【摘 要】
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该文研究了自重构机器人的实现原理,针对自重构机器人的核心问题之一——规划算法问题进行了深入研究.要构建一个自重构机器人系统和设计系统拓扑结构的变形算法,首先需要用
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该文研究了自重构机器人的实现原理,针对自重构机器人的核心问题之一——规划算法问题进行了深入研究.要构建一个自重构机器人系统和设计系统拓扑结构的变形算法,首先需要用形式化的方法准确有效地表达出系统的拓扑结构和形状,也就是表达出组成模块之间的位置关系和连接关系.该文提出一种基于模块感知智能的自重构机器人结构描述方法,通过模块局部感知信息来获得全局拓扑的表达.为了使开发的算法具有通用性,需要在具有通用性的自重构机器人平台上进行研究.该文提出了一个通用系统模型——PATTERN,作为针对一类自重构机器人变形算法的研究平台.模型是基于系统结构形式、模块运动约束和重构运动形式三个要素而建立的,PATTERN模型中还包括重要的静态结构变形规划参数——系统构形差异的度量参数Diff(X, Y).该文证明了PATTERN模型适用于各类正方形和立方体网格形式的晶格式自重构机器人.自重构机器人是由众多模块组成的非线形复杂系统,非线形造成的计算复杂性使得传统的控制算法难以解决机器人的运动和变形规划问题.该文提出一种建立在全离散的局部智能基础上的自重构机器人自组织变形策略和变形算法.容错性和自修理特性是自重构机器人研究所期望的重要目标之一,也是自重构机器人研究中的关键问题和难点.该文研究了机器人在出现失效模块的情况下继续正常工作的容错性原理和算法.在该文所提出的自组织变形算法的基础上,通过扩大变形规则集可以实现自重构机器人自组织变形过程中的容错性.仿真结果证明该文所提出的容错性策略和算法是正确的和有效的.
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