(57)【要約】【課題】【解決手段】自己構築及び演算システムのモジュールは、複数のモジュール１０、Ａ、Ｂ、Ｃにて形成されたマトリクス１５０、１５０´を有する。モジュール１０、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、１０００、２０００、３０００、４０００の各々は、ピン２６７ｂ、４６７ｂ、５６７ｂ、７６７ｂ及び穴２６７ａ、４６７ａ、５６７ａ、７６７ａ型接続部を通して互いに取り外し可能に結合され、電源６９に対するハウジング８００を形成する６つまでの接続組立体４０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、１０１０、２０１０、３０１０、４０１０を備えている。接続組立体４０の各々は、取り付けられた接続板３１ないし３６を有する、回動可能に取り付けられた脚部２５ないし３０、１０５０、１０６０、１０７０、１０８０、２０５０、２０６０、２０７０、２０８０、３０５０、３０６０、３０７０、３０８０、４０５０、４０７０、４０８０と、中央コネクタ６８とを備えている。モジュール１０、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、１０００、２０００、３０００、４０００の中央に配置された電源６９は、中央コネクタ６８の各々と連通している。マトリクス１５０、１５０´内の色々なモジュール１０、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、１０００、２０００、３０００、４０００に対して、それらの脚部２５ないし３０、１０５０、１０６０、１０７０、１０８０、２０５０、２０６０、２０７０、２０８０、３０５０、３０６０、３０７０、３０８０、４０５０、４０７０、４０８０を動かし又は回動させてマトリクス１５０、１５０´の構造体の全体を動かし又は変更し又はモジュール１０、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、１０００、２０００、３０００、４０００の電源６９を交換するといったような仕事を実行するよう命令を与えることができる。
2008525201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュラーユニットにおいて、
中央のハウジングと、
前記ハウジング内に取り付けられた電力貯蔵ユニットと、
前記ハウジング内に取り付けられ且つ前記電力貯蔵ユニットと接続された駆動モータと、
前記ハウジング内に取り付けられて駆動モータを制御する演算機構と、
前記ハウジングに回動可能に取り付けられた第一の端部と、第二の端部とを有する脚部と、
前記脚部の前記第二の端部に取り付けられた接続板と、
前記演算機構と前記接続板との間で前記ハウジング及び前記脚部を通して信号を伝送する電子連通システムとを備える、モジュラーユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のモジュラーユニットにおいて、
前記脚部は、第一の管状部材と、第二の管状部材と、当接部とを備え、
前記第一の管状部材は、長手方向軸線に沿って形成された中空の主本体部分を有し、
前記主本体部分の一方の長手方向端部には開口部が設けられ、
前記第二の管状部材は、前記第一の管状部材の前記開口部に摺動可能に受け入れられ、
前記当接部は、前記第一の管状部材の前記主本体部分内における前記第二の管状部材の摺動動作を制限する、モジュラーユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のモジュラーユニットにおいて、前記脚部は、
前記第一及び第二の管状部材に通されたケーブルと、
前記第二の管状部材に取り付けられ且つ前記ケーブルの挟み込みを防止し得るようにされたケーブル支持体とを更に有する、モジュラーユニット。
【請求項４】
請求項１に記載のモジュラーユニットにおいて、
第一の端部と、第二の端部とを有し、前記第一の端部にて前記ハウジングと接続され且つ、前記第二の端部にて前記接続板と接続された緊張ケーブルを更に備える、モジュラーユニット。
【請求項５】
請求項１に記載のモジュラーユニットにおいて、前記接続板は、中央領域と、前記中央領域と独立的に回転し得るようにされた外側領域とを有する、モジュラーユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のモジュラーユニットにおいて、前記接続板は、中央領域又は外側領域の何れか一方に配置された少なくとも１つの電力接続部を更に有する、モジュラーユニット。
【請求項７】
請求項５に記載のモジュラーユニットにおいて、前記接続板は、中央領域又は外側領域の何れか一方に配置された少なくとも１つの連通チャネルを更に有する、モジュラーユニット。
【請求項８】
請求項５に記載のモジュラーユニットにおいて、前記接続板は、中央領域又は外側領域の何れか一方に配置された少なくとも１つの機械的コネクタを更に有する、モジュラーユニット。
【請求項９】
請求項１に記載のモジュラーユニットにおいて、前記接続板は、
第一の接続領域に配置された短期間接続要素と、
第二の接続領域に配置された長期間接続要素とを更に有する、モジュラーユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載のモジュラーユニットにおいて、前記短期間接続要素は電磁石である、モジュラーユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載のモジュラーユニットにおいて、前記電磁石は、信号を連通し且つ電力を追加的なモジュラーユニットに伝達し得るようにされる、モジュラーユニット。
【請求項１２】
請求項１に記載のモジュラーユニットにおいて、前記接続板は略平坦な表面を有する、モジュラーユニット。
【請求項１３】
多数のモジュラーユニットにて形成されたマトリクスにおいて、
第一のモジュラーユニットであって、
中央のハウジングと、
電力貯蔵ユニットと、
前記ハウジング内に取り付けられ且つ前記電力貯蔵ユニットと接続された駆動モータと、
前記ハウジング内に取り付けられて前記駆動モータを制御する第一の演算機構と、
前記ハウジングに回動可能に取り付けられた第一の端部と、第二の端部とを有する第一の脚部と、
前記第一の脚部の前記第二の端部に取り付けられた接続板と、
前記演算機構と前記接続板との間で前記ハウジング及び前記第一の脚部の前記第一の端部を通して信号を伝送する電子連通システムと
を有する第一のモジュラーユニットと、
第二のモジュラーユニットであって、
第二の中央のハウジングと、
前記第二のハウジング内に取り付けられ且つ前記電力貯蔵ユニットと接続された第二の駆動モータと、
前記第二のハウジング内に取り付けられて前記第二の駆動モータを制御する第二の演算機構と、
前記ハウジングに回動可能に取り付けられた第一の端部と、第二の端部とを有する第二の脚部と、
前記第二の脚部の前記第二の端部に取り付けられた第二の接続板と、
前記第二の演算機構と前記第二の接続板との間で前記第二のハウジング及び前記第二の脚部を通して信号を伝送し、前記第一のモジュールの前記接続板は、前記第二のモジュールの前記第二の接続板と接続する、第二の連通システムと
を有する第二のモジュラーユニットとを備えた、複数のモジュラーユニットにて形成されたマトリクス。
【請求項１４】
複数のモジュラーユニットであって、モジュラーユニットの各々が、中央のハウジングと、前記ハウジング内に取り付けられた電力貯蔵ユニットと、前記ハウジング内に取り付けられ且つ前記電力貯蔵ユニットと接続された駆動モータと、前記ハウジング内に取り付けられて前記駆動モータを制御する演算機構と、第一の端部と第二の端部を有する脚部であって、前記第一の端部は前記ハウジングに回動可能に取り付けられている脚部と、前記脚部の前記第二の端部に取り付けられた接続板と、前記演算機構と前記接続板との間で前記ハウジング及び前記脚部を通して信号を伝送する連通システムとを有する、複数のモジュラーユニットの形状を変化させる方法において、
前記モジュラーユニットの前記接続板のそれぞれの板を共に連結して第一の形状を確立することにより、前記複数のモジュラーユニットをマトリクス内に組み立てるステップと、
前記モジュラーユニットのサブグループを形成するステップと、
前記モジュラーユニットのサブグループを動かして第二の形状を確立するステップとを備える、複数のモジュラーユニットの形状を変化させる方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、前記モジュラーユニットのサブグループを動かすステップは、少なくとも１つのモジュラーユニットの脚部を回動させるステップを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法において、
