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机器人学/奇特机器人/模块化和分形机器人

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机器人通常是为一项特定活动或最多几项密切相关的活动而设计的。当然,这不是理想的情况,因为许多工作需要大量的、截然不同的活动。例如,建造房屋的墙壁以及安装管道和电线需要截然不同的工具和技术。在实践中,这意味着你最终要设计几个不同的机器人或一个非常复杂的机器人。

模块化机器人是对这类问题的答案之一。典型的模块化机器人由多个独立的立方体组成,这些立方体可以以多种不同的方式移动并连接在一起。每个立方体都有自己的电源和智能,并且可以拥有特定的工具。当一个问题被输入到其计算机中时,它会分析问题,并以能够解决问题的方式连接立方体。

理想情况下,这样的机器人将由大量非常小的相同立方体组成。这类似于植物、动物或人类由许多实际上相同的细胞组成的方式,不同之处在于规范发生在软件中,而不是在化学成分中。

分形机器人和模块化机器人之间的区别在于,前者允许多种尺寸的立方体,而后者则不允许。

大多数人熟悉以下事实:足够数量的粘土砖(建筑砖)或乐高积木可以用来近似任何形状,因此我们对模块化机器人的介绍是以立方体为基础的。有些研究人员没有让每个立方体独立,而是让一对或三对立方体独立[1]。但是,一些机器人专家指出,菱形十二面体在某些方面优于立方体[2]

开源的自重构机器人统一模拟器 (USSR) 可用于在构建物理硬件之前模拟和测试各种模块化机器人设计和算法[3][4]

开源的 ARGoS 机器人模拟器可用于模拟大型异构机器人集群[5]

许多人已经制造了模块化机器人的物理原型[6]


有些人使用“模块化机器人”一词来表明其接口已标准化,因此可以更换部件而无需定制适配器。(参见太空运输与工程方法/先进制造#模块化机器人种子工厂/基础#模块化设计种子工厂/笔记3#模块化设计:种子工厂/笔记8#1A.3.4 供应内部运输等)。这样的模块化机器人拥有

  • 机器人手臂的手腕有一个标准的安装模式,因此可以更换几种带有不同类型工具的“手”;
  • 机器人手臂的肩部有一个标准的安装模式,可以连接到固定支柱或各种运动底座;
  • 标准化的电源连接器使更换小型轻型电池、更重的长效电池和市电变得容易;
  • 等等。


参考文献

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  1. 麻省理工学院分布式机器人实验室维基:“自重构机器人分子”
  2. “用于自组装机器人的菱形十二面体形状”,作者:Mark Yim、John Lamping、Eric Mao、J. Geoffrey Chase。(1997?)
  3. David Christensen、David Brandt、Kasper Stoy 和 Ulrik Pagh Schultz。“用于自重构机器人的统一模拟器”
  4. GitHub:用于自重构机器人的统一模拟器自重构机器人统一模拟器 (USSR)位于 USD 模块化机器人研究实验室维基。
  5. ARGoS
  6. “自重构模块化技术”

进一步阅读

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请访问AboutAI.net分形机器人模块化机器人,以了解更多关于这类机器人的信息。

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