МЕХАТРОННО-МОДУЛЬНЫЙ РОБОТ
MECHATRONIC-MODULAR ROBOT

Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике, и может быть использовано при создании мехатронно-модульных роботов.
Одно из важнейших и перспективных направлений развития современной робототехники связано с разработкой нового класса устройств - многозвенных мехатронно-модульных роботов с адаптивной структурой. Структурный синтез при проектировании реконфигурируемых мехатронно-модульных роботов рассматривается как одновременное, автоматизированное решение двух задач выбора: порядка блочно-модульной сборки и варианта настройки априорно периодического закона изменения обобщенных координат (y, z), определяющего алгоритм управления движением.
Известен способ многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов заключающийся в проведении синтеза структуры многоинвариантной модели мехатронно-модульных роботов, и последующей фиксации полученных оптимальных решений (И.М.Макаров, В.М.Лохин, С.В.Манько, М.П.Романов, М.В.Кадочников. ИТ, "Технологии обработки знаний в задачах управления автономными мехатронно-модульными реконфигурируемыми роботами". - Приложение к ж. "Информационные технологии". М., "Новые технологии", 2010, №8, стр.3-7, рис.14 - прототип).
Указанный способ многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов заключается в создании конкретных модулей и запоминании конкретных положений отдельных модулей для решения целевых задач.
Недостатками данного способа являются его значительная сложность, низкая эффективность ориентации в окружающей среде реконфигурируемых мехатронных устройств, преимущественно мехатронно-модульных роботов.
Задачей предложенного технического решения является устранение указанных недостатков и создание мехатронно-модульных роботов, применение которых позволит ускорить процесс синтеза, а также повысит эффективность ориентации в окружающей среде и надежность работы создаваемых мехатронных устройств, преимущественно мехатронно-модульных роботов.
1
2
3
4
1
4
Решение поставленной задачи достигается тем, что предложенный мехатронно-модульный робот, согласно изобретению состоит как минимум из двух совокупностей сопряженных между собой тождественных модулей, предпочтительно трех и более, при этом каждая совокупность состоит как минимум из двух сопряженных между собой модулей, предпочтительно двух и более, первичного и вновь с ним сопрягаемого/ых вторичного/ых, имеющих интерфейсные площадки для стыковки, при этом один из двух сопрягаемых между собой модулей, преимущественно первичный, является управляющим по отношению к другому/им, вторичному/ым, с ним стыкуемому/им, причем указанная иерархия в структуре совокупностей мехатронно-модульного робота соблюдается при последующем сопряжении совокупностей до формирования окончательной структуры мехатронно-модульного робота, при этом в каждой совокупности стыкуемые с управляющим модулем вторичные модули имеют возможность к самостоятельному осуществлению алгоритма сборки и синтеза структуры робота на более низком уровне, чем упомянутый управляющий модуль, причем количество модулей, объединяемых в упомянутый робот, определено: из соотношения n=1, N, где n - количество модулей, объединяемых в один робот; из соотношения n=1+x+2x+4x+8x, где x, x=1,0 - количество интерфейсных площадок на модуле, N≤16 - предельное количество модулей, которые могут быть объединены в один робот, при этом сопряжение каждого нового модуля с ранее собранным/и осуществлено вдоль выбранного направления и обеспечено стыковкой его первой интерфейсной площадки с одной из свободных на любых других элементах конструкции, занимающих ближайшее крайнее положение в том или ином ряду, причем интерфейсные площадки каждого модуля выполнены с возможностью стыковки с аналогичными площадками, по крайней мере, в четырех диаметрально противоположных направлениях, при этом альтернативные переменные для алгоритмов управления синтезированной мехатронно-модульной конструкцией для описания параметров периодического закона движения выбраны из следующего соотношения:
Angle=A+Bsin(ωt+φ),
где А - значение обобщенной координаты, относительно которой происходит периодическое движение; В - амплитуда периодического колебания обобщенной координаты, причем суммарная величина |А|+|В| не превышает максимально допустимого отклонения обобщенной координаты модуля; φ - смещение фазы периодического движения.