マトリクス内にてモジュラーユニットのそれぞれの接続面をその他のモジュラーユニットの接続板から順次に切り離し且つ再接続して、モジュラーユニットを動かすステップを更に備える、方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法において、
モジュラーユニットの内側及び外側グループを形成し且つ、内側のモジュラーユニットを外側のモジュラーユニットに対して動かすことによりマトリクス内にて回転動作を形成するステップを更に備える、方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の方法において、
モジュラーユニットのマトリクスから幾何学的形状を形成するステップを更に備える、方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の方法において、
前記連通システムを介して異なるモジュラーユニット間にて連通するステップを更に備える、方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の方法において、
前記接続板の一部を脚部として使用することにより、マトリクスの少なくとも一部分を支持するステップを更に備える、方法。
【請求項２１】
自己構築型及び演算システムにおいて、
第一のモジュールを備え、
前記第一のモジュールが、
後壁と、中央コネクタとを有する第一の接続組立体と、
後壁と、中央コネクタとを有し、前記第一の接続組立体に取り外し可能に結合された第二の接続組立体と、
後壁と、中央コネクタとを有し、前記第一及び第二の接続組立体に取り外し可能に結合された第三の接続組立体と、
少なくとも一部が前記第一、第二及び第三の接続組立体の後壁によって画成されたハウジングと、
前記ハウジング内にあり、第一、第二、第三の面を備え、前記中央コネクタの各々が前記第一、第二、第三の面の１つと当接するようにした容器と
を有する、自己構築及び演算システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の自己構築及び演算システムにおいて、前記容器は電源である、自己構築及び演算システム。
【請求項２３】
請求項２１に記載の自己構築及び演算システムにおいて、前記容器は除去可能である、自己構築及び演算システム。
【請求項２４】
請求項２１に記載の自己構築及び演算システムにおいて、
演算機構を更に備える、自己構築及び演算システム。
【請求項２５】
請求項２１に記載の自己構築及び演算システムにおいて、
第一の接続組立体から伸びる第一の組みのピンと、
前記第一の接続組立体から伸びる第二の組みのピンと、
前記第一の接続組立体に形成された第一の組みの穴と、
前記第一の接続組立体に形成された第二の組みの穴と、
第二の接続組立体から伸びる第一の組みのピンと、
前記第二の接続組立体から伸びる第二の組みのピンと、
前記第二の接続組立体に形成された第一の組みの穴であって、前記第一の接続組立体から伸びる第一の組みのピンが取り外し可能に結合される第一の組みの穴と、
前記第二の接続組立体に形成された第二の組みの穴と、
第三の接続組立体から伸びる第一の組みのピンであって、前記第一の接続組立体に形成された第一の組みの穴に取り外し可能に結合された第一の組みのピンと、
前記第三の接続組立体から伸びる第二の組みのピンと、
前記第三の接続組立体に形成された第一の組みの穴であって、前記第二の接続組立体から伸びる第一の組みのピンが取り外し可能に結合された第一の組みの穴と、
前記第三の接続組立体に形成された第二の組みの穴とを更に備える、自己構築及び演算システム。
【請求項２６】
請求項２１に記載の自己構築及び演算システムにおいて、
前記容器の第四の面と、追加的な接続組立体とを備え、
前記追加的な接続組立体は、
前記容器の第四の面と当接する中央コネクタを有し、前記ハウジングを画成する後壁と、
前記追加的な接続組立体から伸びる第一の組みのピンと、
前記追加的な接続組立体から伸びる第二の組みのピンと、
前記追加的な接続組立体に形成された第一の組みの穴と、
前記追加的な接続組立体に形成された第二の組みの穴とを有し、これにより、前記追加的な接続組立体から伸びる第一及び第二の組みのピンの一方が、前記第一、第二及び第三の接続組立体の１つに形成された第一及び第二の組みの穴の一方に取り外し可能に結合され、前記追加的な接続組立体に形成された第一及び第二の組みの穴の一方が、前記第一、第二及び第三の接続組立体の１つから伸びる第一及び第二の組みのピンの一方に取り外し可能に結合される、自己構築及び演算システム。
【請求項２７】
請求項２１に記載の自己構築及び演算システムにおいて、
前記第一の接続組立体に回動可能に接続された第一の端部と、第二の端部とを有する第一の脚部と、
前記第二の接続組立体に回動可能に接続された第一の端部と、第二の端部とを有する第二の脚部と、
前記第三の接続組立体に回動可能に接続された第一の端部と、第二の端部とを有する第三の脚部とを更に備える、自己構築及び演算システム。
【請求項２８】
請求項２７に記載の自己構築及び演算システムにおいて、
前記第一の脚部の第二の端部に取り付けられた第一の接続板と、
前記第二の脚部の第二の端部に取り付けられた第二の接続板と、
前記第三の脚部の第二の端部に取り付けられた第三の接続板と、
前記第一の接続板と前記容器との間で電力を伝達し得るようにされた第一の連通システムと、
前記第二の接続板と前記容器との間で電力を伝達し得るようにされた第二の連通システムと、
前記第三の接続板と前記容器との間で電力を伝達し得るようにされた第三の連通システムとを更に備える、自己構築及び演算システム。
【請求項２９】
請求項２８の自己構築及び演算システムにおいて、
第二のモジュールを備え、
前記第二のモジュールは、
後壁と中央コネクタとを有する第一の接続組立体と、
後壁と中央コネクタとを有し、前記第一の接続組立体に取り外し可能に結合された第二の接続組立体と、
後壁と中央コネクタとを有し、前記第一及び第二の接続組立体に取り外し可能に結合された第三の接続組立体と、
少なくとも一部が前記第一、第二及び第三の接続組立体の後壁によって画成されたハウジングと、
前記ハウジング内にあり、第一、第二、第三の面を有し、前記中央コネクタの各々が前記ハウジングの前記第一、第二及び第三の面の１つと当接するようにした容器と、
第一の端部と、第二の端部とを有する第一の脚部であって、第一の端部は、前記第一の接続組立体と回動可能に接続され、第二の端部は該第二の端部に取り付けられた第一の接続板を有し、前記第一の接続板は前記第一のモジュールの第一の接続板に取り外し可能に結合された第一の脚部と、
第一の端部と第二の端部とを有する第二の脚部であって、第一の端部は、前記第二の接続組立体と回動可能に接続され、第二の端部は該第二の端部に取り付けられた第二の接続板を有する第二の脚部と、
第一の端部と第二の端部とを有する第三の脚部であって、第一の端部は、前記第三の接続組立体と回動可能に接続され、第二の端部は該第二の端部に取り付けられた第三の接続板を有する前記第三の脚部と、
前記第一の接続板と前記容器の間、及び前記第一の接続板と前記第一のモジュールの第一の接続板の間で、電力を伝達し得るようにされた第一の連通システムと、
前記第二の接続板と前記容器の間で、電力を伝達し得るようにされた第二の連通システムと、
前記第三の接続板と前記容器の間で、電力を伝達し得るようにされた第三の連通システムとを有する、自己構築及び演算システム。
【請求項３０】
請求項２１に記載の自己構築及び演算システムにおいて、
中央コネクタと、前記ハウジングを画成する後壁とを有する第四の接続組立体であって、前記第一及び第三の接続組立体に取り外し可能に結合された第四の接続組立体と、
後壁と、中央コネクタとを有し、前記第一及び第二の接続組立体と取り外し可能に接続された第五の接続組立体と、
後壁と、中央コネクタとを有し、前記第二、第三、第四及び第五の接続組立体と取り外し可能に接続された第六の接続組立体とを更に備え、
前記容器は、第四、第五及び第六の面を更に備え、前記第四、第五及び第六の面の各々は、前記第四、第五及び第六の接続組立体の中央コネクタの１つと当接するようにした、自己構築及び演算システム。
【請求項３１】
請求項３０に記載のモジュールにおいて、
前記第四の接続組立体に回動可能に接続された第一の端部と、第二の端部とを有する第四の脚部と、
前記第五の接続組立体に回動可能に接続された第一の端部と、第二の端部とを有する第五の脚部と、
前記第六の接続組立体に回動可能に接続された第一の端部と、第二の端部とを有する第六の脚部とを更に備える、モジュール。
【請求項３２】
請求項３０に記載のモジュールにおいて、
前記第四の脚部の第二の端部に取り付けられた第四の接続板と、
前記第五の脚部の第二の端部に取り付けられた第五の接続板と、
前記第六の脚部の第二の端部に取り付けられた第六の接続板とを更に備え、これにより前記第一、第二、第三、第四、第五及び第六の接続板の各々が、前記第一、第二、第三、第四、第五及び第六の接続板の他の１つに取り付け得るようにされた、モジュール。
【請求項３３】
自己構築及び演算システム内にて電源を交換する方法において、
第一のモジュールを提供するステップを備え、
