La industria nuclear tiene algunos de los entornos más extremos del mundo, con niveles de radiación y condiciones extremadamente duras que restringen el acceso humano a muchas instalaciones. Un método para permitir una exposición mínima de los humanos a los peligros en estas condiciones es a través del uso de cajas de guantes, que son volúmenes sellados con acceso controlado para realizar manipulaciones. Si bien las cajas de guantes permiten a los operadores realizar tareas de manipulación complejas, también los ponen en un riesgo considerable de romper el confinamiento y, históricamente, han ocurrido ejemplos graves, incluidos guantes perforados que llevan a dosis de por vida. Hasta la fecha, los sistemas robóticos han tenido un impacto relativamente pequeño en la industria, a pesar de que está claro que ofrecen grandes oportunidades para mejorar la productividad y reducir significativamente los riesgos para la salud humana. Este trabajo presenta los desafíos de las soluciones robóticas y de IA para las cajas de guantes nucleares, y presenta un avance para llevar tecnología de vanguardia a las cajas de guantes. Se destacan la declaración del problema y los desafíos, y luego se propone un demostrador integrado para la manipulación robótica en cajas de guantes nucleares para la manipulación de material nuclear. El enfoque propuesto abarca desde la tele-manipulación hasta la autonomía compartida, soluciones de visión por computadora para la manipulación robótica y soluciones de aprendizaje automático para el monitoreo de condiciones.