8月11日，英国核聚变领域机器人和AI技术工程解决方案商—RAICo的负责人Kirsty Hewitson在《The Engineer》（英国历史最悠久且最具权威性的工程技术类期刊之一）撰文，系统性梳理了英国在机器人、核技术、核聚变遥操作等领域的积累，呼吁更多机构（政府、企业、高校等）参与到核聚变与机器人技术的融合中，整合资源加速机器人技术的发展，强化英国在核聚变领域的全球竞争力形象。
考虑到机器人是整个聚变装置遥操作系统的执行载体，本文将先介绍RAICo，随即扩展介绍核聚变遥操作系统的概念、功能及其典型应用。
一、英国RAICo介绍
RAICo，全称是Robotics and Artificial Intelligence Collaboration，是英国原子能管理局（UKAEA）、核退役管理局（NDA）、塞拉菲尔德有限公司（Sellafield，是英国最大的核电站）、曼彻斯特大学以及AWE核安全技术公司（AWE Nuclear Security Technologies）共同组建的协作组织。
RAICo致力于为退役工作（包括核工业领域）以及未来核聚变发电厂的运营和维护开发遥操作解决方案，当前正加速推动机器人技术与人工智能在核退役及核聚变工程中的应用。
二、核聚变遥操作系统（RH）
遥操作系统（Remote Handling，RH），是指操作者通过主从控制架构，实现远程操控机器人完成部件更换（如第一壁活化材料的拆卸与装配）、内窥检测（扫描真空室内壁损伤与沉积物）、放射性物质转运（将污染部件密封运至热室）等一系列任务。RH的核心目标是替代人工直接操作，保障人员安全并提升运维效率。
这是由于托卡马克装置在运行时，由于其内部面临的是一个强磁场、超高真空、高热负荷等复杂环境，多样的运行工况对面对等离子体部件（PFC）具有极大的挑战，容易造成部件的不同形式的损伤破坏。因此，需定期或不定期对其进行全面检查维护。
此外，核聚变反应后，所产生的高能中子对周围部件材料的辐照，使得材料活化，释放射线。具有γ射线辐射的环境，不允许人员直接进入，装置内部的巡查和维护，只能通过智能机械远程操作。
三、遥操作系统典型案例
1.ITER遥操作系统
作为目前全球在建的最大核聚变装置，ITER共设计有7套不同功能的遥操作系统，分别是：
- 屏蔽包层遥操作系统
- 偏滤器遥操作系统
- 窗口插件遥操作及部件运输车系统
- 内部巡视观测系统
- NBI遥操作系统
- 多功能重载机械臂遥操作系统
- 热室（Hot Cell）遥操作系统
2.JET遥操作系统
作为目前全球为数不多的实现氘氚聚变实验的装置，JET也是少数具有成熟遥操作设备的装置。
在1998年的停堆检修中，首次成功通过远程操作完成了真空室内MkIIa偏滤器模块的拆卸和MkII偏滤器模块的安装。21世纪初，JET项目成功开发了一套完整设计的多关节机械臂。2014年，JET遥操作团队成立了RACE（Remote Applications in Challenging Environments），即挑战环境下的遥操作应用研究团队，专门开发适用于极端环境的安全、 可靠且具成本效益的自动化维护解决方案。
3.CEA遥操作系统
法国CEA于2002年启动AIA（Articulated Inspection Arm，多关节内窥机械 臂）项目，专为ITER偏滤器和真空室第一壁的近距离观测和泄漏检测设计。该系统还应用于Tore Supra装置（WEST装置前身），主要聚焦于实时观测装置内部状态，区别于JET系统的操作维护功能。AIA是一款8米长的蛇形多关节机械臂，由五节直径160mm的连杆组成，末端配备观测相机，最大载重为10kg。2008年，AIA成功在Tore Supra上进行了内部观测。
4.EAST遥操作系统
2014年，等离子体所与法国CEA合作研发的真空室遥操作监测机械臂（IVIS）测试成功，成为国内首台核聚变RH系统，支持实现真空室内部全方位监测，包括偏滤器状态观测、诊断部件标定、激光定位测试等。
之后在前一代基础上进行自主升级，其末端可装配摄像头和手爪，既实现了观测功能，又具备简单的维护能力（如第一壁石墨瓦片拾取）。
参考链接：
- https://www.theengineer.co.uk/content/opinion/how-robotics-will-power-the-uk-s-fusion-energy-future
- https://raico.org/about/
- https://race.ukaea.uk/programmes/raico/