前記第一のモジュールは、
少なくとも部分的にハウジングを画成し得るように取り外し可能に結合された第一、第二、第三及び第四の接続組立体と、
第二の接続組立体に回動可能に取り付けられ、接続板を有する第一の脚部と、
第三の接続組立体に回動可能に取り付けられ、接続板を有する第二の脚部とを有し、
第二のモジュールを提供するステップを備え、
前記第二のモジュールは、
少なくとも部分的にハウジングを画成し得るように取り外し可能に結合された第一、第二、第三及び第四の接続組立体と、
第四の接続組立体に回動可能に取り付けられ、接続板を有する第一の脚部と、
第二の接続組立体に回動可能に取り付けられ、接続板を有する第二の脚部とを有し、
第三のモジュールを提供するステップを備え、
前記第三のモジュールは、
少なくとも部分的にハウジングを画成し得るように取り外し可能に結合された第一、第二、第三及び第四の接続組立体と、
第一の接続組立体に回動可能に取り付けられ、接続板を有する第一の脚部と、
第四の接続組立体に回動可能に取り付けられ、接続板を有する第二の脚部とを有し、
第四のモジュールを提供するステップを備え、
前記第四のモジュールは、
その内部に容器が格納されるハウジングを少なくとも部分的に画成し得るように取り外し可能に結合された第一、第二、第三及び第四の接続組立体と、
第一の接続組立体に回動可能に取り付けられ、接続板を有する第一の脚部と、
第二の接続組立体に回動可能に取り付けられ、接続板を有する第二の脚部とを有し、
前記第一のモジュールの第一の脚部の接続板を前記第二のモジュールの第一の脚部の接続板と結合するステップと、
前記第三のモジュールの第一の脚部の接続板を前記第二のモジュールの第二の脚部と結合するステップと、
前記第三のモジュールの第二の脚部の接続板を前記第四のモジュールの第二の脚部の接続板と結合するステップと、
前記第四のモジュールの第一の脚部の接続板を前記第一のモジュールの第二の脚部の接続板と結合するステップと、
前記第四のモジュールの第一の接続組立体を前記第四のモジュールの容器に結合するステップと、
前記第四のモジュールの第一の接続組立体を前記第四のモジュールから取り外すステップと、
前記第四のモジュールの第一の接続組立体が前記第四のモジュールの第二、第三及び第四の接続組立体から動いて離れ、容器が前記第四のモジュールのハウジングから除去されるように、前記第一のモジュールの第一の脚部及び第二のモジュールの第一の脚部を回動させるステップと、
容器を前記第四のモジュールの第一の接続組立体から取り外すステップと、
新たな容器を前記第四のモジュールの第一の接続組立体に取り付けるステップと、
前記第四のモジュールの第一の接続組立体が前記第四のモジュールの第二、第三及び第四の接続組立体に向けて動き、新たな容器が前記第四のモジュールのハウジングに動くように、前記第一のモジュールの第一の脚部及び前記第二のモジュールの第一の脚部を回動させるステップと、
第一、第二、第三及び第四の接続組立体が電源の回りにて結合されるように、前記第四のモジュールの第一の接続組立体を前記第四のモジュールに結合するステップとを備える、自己構築及び演算システム内にて電源を交換する方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法において、前記容器は電源を備える、方法。
【請求項３５】
自己構築及び演算システム内にて第一及び第二の接続組立体を有する第一のモジュールの容器を交換する方法において、
第一の接続組立体を容器に結合するステップと、
第一の接続組立体を第二のモジュールに取り付けるステップと、
第一の接続組立体を前記第一のモジュールから取り外すステップと、
容器が第一のモジュールから除去されるように、第二のモジュールを第一のモジュールから離れるように動かすステップと、
容器を面の上に配置し得るよう第二のモジュールを第一のモジュールに対して動かすステップと、
容器を第一の組立体から取り外すステップと、
第一の接続組立体を容器から交換容器に向けて動かすステップと、
第一の接続組立体を交換容器に取り付けるステップと、
交換容器が第一のモジュール内に配置されるように第一の接続組立体を第一のモジュールに再度取り付けるステップとを備える、モジュールの容器を交換する方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法において、前記容器は電源を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、自己構築及び演算システムに関する。より具体的には、本発明は、モジュールの各々が単一の電源の回りにて６つの接続組立体を取り外し可能に結合することにより形成される多数のモジュールに関する。モジュールは、色々な接続装置及び連通チャネルによって１つのシステム内に共に装着することができ、これらの接続装置及び連通チャネルは、モジュールが互いに動いてそれ自体が所望の目的物を形成し又は所望の作業を実行することを許容する
【背景技術】
【０００２】
現在、多数の多岐に亙る用途、分野又は専門分野にて、実質的に１つの専用の作業を行い得るように機構が形成される。多数の作業を行うことのできる装置でさえ、特定の形態にて形成され且つ、その他の作業を実行し又はそれら形状を任意の有意義な態様にて変化させる適応能力は殆どない。例えば、コンピュータは、特定型式のプロセッサ、ラム、メモリ又はハードドライブを備えて製造することができ、また、更に、多数の異なる作業を実行するようプログラム化することができるが、コンピュータの構造体自体は、実質的に静的である。換言すれば、１つのメモリチップを交換する必要がある場合、コンピュータのボックス又は容器を開け、古いラムチップ又はハードドライブを除去して、新たなチップをコンピュータ内に配置しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
典型的な非演算装置における構造は、装置が製造された後に交換することが更により困難である。フォーク、ナイフ又はスプーンのような簡単な物品、或いはクリップボード及びペーパークリップのような事務所内の色々な装置又はカメラ、眼鏡、イヤホン又は娯楽装置のような個人的物品のような目的物は、全てそれらの最終的な形態にて製造されることが殆どである。最良の場合でも、最も適応可能なスイスアーミーナイフは、多数の異なるブレードを備えることができるが、ブレードの各々は、その最終形態にて鋳造又は製造され、作用可能な位置又は非作用可能な位置まで回転させることができるのに過ぎない。例えば、ナイフはフォークとして使用することはできず、フォークはスプーン等として使用することはできない。
【０００４】
例えば、製造現場のような大型の用途にて、多数の異なる機械を作業毎に使用しなければならない。クレーン、フォークリフト及びダンプトラックは、全て別個に製造され、これらが行う作業は極めて特定的であり、必要なとき建築現場に搬入される。最近、一部の建築装置には、互換可能なツールが設けられている。バックホーは、そのアームにおけるツールをバケットからドリル等に交換することができる。しかし、この場合でさえ、異なるツールの選択が可能でなければならない。
【０００５】
消防車における装置は、特定のツールとなる状態を示す良い例を示す。消防車にて消防士が事故又は火災現場に到着したとき、消防士は、梯子又はホース、斧及び同様のもののような多数の異なる型式の装置を携帯し、その特定の作業に合った適正なツールを有するようにしなければならない。当然、必要とされるツールの数を減少させることは有益である。更に、車両自体は、極めて特定的となる傾向にある。パトロールカーは、消防車と相違し、消防車は救急車等と相違する。この場合にも、これらの装置は、製造された後、実質的に静的な形態を有するため、車両に対する任意の所望の改造は工場又は修理場にて行わなければならない。
【０００６】
遥かに小型の用途にて、ナイフのようなツールの色々な部品、又はセンサ、インジケータ、アクセル、ブレーキペダル、トランスミッション等のような車の部品は全て静的に製造される。最良のときでも、例えば、車のシートは、車両を貨物輸送の形態から乗客輸送の形態にするため、前方及び後方に調節し又は折り畳むことになろう。しかし、これらの装置にて構造体に対する基本的な変更は、何ら設計されていない。
【０００７】
これらの問題点に対応するため、幾つかの解決策が用意されている。例えば、ユーティリティフォグ（Ｕｔｉｌｉｔｙ  Ｆｏｇ）は、ナノ技術を利用した着想であり、この場合、小型のロボットが互いに接続される嵌合したユニットの１つの層を形成する。小型のロボットは互いに対して動いて１つの物品の形状を変化させる。例えば、これらロボットは、１つの様式の家具が別の様式の家具となるように、家具の外観を変化させることができる。しかし、現在、ユーティリティフォグは、細部の点にて欠点がある。例えば、ユーティリティフォグは、開示されたように、色々なロボットを接続し又はエネルギを貯蔵するため特に良好な機構は備えていない。更に、ユニットが互いに操作し又はユニットを互いに対話することを許容する効果的な連通スキームは開発されるに到っていない。
