在核能產業中，機器人不只是自動化工具，更是人類手臂的延伸，讓人員得以在具有高輻射風險的環境中作業。以下是 ORANO 機器人團隊如何運用 RoboDK，驗證其核能遠端遙控作業的數位分身系統。
遠端遙控（Teleoperation）是指從安全地點遠端控制機器人。操作人員通常只能透過攝影機與感測器取得遠端環境的視覺回饋，有時會搭配力回饋（haptic feedback）。這種有限的視野，容易在判斷機器人動作時產生困難，進而造成碰撞或作業失誤。
這正是 ORANO（全球領先的核能開採、濃縮、燃料回收與除役服務供應商）想要透過 RoboDK 解決的挑戰。
以下是他們的專案作法……
認識 ORANO Robotics
Orano 是核燃料循環領域備受肯定的國際專家，致力於開發創新解決方案，提升複雜核能作業的安全性、效率與精準度。
Orano Robotics 專注於核能除役、檢測與維護的尖端技術，其系統涵蓋移動式機器人、機械手臂及其他機器人硬體，用以因應核能產業的各種挑戰。
此次專案中，團隊希望解決核能遠端遙控作業中常見的問題：操作人員看不到實體機器人的實際狀態。
挑戰：操作人員看不見的死角
遠端遙控是一種由人類操作員參與控制迴路的機器人技術，換句話說，就是由人類遠端操控機器人。
這種「人在迴路中」（human-in-the-loop）的機器人作業方式，在人員無法進入的危險環境中是必要的。在核能產業中，高輻射劑量代表人員無法親自操作或維護設備；同時許多作業任務過於複雜或難以預測，無法完全自動化，因此遠端遙控成為唯一可靠的解決方案。
然而，遠端遙控也伴隨著獨特的挑戰。
傳統架構高度仰賴攝影機系統提供視覺回饋，但攝影機只能呈現受限的工作空間視角，且視訊畫面容易出現延遲。由於缺乏對機器人的直接視線，操作人員無法在任何時刻精確掌握機器人的實際動作。
這代表操作人員必須具備高度技巧才能完成任務，即使是熟練的操作人員，也可能難以精準判斷距離與姿態。只要一次判斷失誤，就可能造成工具損壞或與環境發生碰撞。
解決方案：用 RoboDK 打造即時數位分身
Orano 團隊提出的解決方案，是將 RoboDK 的強大功能與即時數位分身（digital twin）整合進現有的人機介面（HMI）。
Orano 的工程師 Ndiaye Hamedine 說明：
「我們的目標，是為操作人員提供清楚的人機介面，讓他們掌握機器人在環境中的位置，同時管理功能性安全防護，並且不受限於特定機器人製造商。」
此系統在模擬環境中建立機器人的虛擬模型，並持續以實體機器人的即時資料進行更新。操作人員因此能在模擬畫面中看到機器人的動作，除了即時攝影畫面之外，還能取得關於機器人位置與姿態的額外資訊。
團隊運用的關鍵功能包括：
- 精準的 3D 工作空間建模——團隊匯入遠端工作空間與 KUKA 機器人的 STEP 檔案，確保系統各項重要細節都能被精確呈現。
- 即時關節位置擷取——RoboDK 的即時功能讓模擬環境與 KUKA 控制器之間能雙向傳輸資料，控制器回傳的關節角度會即時轉換為模擬畫面中的動作。
- 碰撞偵測——RoboDK 內建的碰撞偵測功能，讓操作人員能在虛擬工作空間中全面監控機器人狀態，避免在實際環境中發生碰撞。
Hamedine 表示：
「RoboDK 讓我們得以驗證 KUKA 機器人的數位分身系統，實現實體與模擬系統之間的即時同步，證明了在工業場域中混合監督（hybrid supervision）的可行性。」
系統架構：硬體與軟體
為了打造這套遠端遙控系統，Orano 團隊結合了市售自動化元件、強大的機器人程式設計軟體，以及客製化腳本。
硬體元件包括：
- KUKA KR20 R1810 機器人——這款六軸工業機器人具備足夠的重複精度與高剛性，適合用於核能應用中的遠端操作。
- KUKA 控制器——負責處理系統人機介面所發送的遠端遙控指令，並將即時關節位置傳送至 RoboDK 的模擬環境。
- IP 攝影機——用於擷取工作空間的額外視覺回饋，供即時操作以及後續紀錄與驗證使用。
軟體元件包括：
- RoboDK——提供即時視覺化、數位分身建模與碰撞偵測，協助操作人員掌握全局。
- Python 腳本——執行團隊的控制邏輯，並協助 KUKA 控制器與 RoboDK 之間的通訊。
- OBS Studio——作為軟體橋接工具，由於 RoboDK 原生僅支援 USB 攝影機，因此使用 OBS 將 IP 影像串流轉換為虛擬攝影機訊號。
這種模組化的元件組合，讓系統保有彈性，也方便未來持續擴充軟體功能。
成果：更安全、更聰明的遠端遙控作業
透過這套系統，團隊打造出一套結合視覺回饋與數位分身的完整遠端遙控系統。即使操作人員無法直接目視機器人，這套組合仍能讓他們在輻射環境中順利完成任務。
RoboDK 建立的數位分身，清楚呈現機器人在環境中的位置，有助於確保操作安全且精準。即使機器人完全被遮蔽，操作人員仍可監控實體動作、主動偵測碰撞，並在減少臆測的情況下提升作業效率。
在這項驗證專案成功後，Orano 團隊計畫進一步將「數位分身結合遠端遙控」的概念，延伸應用到需要嚴謹碰撞迴避能力的場域，例如檢測、維護與物料處理等任務。
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