7、模块化机器人自重构规划算法：MorphLine的解析与应用

模块化机器人自重构规划算法：MorphLine的解析与应用

1. 模块化机器人简介

模块化机器人通常由多个小型模块组成，每个模块都是一个独立单元，具备自己的控制器、执行器、传感器以及统一的对接接口，用于与其他模块连接，并在整个机器人中传递机械力矩、动力和进行通信。根据硬件设计，自重构机器人大致可分为两类：晶格型和链型。

1.1 晶格型机器人

晶格型机器人的模块按照某种规则的空间填充三维模式排列和连接，如立方体或六边形网格，并且只能到达晶格上离散位置的相邻模块。例如3D Fracta、Molecule、ICubes、ATRON、Catom、Stochastic - 3D、Programmable Parts和Miche等。

1.2 链型机器人

链型机器人的模块不受晶格单元位置的限制，具有内部关节，可以形成任何图拓扑结构的移动链和环，这为非结构化环境提供了更多的能力和通用性。硬件实现包括CONRO、PolyBot G3、M - TRAN III、Molecubes、Superbot和CKBot等。

下面用表格总结两类机器人的特点：
| 类型 | 模块排列 | 运动限制 | 代表机器人 |
| — | — | — | — |
| 晶格型 | 规则三维模式 | 只能到达相邻离散位置模块 | 3D Fracta、Molecule等 |
| 链型 | 无晶格限制 | 可形成任意图拓扑结构 | CONRO、PolyBot G3等 |

2. 重构规划算法相关工作

对应于两类模块化机器人，重构规划工作也分为两类：晶格型重构和链型重构。