【０００８】
米国特許明細書５，９８８，８４５号には、三次元的構造体を所望の形状に自動的に設定する汎用型ユニットが開示されている。この特許は、全体として、三次元的汎用型ユニットの極めて多数をグループ化することにより形成することができる三次元的構造体に関するものである。この特許明細書は、１つのユニットから別のユニットへの電力の伝達、また、接続機構に関するより詳細を開示しているが、この場合にも、これらのユニットが接続され且つ、互いに対して動く方法は特に煩雑で且つ非効率的である。
【０００９】
最後に、米国特許明細書４，６０８，５２５号には、セル型ロボット装置が開示されている。ロボットセルは、セルの各々が制御されて、互いに協調して作用するよう調和されている。この場合にも、この特許には、これらユニットを接続し又はこれらのユニットを互いに対して動かす特に効率的な方法は開示されていない。
【００１０】
これらの解決策にも拘らず、当該技術にて、サブユニット（すなわちモジュール）を接続し、連通及び演算のための電力を提供し且つ、要素が１つの位置から互いに別の位置まで、急速に且つ迅速に動くのを許容する、自己構築型モジュラーシステムが当該技術にて必要とされていることが理解できる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数のモジュールにて形成されたマトリクスを含むモジュラー型自己構築及び演算システムに関する。モジュールの各々は、ピン及び穴型接続部を通じて互いに取り外し可能に接続された６つまでの接続組立体を備えている。接続組立体の各々は、モジュールの中央に配置された電源と連通することのできる中央コネクタと、接続板を有する取り外し可能な脚部とを備えている。典型的に、１つのモジュールの各脚部は、２つの軸線の回りを回動し且つ、モジュールハウジングから伸び、また、モジュールハウジングに向けて後退することができる。色々な型式のアクチュエータを使用して脚部を回動させ、伸長させ且つ後退させることができる。少数のメモリをモジュール内又はモジュール脚部の各組み内に配置することができる。更に、接続板は互いに係合するよう回転可能である。接続板の間にて連通システムを提供し、１つのモジュールを別のモジュールと接続し且つ、その別のモジュールと連通可能であるようにすることができる。演算システムがその向きを認識することができるようにするため、６つの側部のハウジングの各側部は番号が付され且つ識別されている。
【００１２】
モジュールのグループは、マトリクス型構造体に形成することができ、また、色々なモジュールに対しその脚部を動かし又は回動するよう命令することにより、全体的な構造体は、その形状及び（又は）寸法を変化させ又は色々な作業を実行し得るよう動かすことができる。更に、モジュールは、脚部を規則的な態様にて接続し且つ切り離すことによって１つの箇所から別の箇所まで動かすことができる。例えば、単一のモジュールを同時に全体的なマトリクスの一端から他端まで動かし、これにより全体的なマトリクスをゆっくりと且つ順序だった態様にて動かすことができる。更に、１組みのモジュールは、別の組みのモジュールに対して動いて直線状動作又は回転動作を引き起こすようプログラム化することができる。これと代替的に、複数のモジュールをマトリクスに追加し、次に、適宜な位置まで動かし、その結果、所望の形状及び寸法を有するマトリクスとなるようにしてもよい。
【００１３】
各モジュールに対する電力及び演算機能は連通と共に、伝送される。１つのモジュールが電力を失うならば、その他のモジュールは異なる電源から電力をそのモジュールに向けることができる。最後に、モジュールの各々は、独特の識別値又はアドレスを有し又は割り当てられ、これにより特定のモジュールに対し所望の作業に対する命令が与えられることを可能にすることができる。
【００１４】
このシステムにより、モジュールのマトリクスは、任意の所望の形状を形成し且つ、任意の所望の機能を実行することができる。マトリクスは、最初、スプーンとし且つ、フォークに変化することができる。消防車は、その消防車自体がモジュールから形成されるならば、１つのツールを保持し又はツールを全く保持しないようにすればよい。建築現場において、モジュールのマトリクスにて形成された単一の機械をその現場にて多数の作業を実行し得るよう迅速に適応させることができる。
【００１５】
本発明の追加的な目的、特徴、及び有利な効果は、同様の参照番号は幾つかの図面にて相応する部品を表す添付図面と共に検討したとき、好ましい実施の形態の以下の詳細な説明からより容易に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
先ず、図１を参照すると、本発明の１つの好ましい実施の形態に従った単一の６面モジュール１０が示されている。モジュール１０は、ハウジング１２と、１組みの脚部１４という２つの主要な構成要素にて形成されることが好ましい。ハウジング１２は、立方体として示されているが、球のようなその他の形状にて形成することも可能である。ハウジング１２は、互いに取り外し可能に結合された６つの接続組立体２００、３００、４００、５００、６００、７００を備えている。その立方体の形態にて、ハウジング１２は６つの面を有する。前面２０、左側面２１及び頂面２２のみが示されている。面の各々は、それぞれの脚部２５、２６、２７、２８、２９、３０を受け入れて６つの脚部を有するハウジング１２を提供する取り付け領域を提供する。脚部１４は、所望であれば、ハウジング１２の各隅部（別個に標識せず）に配置し、８つの脚部を有するモジュール１０となるようにしてもよい。脚部１４は、各面及び各隅部の双方に配置し、１４の脚部を有するハウジング１２となるようにしてもよい。勿論、任意の中間の数の脚部とすることも可能である。１つの好ましい実施の形態において、ハウジング１２は、脚部２５ないし３０を回動可能な態様にて支持する。脚部２５ないし３０の各々には、それぞれの接続板３１ないし３６が設けられる。モジュール１０は、全ての３つの軸線の回りにて対称であり且つ、多数のモジュール１０をそれぞれの接続板３１ないし３６を取り付けることにより互いに接続してマトリクスを形成することができる。最下方モジュール１０は、マトリクスを支持する脚部としてそれらの接続板３１ないし３６を使用することができる。
【００１７】
次に、図２を参照すると、１つの脚部３０をハウジング１２に接続する状態の分解図が示されている。上述したように、脚部３０のような典型的な脚部は、接続組立体４０のため、ハウジング１２に対して任意の方向に回動させることができる。接続組立体４０は、ハウジング１２内にて強固に取り付けられた矩形のフレーム４１を有している。フレーム４１は、４つのビーム４３ないし４６と、中央に配置された凹所４９の境界を画成する湾曲した後壁４７とを有している。対向する位置にあるビーム４４、４６は、互いに対向して対称に配置された取り付け穴５０（１つのみを図示）を有している。湾曲した後壁４７及びフレーム４１は、凹所４９を形成し、該凹所４９内に回動組立体５１が第一の軸線５２の回りにて回転し得るよう取り付けられる。回動組立体５１は、４つのビーム５５ないし５８にて形成された矩形のハウジング５４を有している。２つのビーム５６、５７は、フレーム４１の取り付け穴５０と全体的に協働して回動組立体５１の回動動作を許容する外方に伸びるピン５９、６０を有している。任意の型式の軸受を使用して、この回動接続部における摩擦を減少させることができる。回動組立体５１の残る２つのビーム５５、５８は、取り付け穴６１（その１つのみを図示）を有している。脚部３０の一端６２は、全体として回動組立体５１の取り付け穴６１と協働する外方に伸びる取り付けピン６３（その１つのみを図示）を有している。この場合にも、異なる型式の回動接続部として任意の型式の転がり防止軸受を使用することができる。例えば、ロッドは、ハウジング５４に取り付け、また、１つのビーム５５から脚部３０を通って別のビーム５８まで伸びて回動接続部を形成するようにしてもよい。脚部３０が１つの軸線の回りのみを回動するよう制限されるならば、その場合、隣接する脚部は、互いに直角の軸線の回りを回動するよう設定し、その他の回動脚部との干渉を回避する必要がある。
【００１８】
図１に示すように、別の脚部２８を特に参照すると、脚部２８の一端６４は、脚部３０に関して上述したようにハウジング１２に取り付けられる。脚部２８の他端６５は、接続板３４に取り付けられる。脚部２５ないし３０は、自立するものとし又は図１に示したように、ハウジング１２から脚部２８の接続板３４の端縁まで伸びる、張力ケーブル６６によって補強することができる。ケーブル６６は、脚部２８を伸ばし、後退させ又は回動させるとき、必要に応じてリール巻きし且つ巻き戻すことができる。ケーブル６６は、利用されるとき、脚部２５ないし３０に対しリッジ付きで且つより安定的な支持体を提供する。脚部２５ないし３０自体は、伸長可能なハウジング及び移動システムを使用して所望に応じて伸ばし且つ後退させることができる。
【００１９】
