🤖 可重構機器人系統

什麼是可重構機器人？

為什麼革命性？自我修復（故障模組斷開），任務適應（蛇→輪→蜘蛛），40年進化（1985-2025），容錯（模組冗餘），太空應用（NASA EELS冰衛星探索）！

🎯 模擬器提示

📚 術語表

MSR (Modular Self-Reconfigurable Robot)

由多個模組組成的機器人系統，可以自主地重新安排其連接性以改變整體形狀和功能

Lattice Architecture

模組排列成規則的 3D 網格；重新配置是透過模組移動到相鄰的網格位置（例如，Crystalline、Telecube）進行的

Chain Architecture

以可分支的串列鏈連接的模組；提供更大的工作空間（例如 PolyBot、M-TRAN、SMORES）

Hybrid Architecture

結合格子和鏈條功能以實現最大的多功能性（例如，M-TRAN III、SuperBot）

Docking Mechanism

連接器系統允許模組連接和拆卸 - 類型包括電磁、SMA（形狀記憶合金）和機械閂鎖

Gait

產生運動的模組運動的重複模式，例如側繞、履帶或滾動

DOF (Degrees of Freedom)

模組可以進行的獨立運動的數量 - 通常每個模組有 1-3 個旋轉軸

Active Skin Propulsion

表面安裝的執行器（如 EELS 上的旋轉螺絲）可提供獨立於體形的牽引力

CEBOT

蜂巢式機器人系統－第一個可自重構機器人的概念，由福田俊夫於 1985 年提出

🏆 關鍵人物

Toshio Fukuda (1985)

發明CEBOT（蜂巢機器人系統），世界上第一個自重構機器人概念

Mark Yim (1998-2007)

在 Xerox PARC 和 UPenn 創建了 PolyBot — 具有多種形態的開創性鍊式模組化機器人

Satoshi Murata (2002-2008)

日本AIST開發M-TRAN系列－具有3D自重構功能的混合格子/鏈條機器人

Hiro Ono (2019-present)

NASA JPL EELS 首席研究員－用於土衛二冰口探索的自主蛇形機器人

Tin Lun Lam (2020-2024)

創建了 FreeBOT — 具有任意連接點的自由形式模組化機器人，提高了 MSR 的靈活性

Hod Lipson (2005-present)

康乃爾大學/哥倫比亞大學率先推出自我複製模組化機器人（Molecubes）和進化機器人

🎓 學習資源

EELS: Autonomous snake-like robot for ice world exploration
Science Robotics 2024 — 具有風險感知自主能力的 EELS 蛇形機器人的完整架構
Decoding modular reconfigurable robots: A survey on mechanisms and design
涵蓋 1985 年至 2023 年 MRR 系統的綜合調查，具有統一的分類框架
Modular Self-Reconfigurable Robot Systems: Grand Challenges
定義該領域的主要挑戰和分類的基礎審查
Testing Out JPL's New Snake Robot (EELS)
NASA 噴射推進實驗室官方影片顯示冰、沙和雪環境中的 EELS
M-TRAN III Self-Reconfiguration
日本 AIST 展示模組化機器人的自主 3D 重構
NASA JPL EELS Project
官方 EELS 專案頁面，包含規格、照片和研究更新
Modular Robotics Wiki
社群維護的模組化自重構機器人系統資源

💬 給學習者的話

可重構機器人代表了機器人技術中最令人興奮的前沿領域之一——可以重塑自身以應對任何挑戰的機器。從 1985 年日本的第一個 CEBOT 概念到 NASA 的 EELS 準備探索土星的衛星土衛二，這個領域展示了簡單的構建塊在具有連接和重組能力時如何能夠實現非凡的成就。當您探索這個模擬器時，請記住：每個偉大的機器人都是從一個簡單的模組開始的，並夢想著變得更大。到 2035 年，模組化機器人市場預計將達到 150 億美元——未來將一次建造一個模組。