AbsmeCI detta papper presenterar vi generiska distribuerade algoritmer för montering och reparation av former med hjälp av modulära självreonerande robotar. Algoritmerna fungerar io den glidande kuben modell. Varje modul utvärderar självständigt en uppsättning lokala regler med hjälp av olika utvärderingsmodeller. Två metoder används för att bestämma komctnessen av algoritmerna - en grafanalysteknik som kan bevisa regeln uppsättningen är eo& för specifika fall av algoritmen, och en statistisk teknik som kan producera godtyckliga gränser på sannolikheten att regeln uppsättning fungerar korrekt. En förlängning av monteringsalgoritmen kan giftas för att producera godtyckliga konvexa former utan hål. Algoritmerna har implementerats och utvärderats i simulering. Nuvarande forskning inom självkonfigurerande robotar är fokuserad på desi,@g och bygga hårdvara, och utveckla algw rithms kopplade till specifik hårdvara. Vi är intresserade av att utveckla arkitekturoberoende styr- och planeringsalgoritmer för sådana system. I vårt tidigare arbete beskriver vi distribuerade regulatorer för två uppgifter för självkonfigurerande robotar: kompatibla locomotion gångar och dela upp en stor robot med ett givet beteende i mindre robotar med samma beteende. Vi demonstrerar en metodik för att göra detta urork med hjälp av glidande kuben modell, där moduler representeras som kuber. Varje modul kan översätta på ett substrat av identiska kuber och göra konvexa och konkava övergångar på substratet. De resulterande algoritmerna är bevisligen korrekta och kan lätt föras in i ett brett spektrum av fysiska plattformar som Molecule- och Crystalrobotarna som byggs i vårt labb [4] samt andra robotsystem [XI, [141], [IS]. Härled algoritmer på detta sätt har flera fördelar: (1) algoritmerna är enklare i denna abstrakta modell; (2) algoritmerna är lättare att analysera i den abstrakta modellen; (3) samma grundläggande algoritm kan omedelbar räv många olika hårdvarutyper, vilket ger en strikt ram där man kan jämföra olika algoritmer och hårdvarusystem; (4) analyserna och korrekturbevisen kommer att ärvas av de ögonblickliga algoritmerna: och (5) slutligen kommer denna ram att leda till en bättre förståelse av de beräkningsproblem som uppstår i självkonfigurerande robotforskning. I detta papper utökar vi vårt tidigare arbete genom att demonstrera distribuerade kontrollalgoritmer för att syntetisera former och reparera hål i dem. Vår strategi bygger på fyra idéer:. Använd den enklaste abstraktionen för robotmodulen som passar med befintliga robotsystem (både i form och manövrering). Utveckla distribuerade algoritmer i form av regler som endast kräver lokal information. Bevisa riktigheten av dessa algoritmer med avseende på uppgiften. Instantiera dessa algoritmer till verkliga system på ett sätt som bevarar algoritmiska propenies Användningen av lokala regler för kompatibel locomotion är maightforward, eftersom locomotion inte kräver exakt global formkontroll. Det var dock oklart om den exklusiva användningen av lokala regler skulle vara lämplig för monteringsuppgifter där det krävs en särskild målform. Även om varje modul är försedd med målbeskrivningen, är de möjliga rörelserna begränsade till de som tillåts av regeln set-målbeskrivningen används endast för att bestämma närheten till målformen. Som våra monteringsresultat visar, är det möjligt att konstruera former med endast lokala regler för en viss klass av konfigurationer. Våra hål reparationsregler som också använder lokala regler för att fylla tomrum i en flerskiktskonfiguration av moduler. Detta åstadkoms genom moduler som flyttar in i tomrummet och rekrytera grannmoduler för att följa dem. Lokal sfate i modulerna sinulerar meddelandet passerar till grannmoduler som får dem att röra sig mot hålet. För både monterings- och reparationsalgoritmer används simulering för att verifiera algoritmisk korrekthet, antingen genom grafanalys eller genom att generera ett statistiskt bundet till det möjliga antalet felaktiga sekvenser av regeltillämpningar. 11. Vad är det för fel på dig? RELATERAT ARBETE Självrecomigerande robotar föreslogs i [SI. I denna planar systemmoduler var heterogen och semi-autonom. Annan forskning inriktad på homogena system med icke-autonoma moduler i två dimensioner
I REF presenterades skjutkubmodellen för att representera latticestyle-moduler.