次に、図３を参照すると、その関係した接続組立体４０内にて回動可能に取り付けられた１つの脚部３０が図示されている。組立体４０は、ビーム４６に取り付けられた一連の穴６７ａと、ビーム４５から伸びる一連のピン６７ｂとを有する。６つの脚部が接続されてモジュール１０を形成するとき、１つの組立体４０からのピン６７ｂを図示しない隣接する組立体のそれぞれの穴（図示せず）内に挿入する。図３にて、１つの系統の穴６７ａ及び１つの系統のピン６７ｂとして示されているが、噛み合いコネクタが合わさってピンが穴と直線状となる限り、ピン及び穴の組み合わせが各ビームに存在するようにしてもよいことを理解すべきである。後壁４７は、電池６９に取り付け得るよう中央コネクタ６８まで伸びている。電池６９は、モジュール１０に対する中央電源である。電源６９は再充電可能であるが、該電池６９が何らかの損傷を受けたとき、該電池は、容易に交換することもできる。
【００２０】
次に、図４を参照すると、多数の型式の伸長可能なビーム構造体を脚部２５ないし３０の各々にて使用することができる。例えば、脚部３０は、該脚部３０をハウジング１２（図１に図示）に接続する取り付けピン６３を有する。電池６９のような電源（図２に図示せず）を利用して脚部３０を動かすことができる。１つの実施の形態において、脚部３０は、伸縮可能な形態にて形成することのできる一連の管状部材７０ないし７３を有している。勿論、管状部材７０ないし７３は、矩形の管のような任意の型式の中空の形状の形態とすることもできる。最大の外管７０は、ハウジング１２と接続される一端に取り付けピン６３を有する一方、最小の内側管状部材７３は、接続板３６と接続される。使用時、脚部３０が伸びる必要距離が短いならば、中間の管７１のみを内方に且つ外方に動かすことができ、また、脚部３０を完全に伸ばすことが必要とされるならば、管７１ないし７３の全てを互いに動かすことになろう。このようにして、最強の管７１が最も頻繁に使用され、また、より小さい内管７３は、使用される回数が少ないであろう。
【００２１】
異なるモジュールの間にて連通するため、ハウジング１２と各接続板３１ないし３６の間に電気的且つ光学的連通状態が提供される。例えば、線及び光ファイバをケーブル７６となるように束ねることができ、該ケーブルは、脚部３０が伸び又は後退するとき、伸び又は後退するようにされよう。ケーブル７６が摺動する管状部材７０ないし７３によって挟み込まれるのを避けるため、ケーブル７６は、ピル型ケーブル支持体８０によって保護される。この配置において、脚部３０の最内側の管状部材７３はその最外端にて接続板３６に取り付けられ且つ、次の最大の管７２内に摺動可能に取り付けられる。次の最大の管７１は、その外端にて開放し、管７２を受け入れる。同様の態様にて、寸法が漸進的に大きくなり且つ同様の形状をした幾つかの外管を管状部材７０ないし７３により図２に示したように、使用することができる。次の最大の管７０は、その内側にて、ケーブル７６が通過するのを許容する小さい中央穴８５を除いて閉塞されている。ケーブル支持体８０が最内側管７３の開口部内に設けられる。管７１、７２、７３が後退すると、各管の開口部は、最内側管７３の端部に固定されたケーブル支持体８０と係合し、これによりケーブル７６を挟み込むのを防止する。要するに、ケーブル支持体８０はケーブル７６を各開口部を通して案内する。
【００２２】
図５に示した１つの好ましい実施の形態において、色々な管７１ないし７３の推進は、一連のモータ９０（その１つのみを図示）により駆動される一連のねじ−ナットアクチュエータ８９によって行われる。内側組みのモータ９０の各々は、それぞれのねじ付き軸９２を駆動する。軸９２が回転するとき、管７３が軸方向に動き、これにより脚部３０の全体が伸びるように、軸９２を受け入れるようナットが形成される。該ナットは、従来の内ねじ部材とするか又は回転歯車９３から形成することができる。歯車９３が存在するとき、これらの歯車は、オーバライド機能を提供する。従来のねじナット線形アクチュエータにおいて、線形のねじ付き部材を強制的に動かすと、アクチュエータは破断する。現在の設計において、過剰な力がねじ付き部材９２に加えられたとき、歯車９３は回転して脚部３０の全体を圧縮することを許容する。かかるオーバライド状況を引き起こすのに必要な力は必要に応じて調節することができる。
【００２３】
脚部の各々を伸ばし且つ後退させるため、幾つかの異なる更なる型式の線形アクチュエータ（図示せず）を使用することができる。ねじナット型アクチュエータが図５に示されているが、管７１ないし７３の長さに沿って配置された一連の磁石の形態をした代替的なアクチュエータを使用することが可能であると考えられる。一連の磁石の間に配置された電磁石は、それらの各々を演算機構又は中央処理装置（図９に図示）により制御することができる。特定の磁石を選択的に作動させることにより、管７１ないし７３が互いに移動する距離は制御される。電池６９（図９に図示）のような任意の経済的で且つ効率的な電源を利用することができる。この場合、電力は、多岐に亙る機構によってアクチュエータから脚部３０に伝達される。子供の安全ゲートにて見られるもののような、いわゆる「伸縮やっとこ（ｌａｚｙ  ｔｏｎｇ）」機構又は折り畳み格子を使用することもできる。折り畳み格子の一端は、脚部３０の回動基部管７０に取り付けられ、多端は接続板３６に取り付けることができる。シーザ脚部の第一の組みが、脚部基部管７０に取り付けられたアクチュエータによって互いに接近されると、格子構造体の全体が伸びて、これにより脚部３０を伸ばす。この拡大する格子は、上述した伸縮式管状部材７０ないし７３内に配置される。別の配置は、各端部に開口部を有する一連の円錐形の形状の部材を含むことになろう。円錐体は、入り子式の形態にて配置される。円錐体は、ケーブルが貫通して伸びるのを許容する、長手方向開口部を有する。ケーブルを引っ張って緊張させると、円錐体は強制的に伸びる。上述したもののような伸縮式管７０ないし７３は、円錐体の回りに配置して追加的な安定性を提供することができる。伸縮式管７１ないし７３内に直接組み込まれた伝動アクチュエータを使用してもよい。
【００２４】
脚部２５ないし３０を回動させるアクチュエータは、マトリクスを動かすのに十分な力を提供するのに強力でなければならない。また、これらアクチュエータは、脚部２５ないし３０が回動したならば、脚部２５ないし３０を所望の角度にて保持するのに十分な力を有することにもなろう。好ましくは、脚部２５ないし３０に対して中立位置を提供し、これら脚部が必要に応じて自由に回動し得るようにする。アクチュエータのような使用することが好ましい機構は、その駆動軸にウォーム歯車を有する高速電気モータである。モータを停止させるため、ブレーキも設けられる。ウォーム歯車は、小型の円形歯車と接続された大型の歯車と接続され、小型の歯車はラックを駆動して平行移動動作を提供する。かかるモータ及び歯車は当該技術にて周知であるため、これらについては本明細書にて詳細には説明しない。
【００２５】
次に、図６Ａを参照すると、接続板３１ないし３６は、幾つかのモジュール１０の間にて連通及び電力の輸送を行うよう幾つかの設計とすることができる。例えば、接続板３６は、全体として、中央領域１００と、所望であるならば、独立的に回転可能である外側領域１０５とに分割される。中央領域１００は４つの部分１１０ないし１１３に更に分割することができ、その部分の各々は電力接続部１２０と、連通チャネル１２５とを有する。４組みの電力接続部１２０及び連通路１２５を使用することは、冗長性を許容し、このため１つのチャネルが故障したならば、その他のチャネルが代わりに作用することができる。図４を参照すると、ケーブル７６は、一端にてハウジング１２と接続され且つ他端にて接続板３６と接続されハウジング１２及び電力接続部１２０と連通チャネル１２５との間に連通状態を提供する。ケーブル７６と接続板３６との間の一定のケーブル接続の場合、接続板３６はその管状の支持部材７０に対し制限された程度だけ回転しケーブル７６の過剰なトルクを防止することができる。勿論、ケーブル７６が固定の接続部を通じてではなくて、電気的設定ピン接続を通じて接続板３６と連通するならば、接続板３６は制限されずに回転することができる。接続板３６は、図７Ａないし図７Ｃに関して以下により詳細に説明するように、接続板の間にて相対的に長期間の機械的接続部を提供するプランジャ１２６と、フック１２７とを有している。
【００２６】
図６Ｂには、接続板３６が電磁石１３０又は接続クランプ及びピン１３５、１４５の何れかを使用して長期間又は短期間の接続のため、その他のモジュール接続板と接続することができる１つの代替的な接続方法が示されている。更に、電磁石１３０を使用して信号を送り且つ受け取ると共に、電力を連結された相互インダクタンスを通じて伝達することもできる。電磁石１３０が信号及び電力を伝送する場合、連通領域１４０及び電力導管は接続面３６から廃止してもよい。図６Ｂには、機械的接続ピン１３５と共に電磁的接続部が示されているが、色々な機械的接続方法を色々な連通方法と互換可能に使用することが可能であることが理解される。
