空间细胞机器人作为自重构模块化机器人的一种具有自主改变自身形态的能力。它可以通过重新组合细胞或者组织主动改变自身的形状以适应新的环境、执行新的任务或者从毁坏状态中恢复过来。空间细胞机器人每一个细胞都是一个独立的模块,可以主动地与其它细胞连接或断开,从而动态的形成各种各样的构型。本文主要对空间细胞机器人自重构过程进行研究,研究内容包括:空间细胞机器人构型描述,自重构控制,自重构过程中细胞或组织的自主连接。由于空间细胞机器人最基本单元细胞有多种类型,传统描述机器人构型的方法不能完整描述其构型,因此本文采用一种改进的机器人拓扑描述——空间连接矩阵SCM,该矩阵对连接矩阵元素进行重新定义,通过对细胞机器人构型中相邻两个细胞(组织)之间的连接状态以及细胞(组织)的种类进行描述,能全面的表达出细胞机器人的空间构型。机器人可以通过SCM矩阵判断同构体,并识别出构型包含的子链,为细胞机器人自重构过程提供重要依据。根据细胞结构特性、运动特点,本文将空间细胞机器人自重构分为自解构和自组装两步。首先确定初始构型和目标构型的公共拓扑部分,将初始构型进行自解构保留公共拓扑部分,之后再进行自组装得到目标构型。在自解构过程中,本文利用DFS深度优先搜索算法将构型的SCM矩阵转化为标准表达连接矩阵的方法来判别初始构型和目标构型是否为同构体,再利用文本比较法对比两种构型的子链最终得到两种构型的公共拓扑部分。针对自重构过程中的自主连接过程,文章改进了一种基于能量爬山的搜索算法,根据连接面上红外传感器信号强弱,逐步矫正两个连接面的偏移量,从而实现细胞间的自主连接。该算法改进了利用红外强度数值信号判断连接面相对位姿的方法,使用红外信号强弱判断位姿信息,避免角度对红外信号强度的耦合。最后,为了验证自重构策略和利用红外传感器进行自主连接策略的有效性,本文对细胞机器人自重构过程以及自重构过程中细胞的自主连接进行仿真,证明了方案的可行性。