咨询和开发支援等服务。

图6降雨、漏雨试验装置

图7粉尘实验装置

图 8振动试验机

图 9电波暗室

世界机器人论坛（World Robot Summit2020，简称WRS 2020）试验项目

WRS 2020是由日本经济产业省和新能源产业的技术综合开发机构（NEDO）主办的国际性大会，原计划2020年在爱知国际展览馆和RTF召开，后因疫情延期至2021年召开。

论坛计划在RTF展开的竞技内容包含了解决成套装置灾害预防和隧道灾害预防等难题。具体包括：“成套装置灾害预防挑战”、“隧道灾害应对及恢复挑战”及“灾害应对标准性评估挑战”三个项目。2020年秋季，实验人员在试验用成套装置上进行了验证试验，为2021年大会做足准备。
 

图10 WRS 2020试验场景

无人机的测试使用案例

目前，无人机主要应用于空中摄影领域，针对其他用途进行试验的案例还较少。以下为几个具体的使用事例：

1.桥梁检查的实证试验

在本次试验中，配备摄像头的无人机不断改变接近距离和拍摄角度，对安装在试验桥上、下部结构中的裂纹进行拍摄。在相邻的简易测量室中，试验人员使用正射影像生成桥梁的三维模型，以此进行裂缝分析。该试验的目的是检测无人机的辅助测量性能。

图 11桥梁检查试验

图12 桥梁的三维模型和裂缝分析

2.无人机灭火验证案例

在无人机机场进行试验，具体流程为：无人机搭载灭火球，将灭火球自10m高度投入模拟火灾模型中，检测其灭火性能。

图13灭火试验

3.电动垂直起降飞行器（eVTOL）的验证案例

利乐航空有限公司开展了对单人eVTOL的飞行试验。在室内试验场及带防撞网的飞行场中共开展了44次飞行，进行针对外部干扰的机体应答性能测试、自动飞行系统动作测试。测试过程中，试验人员确认了飞行器对外界干扰的响应性能以及自动飞行系统的运行情况。试验人员根据测试获得的数据，进一步努力提高飞行性能和安全性。

4.无人机应急响应降落伞的验证试验

测试无人机是否可以通过操作降落伞来应对紧急情况。从35m、40m和50m三个位置，利用弹簧从专门设计的降落伞储存容器中弹出降落伞。弹出的降落伞向左、向右操作，同时控制滑翔至安全着陆区。

图表14降落伞试验

水下机器人的使用案例

试验人员提前确认机器人是否可以对混凝土坝体进行检查和验证，然后将室内水槽试验楼中的大水槽侧面视为水坝侧壁，展开了水下机器人的性能评估（动作测试、测量精度评估）。

图15 水下机器人的性能评估

作为福岛振兴的引擎，RTF不仅仅是简单的试验场，更是被赋予成为各领域机器人实际应用及产业积累的全国性中心这一重要使命。

制定使用指南和标准

2019年福岛政府组织实施“RTF开展无人机的性能评估及公共安全认证”的相关调查，制定了利用无人机进行成套装置检查、监控等的安全使用指南（使用手册、检查表、培训手册），并于官网公布。

此外，2020年日本经济产业省发布了《国际标准化发展纲要》，制定为期三年的计划（截止2022年）。日本规格协会受托进行JIS开展无人机业务的国际标准化调研，开发制定无人机业务企业应具备的品质标准，以期在国内普及无人机使用业务。

与相关机构、团体之间的合作

为了推动与各领域机器人的研发方及使用方的交流合作、促进产业发展，RTF积极与国内外机器人、无人机相关的各种团体机构签订合作协议。福岛县及RTF签订的主要合作协议如下所示：

■合作方：日本新能源产业的技术综合开发机构（NEDO）

主要合作内容：机器人、无人机的实证等

■合作方：日本产业用无人航空器工业会（JUAV）、日本无人机产业振兴协会（JUIDA）、日本无人机运行管理国际财团（JUTM）

主要合作内容：超视距飞行无人机合作协议

■合作方：东京大学工学系研究科

主要合作内容：开展Sky Frontier社会合作课程，利用RTF进行的无人机的普及讲座

■合作方：东北大学Tough Cyber-Physical AI研究中心

主要合作内容：Tough Cyber-Physical AI研究相关合作和人才培养等

■合作方：三重县

主要合作内容：eVTOL飞行器的相关合作等

■合作方：日本大学工学部

主要合作内容：关于延长社会公共基础设施使用寿命的研究和人才培养等

■合作方：圣保罗岛阿留申人社区

主要合作内容：探讨无人机测试相关事宜合作机会

■合作方：福岛工业高等专科学校

主要合作内容：社会基础设施维护相关研究和人才培养等

■合作方：日本总务省消防厅

主要合作内容：推进开发“无人机、机器人消防队”

■合作方：大分县产业科学技术中心、情报通信研究机构（NICT）网络研究所

主要合作内容：促进实现“空中产业革命”，以无人机技术解决社会课题

■合作方：饭田产业株式会社、南信州公益财团

主要合作内容：下一代空中交通产业开发合作协议

■合作方：印度无人机联合会

主要合作内容：探讨无人机领域相关事宜合作机会

国际教育研究基地

2020年6月8日，福岛浜通地区国际教育研究中心公布了《国际教育研究中心相关问题最终汇总》，计划2024年正式开始运营。其中针对RTF，报告中指出“在无人机、eVTOL飞行器等的认证制度、安全评估等方面，为努力成为全国中心，成立国际教育研究中心，大力推进福岛创新海岸构想”。

日本福岛在灾后大力发展机器人产业，不仅推动了地区经济和产业升级，更是提升了福岛县的国际影响力。日本正在努力构建网络空间（虚拟空间）和物理空间（现实空间）高度融合的以人为本的社会，RTF作为世界上独一无二的专业领域机器人的应用验证机构，并将继续发挥推动福岛重建、社会振兴的引擎作用。