【００２７】
図６Ａのプランジャ１２６及びフック１２７の機械的接続部が係合する態様は、図７Ａないし図７Ｃに図示されている。フック１２７、１２７´は回転して係合すると、プランジャ１２６、１２６´は、それらの協働する傾斜した頂面１２８、１２８´の作用によって後退する。フック１２７、１２７´がプランジャ１２６、１２６´を通過すると、プランジャ１２６、１２６´は、伸び且つフック１２７、１２７´の後部１４７、１４７´と係合して、これらのフックをその位置に係止する。プランジャ１２６、１２６´を後退させ且つ、接続板３６を接続板３６´に対する反対方向に回転させることにより、接続部を破断させることができる。代替的な接続機構を使用することもできる。その何れの場合でも、望まれるのは、解放可能な強力な接続部だけである。接続板３６は、モータを使用して脚部３０に対して回転させることができる。上述した脚部３０の回動接続の場合のように、接続板３６は、特定の位置にて可撓性であり又は所望に応じて自由に回転するのを許容しなければならない。
【００２８】
作動時、図８に示したように、より大きいグループのモジュール１０は、上述したように、それらの接続板３１ないし３６を接続することにより、互いに組み立てられる。１つのグループのモジュールがマトリクス１５０に接続されたならば、モジュールが互いに対して動く態様に関して幾つかの選択肢が利用可能である。例えば、二次元的マトリクス１５０において、モジュールの中央列１５５は、１６０、１６５モジュールの外側列に対して１つのグループで動くことができる。その場合、中央列１５５を使用してレバーを押し又は引っ張り又は物品を上昇させ又は下降させることができる。グループが平行移動及び回転動作の双方にて動くならば、そのグループは、マトリクス１５０の全体に対する脚部として作用し、また、マトリクス１５０の全体が動くための経路を提供する。伸びることにより、色々なグループが動き且つ回動するならば、物品を挿入し又は所望の箇所に配置することができるように物品を操作することのできるアーム及びハンド（図示せず）を形成することができる。更に、多数のモジュール１０をマトリクス１５０に追加してその全体的な寸法を増大させることができる。
【００２９】
モジュールのグループを互いに動かすことに加えて、単一のモジュール１０又はモジュールのグループの位置を互いに変更し、マトリクス１５０の全体形状を変化させることができる。例えば、図８に示すように、モジュールＡは、モジュールＢに取り付けられる形態からモジュールＣに取り付けられる形態に動かすことができる。この動作は、モジュールがＢからＣまで動くとき、モジュールＡをスピニングさせることにより実現することができる。モジュールＡはまた、マトリクス１５０の側部に沿って下方に進む前に、その回転を続行し且つモジュールＣの別の接続板と接続することにより、マトリクス１５０の隅部の回りを動くことができる。同様の態様にて、モジュールＡは、その他のモジュールのストリングに沿って動くことができる。
【００３０】
１つの縦列の側部に沿って立ち上がる何百万ものかかるモジュールにより、また、これらのモジュールを縦列の頂部に配置して更に別の層のモジュールが縦列の側部に沿って立ち上がり、次の層を配置することを許容することにより、建築される建物を想定することができる。縦列の重量が僅かであるならば、又はモジュールの横列の場合、新たなモジュールはその縦列又は横列にて第一のモジュールの位置を簡単に置換し、これにより１つの空間に亙って横列又は縦列を変位させることができる。この動きは、全てのモジュールは互換可能であるから、同一の最終的な形態をより迅速に実現する。
【００３１】
回転動作は、またより大規模に引き起こすこともできる。例えば、１２のモジュール（別個に識別せず）の四角形によって取り囲まれた一連の４つの内側モジュールＤを使用してかかる回転を形成することができる。モジュール１０は図８に示したものであることが理解される。４つの内側モジュールＤは、外側四角形の内面を歩き回り、これにより内側モジュールＤを外側グループに対し回転させる。より大きいグループのモジュールは、同一の動きを実現することができ、この場合、９つのモジュールのグループは１４の１つのグループ内にて回転することができる。更により大型のグループの場合でも、内側グループは、ほぼ円形の形状とし、外側グループは輪の形状とすることができる。
【００３２】
各グループ内にて脚部の長さを伸ばし又は後退させることでマトリクス１５０の全体を膨張させ且つ収縮させることができる。かかる動きは、モジュールをマトリクス１５０に追加し又は減少させることを必要とせずに実現され、また、極めて迅速な態様にて行うことができる。同様に、マトリクス１５０を１つの方向にのみ膨張させることができるならば、その方向に対し平行な脚部のみを伸ばすことができる。多数の組み合わせ又はマトリクス１５０の戦略的な部分を膨張させ且つ回転させることは、マトリクス１５０の全体に極めて複雑な動きを招来させるものと考えられる。
【００３３】
マトリクス１５０の電力システムは、全てのシステムと同様に、単一のモジュール１０にて開始する。図９に示すように、モジュール１０の各々は、少なくとも１つの電池６９又はその他の同様の電源と、少なくとも１つの中央処理装置９９とを有することが好ましい。電源６９が６つの全ての接続板と連通し、これによりマトリクス１５０内のその他の各モジュールと接続することができるように配線１７０が提供される。同様の態様にて、中央処理装置９９は、モジュール１０の各接続板に対する配線１７１と接続され、これにより中央処理装置９９をマトリクス１５０内のその他の各処理装置と接続すようにすることができる。モジュールの各々は少量のメモリ（例えば、１００キロバイト）を有することができる。これと代替的に、モジュール内の各組みのキャップは、それ自体の小型のメモリ源を保持するようにしてもよい。モジュールの各々は、それ自体の個別の電源を有する設計とされている。しかし、１つの電源が停止したならば、その停止した電源を有するモジュールは、隣接するモジュールから電力を吸引することが可能である。更に、一部のモジュールは、それらの電源が除去され、しかも依然として隣接するモジュールからの電力を使用して機能し得るようにすることができる。また、電力は、一連のモジュールを通じて伝送してもよい。かかるモジュールはまた、電力伝達線として作用することもできる。図９には、偏心位置にて示されているが、電池６９は、以下により詳細に説明するように、モジュール１０の中央部分内に収容されることが好ましい。
【００３４】
図１を再度参照すると、各ハウジングの間の連通は、各ハウジングがその向きを識別することにより始まる。１つのモジュール又は１組みの脚部が１つのアドレスを得ることができる２つの方法。すなわち、１）モジュール又は脚部の組みが識別（ＩＤ）値を保存する明示的方法、又は２）集合的なマトリクスが各モジュールがデータパケットを伝送し、また、１つを指定のカウンタから減算するステップを含むアルゴリズムのような技術を利用する暗黙的方法がある。第一の例において、アドレスは明示的であり、モジュールの各々は独自のＩＤ値を有する。この値は、一定とし且つ、モジュールが製造されるとき、予め割り当てることができる。また、ＩＤ番号は、１つのモジュールにて各組みの脚部に割り当てることもできる。メモリの一部分（モジュールのコア又は脚部内にあるかどうかを問わず）を使用してＩＤ番号を保存することができる。ＩＤ番号は、絶対値又は相対値とすることができる。マトリクス内の幾つかのモジュールからのＩＤ値の組み合わせを使用して、特定のモジュールのアドレスを推定するべく１つのアルゴリズムを使用することができる。
【００３５】
上述したように、ハウジング１２は６面を有する立方体として表現することができる。各面には、１つの番号が割り当てられる。例えば、各偶数がその偶数の前の奇数に対向するようにすることができる。従って、２は１に対向する。４は３に対向し、５は６に対向する。更に、奇数は、１つの隅部の回りにてグループ化され、偶数は対向する隅部の回りにてグループ化され、偶数は時計回り方向に向けて上昇する順序にて配置されている。従って、例えば、前面２０は、１として割り当てられ、左側面２１は２として割り当てることができ、その後も同様である。番号の配置はまた、対向する面が７つまで追加する標準的な左側又は右側ダイスの配置とすることもできる。番号は、予め割り当てるか、又は２つの接続組立体２００、３００、４００、５００、６００、７００がパターンに基づいて接続されるとき、割り当てることができる。２つの接続組立体が係合したとき、それらの相対的な向きを使用してモジュールの各面の各側部にどの番号が割り当てられるかを決定することができる。標準化し又は均一なパターンを使用することは、例えば、新たなモジュールを形成すべく組立体が互いに結合する毎に、新たなパターンを生成すべく無作為な番号発生器を利用しなければならない場合と比べて、システムのリソースを節約することになる。
【００３６】