<mrow><mover accent="true"><mrow><msubsup><mi>x</mi><mn>1</mn><mo>∗</mo></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow><mo>∗</mo></msubsup></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
В варианте исполнения, для оптимизационного структурного синтеза выбраны значения альтернативных переменных
, обеспечивающих максимальное значение функции:
<mrow><mi>f</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>y</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>x</mi><msub><mn>4</mn><mrow><mn>1</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>z</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow><mrow><mi>N</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>4</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow><msub><mi>N</mi><mi>c</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>10</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>→</mo><mi>max</mi></mrow>
при ограничениях n=1, N
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>A</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>10</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>12</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>B</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>14</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>17</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><msup><mi>y</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msup></mrow>
,
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>A</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>26</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>29</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>B</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>30</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>33</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><msup><mi>z</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable>
max
max
где y, z - максимально допустимые отклонения обобщенной координаты модуля относительно ее нулевого значения.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показаны отдельные мехатронно-модульные роботы со свободными интерфейсными площадками, на фиг.2 - мехатронно-модульный робот, состоящий из нескольких модулей, соединенных между собой по свободным интерфейсным площадкам и образующий фигуру в виде многоугольника, на фиг.3 - мехатронно-модульный робот, состоящий из нескольких модулей, соединенных между собой по свободным интерфейсным площадкам и образующий фигуру в виде квадрата, на фиг.4 - мехатронно-модульный робот, состоящий из нескольких модулей, соединенных между собой по свободным интерфейсным площадкам и образующий фигуру в виде прямоугольника.
Мехатронно-модульный робот 1 состоит как минимум из двух совокупностей 2 и 3 сопряженных между собой модулей 4, 5 и 6.
Один из двух сопрягаемых между собой модулей, преимущественно первичный 4, выполнен управляющим по отношению к другому, вторичному 5, с ним стыкуемому, причем указанная иерархия в структуре совокупностей мехатронно-модульного робота соблюдается при последующем сопряжении совокупностей до формирования окончательной структуры мехатронно-модульного робота. В каждой совокупности стыкуемые с управляющим модулем 4 вторичные модули 5 имеют возможность к самостоятельному осуществлению алгоритма сборки и синтеза структуры робота на более низком уровне, чем упомянутый управляющий модуль 4. В свою очередь, модуль 5, являющийся вторичным и управляемым по отношению к модулю 4, является первичным и управляющим по отношению к модулю 6. Указанная иерархия в структуре совокупностей мехатронно-модульного робота соблюдается при последующем сопряжении совокупностей 2 и 3 до формирования окончательной структуры мехатронно-модульного робота
Сопряжение каждого нового модуля с ранее собранным/и осуществлено вдоль выбранного направления и обеспечено стыковкой его первой свободной интерфейсной площадки 7 с одной из свободных аналогичных площадок 7 на любых других элементах конструкции, занимающих ближайшее крайнее положение в том или ином ряду. Несвободная интерфейсная площадка 8 образована за счет стыковки между собой двух свободных интерфейсных площадок 7.
Модули предложенного мехатронно-модульного робота могут быть соединены между собой следующим образом.
Рассматривают множество проектных элементов и вводят соответствующие альтернативные переменные путем представления дискретных чисел, соответствующих этим элементам, в двоичном исчислении.
<mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
Обозначают количество модулей, объединяемых в один мехатронно-модульный робот 1, без четко выраженной структуры,
. Тогда в двоичном исчислении получают при N≤16, где N - количество сторон; n - количество возможный итераций
<mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><mn>2</mn><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><mn>4</mn><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mo>+</mo><mn>8</mn><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub></mrow>
,
<mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><mn>1,</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mn>0.</mn></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></mrow>
где
При блочно-модульной сборке робота 1 полагают, что сопряжение каждого нового модуля с ранее собранными осуществляется вдоль выбранного направления и обеспечивается стыковкой его первой свободной интерфейсной площадки 7 с одной из свободных аналогичных интерфейсных площадок 7 на любых других модулях 4, 5 и 6, как элементах конструкции, занимающих ближайшее крайнее положение в том или ином ряду.
Выделяют этот алгоритм преимущественно как Асб. Описание порядка сборки приводят к указанию направления и места крепления очередного элемента с использованием алгоритма Асб.
cт
cт
ст
ст
ст
В направлении для стыковки n-го модуля n принимают четыре значения n=1 - север, n=2 - восток, n=3 - юг, n=4 - запад и представляют через альтернативные переменные:
<mrow><msub><mi>n</mi><mrow><mi>c</mi><mi>т</mi><mo>.</mo><mi>n</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>5</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mn>2</mn><msub><mi>x</mi><mrow><mn>6</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>,</mo></mrow>
<mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mi>N</mi><mo>,</mo><mtext> </mtext><msub><mi>x</mi><mrow><mn>5</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>6</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mrow><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><mn>1,</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mn>0.</mn></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></mrow>
где
Номер площадки, выбираемой для стыковки n-го модуля в двоичном исчислении, записывают в следующем виде:
<mrow><msub><mi>n</mi><mrow><mi>c</mi><mi>т</mi><mo>.</mo><mi>n</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>7</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mn>2</mn><msub><mi>x</mi><mrow><mn>8</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mn>4</mn><msub><mi>x</mi><mrow><mn>9</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>,</mo></mrow>
<mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>2</mn><mi>N</mi><mo>,</mo><mtext> </mtext><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>7</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>9</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mrow><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><mn>1,</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mn>0.</mn></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></mrow>
где
Альтернативные переменные для описания параметров периодического закона вводят следующим образом:
Angle=A+Bsin(ωt+φ),
где A - значение обобщенной координаты, относительно которой происходит периодическое движение;
B - амплитуда периодического колебания обобщенной координаты; суммарная величина |A|+|B| не должна превышать максимально допустимого отклонения обобщенной координаты модуля;
φ - смещение фазы периодического движения.