マトリクス１５０を配置するため、暗黙アドレス方法が利用される。マトリクス１５０が形成されたならば、各モジュール１０の位置に１つのアドレス又は値が割り当てられる。特定のモジュールに対する命令は、モジュールのアドレスに送ることができる。実際、１つのモジュールが故障したならば、そのモジュールは交換し、新たなモジュールが故障したモジュールの位置及びアドレスをとり、これにより交換による障害を最小にすることができる。各モジュールの位置は、２進数として保存することができる。簡略化のため、一例として３桁の番号が使用されよう。より大型のマトリクスに対し遥かに大きい番号を使用することが可能であることを理解すべきである。アドレスは、予め割り当てられ且つメモリに保存することができ又はこれらのアドレスはアルゴリズムにより割り当てることができる。
【００３７】
アドレスが割り当てられたならば、データを送信することのできる多数の方法がある。線形アレイにおいて、データのパケットは、１つのカウンタに割り当てられた最終アドレスを含み、またカウンタが各モジュールまで移動するとき、そのカウンタから１つを減算することができる。パケットのカウンタ値が零に等しいとき、パケットはその目的地に到達している。例えば、データパケットは、０１１の目的アドレスを有することができる。カウンタ値は０ではないため、データパケットは、移動を続け、カウンタから１つを減算し、これにより０１０の新たなカウンタ値を有することになる。この過程は、データパケットが零に等しいカウンタ値によって決定されたその目的地に到達する迄、反復される。このシステムは、各モジュールがそれ自体のアドレスを知る必要がない点にて特に有益である。特に大きいグループの場合、マトリクスは、８つの組みに分割することができ、その組みの各々は標識される。データが第５の組みの第３番目のモジュールに行くことを望むならば、２進のアドレス５−０１１又は１０１０１１を使用し且つカウンタに割り当てることができる。
【００３８】
二次元的配列において、アドレスは、各アドレスが各方向に対し６桁の２進数を有するように両方向に向けて与えられるであろう。同様に、三次元的マトリクスにおいて、２６２、１４４のモジュールを有する立方体に対し、３つの６桁の２進数が使用される。勿論、二次元的及び三次元的マトリクスにおいて、目的モジュールまでの最も迅速な経路を探知することが重要となる。二次元的配列において、方向をデータパケットに追加し、そのデータパケットが最終目的地のみならず、移動すべき特定の経路も知るようにすることができる。例えば、値０００は、「停止」を、０１０は上昇を、０１１は下降をそれぞれ意味し、１００は左方向を意味するようにすることである。かかる方向は、データパケットの移動方向に対するものとし又はマトリクスの全体的な向きと比較して絶対値とすることができる。最適化アルゴリズムを使用して最短の経路を演算し、次に、その経路をデータパケットに伝送することもできる。益々大型のマトリクスの場合、目的地を識別するより大きいアドレスを使用することができる。
【００３９】
図１０ないし図１４について、それぞれの脚部２５、２７、２８、２９、３０を有する接続組立体２００、４００、５００、６００、７００を互いに取り外し可能に結合し、これら脚部の各々が電池６９と連通する態様に関して説明する。本発明の理解を助けるため、接続組立体２００、３００、４００、５００、６００、７００の各々にて同様の部品に対し相応する番号が使用されることを理解すべきである。例えば、接続組立体２００は、後壁２４７を有する一方、接続組立体３００は、後壁３４７を有し、接続組立体４００は後壁４４７を有する等である。
【００４０】
次に、図１０を参照すると、脚部２５及びその関係した接続組立体２００の分解図が図示されている。脚部２５のような典型的な脚部は、接続組立体２００のため、ハウジング１２（図１に図示）に対して任意の方向に回動することができる。矩形のフレーム２４１は接続組立体２００に強固に取り付けられる。フレーム２４１は、４つのビーム２４３ないし２４６と、中央に配置された凹所２４９の境界を画成する後壁２４７とを有している。対向する位置に配置されたビーム２４４、２４６は、互いに対向して対称に配置された取り付け穴２５０（１つのみを図示）を有している。後壁２４７及びフレーム２４１は、凹所２４９を形成し、該凹所内に回動組立体２５１が第一の軸線２５２の回りを回転し得るよう取り付けられる。回動組立体２５１は、４つのビーム２５５ないし２５８にて形成された矩形のハウジング２５４を有している。２つのビーム２５６、２５７は、外方に伸びるピン２５９、２６０を有しており、これらのピンは、フレーム２４１の取り付け穴２５０と全体として協働して回動組立体２５１の回動動作を許容する。任意の型式の軸受を使用してこの回動接続部における摩擦を減少させることができる。回動組立体２５１の残る２つのビーム２５５、２５８は、取り付け穴２６１（１つのみを図示）を有している。脚部２５の一端２６２は、全体として回動組立体２５１の取り付け穴２６１と協働する外方に伸びる取り付けピン２６３（１つのみを図示）を有している。この場合にも、異なる型式の回動接続部の型式が異なるから、任意の型式の転がり軸受を使用することができる。例えば、ロッドをハウジング２５４に取り付け且つ、１つのビーム２５５から脚部２５を通って別のビーム２５８まで伸びて回動接続部を形成するようにすることができる。脚部２５が１つの軸線の回りのみを回動するよう制限されるならば、その場合、モジュール１０の隣接する脚部は、その他の回動脚部との干渉を回避し得るよう互いに直角である軸線の回りを回動するよう取り付ける必要がある。
【００４１】
図１に図示するように、また、脚部２８を特に参照すると、脚部２８の一端５６２は、脚部２５に関して上記に説明したように、接続組立体５００を介してハウジング１２に取り付けられる。脚部２８の他端５６５は、接続板３４に取り付けられる。脚部２５ないし３０は、自立型とするか又は図１に示すように、脚部２８の接続板３４の端縁までハウジング１２から伸びる張力ケーブル５６６により補強することができる。ケーブル５６６は、脚部２８が伸び、後退し又は回動するとき、必要に応じてリール巻きし且つ巻き戻すこともできる。ケーブル５６６は、利用されるならば、脚部２５ないし３０に対しより堅固で且つ安定的な支持体を提供する。脚部２５ないし３０自体は、伸長可能なハウジング及び駆動システムを使用することにより、所望に応じて伸ばし且つ後退させることができる。
【００４２】
次に、図１１を参照すると、モジュール１０´の接続部分が図示されている。図示するように、脚部２５は、その関係した接続組立体２００内にて回動可能に取り付けられるから、脚部２８は、その関係した接続組立体５００内に回動可能に取り付けられ、また、脚部３０は、その関係した接続組立体７００内に回動可能に取り付けられる。接続組立体２００は、ビーム２４３、２４４、２４５、２４６を有するのと同様に、接続組立体５００は、ビーム５４３、５４４、５４５、５４６を有し、接続組立体７００はビーム７４３、７４４、７４５、７４６を有する。一連の穴２６７ａが対向するビーム２４６、２４４の各々に形成されている。一連の穴５６７ａが対向するビーム５４４、５４６の各々に形成されるのと同様に、一連の穴７６７ａが対向したビーム７４４、７４６の各々に形成される。更に、一連のピン２６７ｂはそれぞれのビーム２４５、２４３の各々から伸びている。一連のピン５６７ｂがそれぞれのビーム５４５、５４３の各々から伸びるのと同様に、一連のピン７６７ｂは、それぞれのビーム７４５、７４３の各々から伸びている。組立体２００、５００、７００を接続するためには、１組みのピン５６７ｂを１組みの穴５６７ａ内に挿入し、１組みのピン２６７ｂを１組みの穴５６７ａ内に挿入し、また、１組みのピン７６７ｂを１組みの穴２６７ａ内に挿入する。残りのピン及び穴を使用して残りの接続組立体３００、４００、６００（図１１に図示せず）を取り付け、これにより、図１に示したハウジング１２を形成することができる。図１１に示した接続部は、一連の４つの穴及び一連の４つのピンを利用するが、噛み合いコネクタが合わさって各ピンが穴と直線状となる限り、任意の組み合わせのピン及び穴が各ビームに存在するようにすることが可能であることを認識すべきである。
【００４３】
接続組立体２００、３００、４００、５００、６００の各々は、関係した後壁２４７、３４７、４４７、５４７、６４７、７４７を有している。１つの好ましい実施の形態において、この後壁は、截頭角錐体の形態をしている。図１０ないし図１４を参照。次に、図１２を参照すると、接続組立体４００は、接続組立体７００に結合された状態で示されている。接続組立体２００、５００、７００に関して上述したように、接続組立体４００は、４つのビーム部材４４３ないし４４６と、関係したピン４６７ｂと、穴４６７ａとを有している。更に、組立体４００の後壁４４７は、４つの斜角面４８０と、頂部分又は中央コネクタ４６８とを有している。同様に、組立体７００の後壁７４７は、４つの斜角面７８０と、頂部分又は中央コネクタ７６８とを備えている。図示するように、組立体７００が組立体４００と結合されたとき、斜角面４８０は、斜角面７８０と当接し、中央コネクタ４６８、７６８が互いに直角を形成する。立方体電池６９は、中央コネクタ４６８、７６８により形成された直角内に嵌まることができ、このため立方体電池６９の１つの面は、中央コネクタ４６８、７６８の各々と当接する。