Настройкой параметров этого закона определяют алгоритмы управления синтезируемой мехатронно-модульной конструкции. Указанные параметры характеризуются дискретными значениями, имеющими соответствующие численные номера в пределах N≤16.
<mrow><mover accent="true"><mrow><msubsup><mi>x</mi><mn>1</mn><mo>∗</mo></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow><mo>∗</mo></msubsup></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
Затем для оптимизационного структурного синтеза выбирают значения альтернативных переменных
, обеспечивающих максимальное значение функции
<mrow><mi>f</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>y</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>x</mi><msub><mn>4</mn><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>z</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow><mrow><mi>N</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>4</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow><msub><mi>N</mi><mi>c</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>10</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>→</mo><mi>max</mi></mrow>
при ограничениях n=1, N
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>A</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>10</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>12</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>B</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>14</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>17</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><msup><mi>y</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msup></mrow>
,
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>A</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>26</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>29</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>B</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>30</mn><mi>n</mi></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>33</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><msup><mi>z</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><mover accent="true"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>41</mn><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable>
max
max
где y, z - максимально допустимые отклонения обобщенной координаты модуля относительно ее нулевого значения.
Для нахождения максимального значения функции f используют рандомизированный алгоритм многоальтернативной оптимизации, который дополняют еще одним уровнем в рамках управляемого роя частиц.
n
Для синхронизации процедуры метода роя частиц и вариационной процедуры многоальтернативной оптимизации на каждом шаге управляют выбором частицы для обновления скорости изменения координат, которую осуществляют с использованием рандомизированной схемы. С этой целью вводят случайную дискретную величину m, которая принимает значение m=1, M с вероятностью p. На первом шаге получают:
<mrow><msubsup><mi>p</mi><mi>n</mi><mn>1</mn></msubsup><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>N</mi></mfrac><msub><mo>∀</mo><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
<mrow><msubsup><mi>p</mi><mi>n</mi><mi>k</mi></msubsup></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mrow /><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></msubsup></mrow></mstyle><msubsup><mi>p</mi><mi>n</mi><mrow><msub><mi>ν</mi><mi>k</mi></msub></mrow></msubsup><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
<mover accent="true"><mi>n</mi><mo>˜</mo></mover>
<mrow><mover accent="true"><mi>n</mi><mo>˜</mo></mover><mo>=</mo><mi>ν</mi></mrow>
Далее изменение значений
при условии
осуществляют следующим образом. Определяют значение случайной величины
. Пусть
. Тогда скорости изменения координат на (k+1)-м шаге вычисляются:
n
а значение вероятностей p:
<mrow><msubsup><mi>p</mi><mi>n</mi><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><mfrac><mrow><msubsup><mi>p</mi><mi>n</mi><mi>k</mi></msubsup></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mi>ε</mi><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup></mrow></mfrac><mo>∀</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mo>,</mo><mi>n</mi><mo>≠</mo><mi>ν</mi><mo>,</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mfrac><mrow><msubsup><mi>p</mi><mi>n</mi><mi>k</mi></msubsup><mo>+</mo><msup><mi>ε</mi><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mi>ε</mi><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup></mrow></mfrac><mo>,</mo><mi>n</mi><mo>=</mo><mi>ν</mi><mo>.</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></mrow>
При этом величина ε>0 определяет степень рекордности движения ν-й частицы в направлении к экстремуму оптимизируемой функции.
Предложенный мехатронно-модульный робот функционирует следующим образом.
Выбирается первичный управляющий модуль 4 со свободной интерфейсной площадкой 7 и стыкуется с любым произвольно выбранным модулем 5 с аналогичной свободной интерфейсной площадкой 7. При стыковке между собой двух свободных интерфейсных площадок 7 образуется несвободная интерфейсная площадка 8. Дальнейшее присоединение свободных модулей 6 к образованному модулю, состоящему из двух соединенных между собой модулей 4 и 5, происходит вдоль выбранного направления с образованием требуемой конечной структуры мехатронно-модульного робота.
Совокупность 2 или 3 образована модулями 4, 5 и 6, состыкованными в заданном порядке между собой.
Использование предложенного технического решения позволит проводить синтез структуры многоинвариантной модели мехатронно-модульных роботов с последующим фиксированием полученных оптимальных решений с последующем повышением количества возможных итераций мехатронно-модульного робота при значительном сокращении времени синтеза.