【００４４】
次に、図１３を参照すると、立方体モジュール１０の４つの面又は接続組立体３００、５００、６００、７００が図示されている。接続組立体２００、４００、５００、７００に関して上記に説明したように、接続組立体３００、６００の各々は、４つのビームを有しており、その内、ビーム３４６、５４６、６４５、７４５が図示されている。更に、接続組立体３００、５００、６００の各々がそれぞれの斜角面３８０、５８０、６８０を有する後壁３４７、５４７、６４７を包むことを理解すべきである。
【００４５】
図１３から直ちに明らかとなるように、組立体３００、５００、６００、７００が接続されたとき、それらのそれぞれの斜角面３８０、５８０、６８０、７８０は互いに当接し、また、それらのそれぞれの後壁３４７、５４７、６４７、７４７は、その内部に立方体容器９００を保持することのできる、参照番号８００にて全体として示した四角形の開口部又は電池ハウジングの境界を形成する。容器９００は電力セル又は電池６９の形態とすることができるが、該容器は、別の型式の燃料に対するリザーバとし又は電子機器、センサ又は機械的装置を収容することができる。
【００４６】
組立体３００、５００、６００、７００が接続されたとき、容器９００の側部９０１は中央コネクタ５６８と、側部９０２は中央コネクタ６６８と、側壁９０３は中央コネクタ３６８と、側部９０４は中央コネクタ７６８とそれぞれ当接する。図示しないが、残る接続組立体２００、４００が図１３に示したように、接続組立体３００、５００、６００、７００に取り付けられたとき、容器９００の残りの側部は、接続組立体２００、４００の中央コネクタと当接することになろう。
【００４７】
電池６９は、モジュール１０の中央電源である。電池６９は、再充電可能であるが、この電池は、該電池６９が何らかの損傷を受けたならば、容易に交換可能である。電池６９の形状は、接続組立体２００、３００、４００、５００、６００、７００の各々が共にハウジング１２内にて組み立てられたとき、電池６９と連通可能である態様と相俟って、６つの脚部２５ないし３０及びそれらの関係した接続板３１ないし３６を１つの電池６９にて給電することを許容する。図９に関して上記に説明したように、電源６９がモジュール１０の６つの接続板３１ないし３６の全てと接続し、これによりマトリクス１５０内のその他の各モジュールと接続できるよう、配線１７０が提供される。この配置は、その関係した接続板３１ないし３６がマトリクス１５０内の別のモジュール及びその関係した接続板３１ないし３６との連通を通じてモジュール１０内の電池６９を再充電することを許容する。この形態は、電池６９の交換を容易にすることも許容する。
【００４８】
モジュール１０内の容器又は電池６９´は、新たな容器又は電池６９´´と交換可能である態様について図１４ａないし図１４ｃに関して説明する。第一のモジュール１０００は、第一、第二、第三及び第四の接続組立体１０１０、１０２０、１０３０、１０４０と、第一、第二、第三、第四の脚部１０５０、１０６０、１０７０、１０８０とを有している。同様に、第二のモジュール２０００は、第一、第二、第三、第四の接続組立体２０１０、２０２０、２０３０、２０４０と、第一、第二、第三、第四の脚部２０５０、２０６０、２０７０、２０８０とを有している。第三のモジュール３０００は、第一、第二、第三、第四の接続組立体３０１０、３０２０、３０３０、３０４０と、第一、第二、第三、第四の脚部３０５０、３０６０、３０７０、３０８０とを有している。第四のモジュール４０００は、第一、第二、第三、第四の接続組立体、４０１０、４０２０、４０３０、４０４０と、第一、第二、第三、第四の脚部４０５０、４０６０、４０７０、４０８０とを有している。簡略化のため、図１４Ａないし図１４Ｃにおけるモジュールは、各々が４つの接続組立体と、４つの脚部とを有する状態で示してある。勿論、モジュールの各々は、６つの接続組立体と、６つの脚部とを有することができるが、マトリクス１５０´によって実行される特定の仕事に対し必要とされる接続組立体と、脚部とがあればよい。図１４Ａに示すように、第一、第二、第三、第四のモジュール１０００、２０００、３０００、４０００は、互いに取り外し可能に結合され、マトリクス１５０´を形成し、該マトリクスは、第三及び第四のモジュール３０００、４０００によって支持面５０００の上に支持されている。交換すべき電力セルモジュール６９´は第四のモジュール４０００内に配置されている。最初、接続組立体４０１０は、上述したように中央コネクタを介する等によって、それ自体を電池６９´に取り付ける。次に、図１４Ｂに図示するように、接続組立体４０１０は、それ自体を第四のモジュール４０００の他の部分から取り外し且つ、脚部１０７０と脚部４０５０との間の接続部を介して脚部１０６０、２０８０の回動動作によって第四のモジュール４０００の他の部分から持ち上げられる。一方、この動きは、電池６９´を第四のモジュール４０００の他の部分から持ち上げることになる。脚部を回動させ且つ、伸ばす機構の詳細については、図１０の以前の説明を参照。脚部１０５０、１０６０、２０５０、２０８０を伸ばし、後退させ及び回動させることにより、マトリクス１５０´が色々な脚部１０５０、１０６０、２０５０、２０８０を配置し、これら脚部は互いに接続し且つ切り離し、これにより第一のモジュール１０００を第二のモジュール２０００にて「歩き回る」ようにすることができる。この動きの結果は、図１４Ｃにて見ることができ、この場合、第一のモジュール１０００は、その脚部１０８０が脚部２０６０と接続された状態にて第二のモジュール２０００の側部に配置される。この位置において、脚部１０７０又は４０５０の一方は伸ばし、これにより電池６９´を下降させ、面５０００を支持することができる。次に、接続組立体４０１０は、電池６９´から切り離し且つ、脚部１０８０又は��０６０の一方又は双方を伸ばすことを介して新たな電池６９´´の上に配置することができる。次に、接続組立体４０１０は該接続組立体を電池６９´に取り付けることができる迄、下降させることができる。この時点にて、それ以前のサイクルを逆転させ、接続組立体４０１０及び電池６９´´が第二のモジュール２０００の回りを「伸びて」戻り、電池６９´´が第四のモジュール４０００の他の部分に下降するようにする。電池６９´´がその位置になったならば、接続組立体４０１０は、それ自体を第四のモジュール４０００の他の部分と再度、取り付けることができる。その結果、図１４Ａに示したものと同一の形態を有するが、電池６９´に代えて新たな電池６９´´が存在する、マトリクス１５０´となる。勿論、図１４Ａないし図１４Ｃには、モジュールのマトリクスが協働して電池を交換する多数の方法の１つのみが実証する目的のためにのみを示されている。本発明の範囲は、上記に概説した特定のステップにのみ限定されるものとみなすべきではない。
【００４９】
本発明の好ましい実施の形態に関して説明したが、その精神から逸脱せずに、本発明に対し色々な変更及び（又は）改変例を為すことが可能であることは容易に理解されよう。全体として、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の１つの好ましい実施の形態に従った自己構築演算システムのハウジングの斜視図である。
【図２】図１によるハウジングと接続された脚部の分解詳細図である。
【図３】電池電源と共に回動する脚部の詳細図である。
【図４】脚部の内部電源と連通ケーブルと共に脚部の断面図である。
【図５】図１に示したハウジングの１つの脚部を作動させる駆動機構の図である。
【図６】６Ａは、本発明の第一の好ましい実施の形態に従った図１に示したハウジングにおける１つの脚部の接続板の図である。６Ｂは、本発明の第二の好ましい実施の形態に従ったハウジングにおける１つの脚部の接続板を示す図である。
【図７】７Ａ、７Ｂ及び７Ｃは、２つの異なる接続板が互いに係合する状態を示す一連の図である。
【図８】マトリクス内にて互いに取り付けられた１つの好ましい実施の形態の多数の中核を示す図である。
【図９】図８に示した中核の拡大図である。
【図１０】図１に従った関係した接続組立体の脚部を示す分解詳細図である。
【図１１】図１に従った３つの接続組立体の分解斜視図である。
【図１２】電池電源と共に、図１に従った２つの接続組立体の詳細を示す斜視図である。
【図１３】電池電源と共に、図１に従った４つの接続組立体の分解頂面図である。
【図１４】１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、４つのモジュールが協働して１つのモジュールの電源を交換する状態を示す一連の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【国際調査報告】
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