Modular Customizable ROS-Based Framework for Rapid Development of Social Robots
Intelligent Systems Research Center, SKKU（成均馆大学智能系统研究中心）
提出开源框架SROS，通过模块化分层架构集成ROS、Web和Android，实现感知与交互技能的即插即用部署，支持社交机器人的快速原型开发与跨域同步交互。
2023-11-27 cs.RO cs.SE cs.SY
A Nonlinear Constrained Optimization Framework for Comfortable and Customizable Motion Planning of Nonholonomic Mobile Robots - Part II
University of Texas（德克萨斯大学）；Bosch Research and Technology Center（博世研究与技术中心）；Tech-X Corporation（Tech-X公司）；University of Michigan（密歇根大学）
本文提出了一种非线性约束优化框架，用于非完整移动机器人的舒适和可定制运动规划，通过有限元方法离散化无限维优化问题，并讨论了如何处理局部最优解和高质量初始猜测。
2013-05-22 cs.CE cs.NA cs.RO
A Nonlinear Constrained Optimization Framework for Comfortable and Customizable Motion Planning of Nonholonomic Mobile Robots - Part I
University of Texas（德克萨斯大学）；Bosch Research and Technology Center（博世研究与技术中心）；Tech-X Corporation（Tech-X公司）；University of Michigan（密歇根大学）
本文提出非完整移动机器人舒适可定制运动规划的非线性约束优化框架，基于轨迹舒适性建模，结合有限元离散化方法解决无限维优化问题。
2013-05-22 cs.CE cs.NA cs.RO
Modular Robots: extending the capabilities of one robot
Kernel Augmentation
为了让机器人变得完美并像计算机一样进入人类的日常生活，它需要从专用机器人转向通用机器人。因此，模块化的想法被认为是在这个项目中。因此，任何类型的任务，属于4D的机器人化：沉闷，肮脏，危险和亲爱的可以通过添加一个模块的机器人来实现。
2022-10-24 cs.RO
Evaluation of Deep Reinforcement Learning Methods for Modular Robots
Erle Robotics（厄勒机器人公司）
我们提出了一个新的框架，深度强化学习（DRL）在模块化机器人使用传统的机器人工具，扩展国家的最先进的DRL实现，并提供一个端到端的方法，直接从关节状态训练机器人。此外，我们提出了一种新的技术，将这些DLR方法转移到真正的机器人，旨在关闭模拟现实的差距。我们展示了最先进的DRL方法在模块化机器人中连续动作空间的性能的鲁棒性，在模拟和真实机器人中进行了实证研究，我们还评估了加速模拟时间如何影响机器人的性能。我们的研究结果表明，扩展模块化机器人从3度的自由度（DoF），4自由度，不影响机器人的学习。这为使用DRL技术训练模块化机器人铺平了道路。
2018-02-07 cs.RO
Timor Python: A Toolbox for Industrial Modular Robotics
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Machine Learning（慕尼黑机器学习中心）
本文提出Timor这一Python开源工具箱，旨在填补工业模块化可重构机器人在建模与仿真方面的空白，通过提供模型生成、基于任务的配置优化及URDF导出功能，实现与现有仿真工具的集成，并经实验验证其有效性。
2023-09-15 cs.RO
Hefty: A Modular Reconfigurable Robot for Advancing Robot Manipulation in Agriculture
Ecorobotix（Ecorobotix公司）
针对农业机器人配置成本高、任务差异大的问题，本文设计模块化可重构机器人 Hefty，给出关键模块设计与集成流程，并以五种实际农业应用配置验证其实用性。
2024-02-28 cs.RO
Hierarchical Learning for Modular Robots
Erle Robotics；Venta de la Estrella Kalea, 6；Vitoria-Gasteiz, Araba, Spain（01006 Vitoria-Gasteiz, Araba, Spain）
我们认为，分层方法可以成为模块化机器人实现可重构性的关键。我们提出了一个模块化的机器人，允许机器人同时学习多个任务的分层方法。我们的评估结果提出了一个由两种不同的模块化机器人配置，即3度的自由度（DoF）和4DoF与两个相应的目标组成的环境。在训练过程中，我们切换配置和目标，旨在评估训练神经网络，能够选择适当的运动原语和机器人配置，以实现目标的可能性。然后将训练好的神经网络在具有3DoF和4DoF配置的真实机器人上传输和执行。我们演示了这种技术如何推广到具有不同配置和任务的机器人。
2018-02-12 cs.RO
Modularis: Modular Underwater Robot for Rapid Development and Validation of Autonomous Systems
University of Florida（佛罗里达大学）
针对现成水下机器人难以兼顾成本、定制性与环境适应性，且定制建造昂贵耗时的问题，本文提出开源模块化水下机器人 Modularis，以加速感知、规划与控制算法的测试与验证。
2024-01-11 cs.RO
A Novel and Accurate BiLSTM Configuration Controller for Modular Soft Robots with Module Number Adaptability
Scuola Superiore Sant’Anna（圣安娜高等科学院）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本文针对模块化软体机器人精确控制难题，提出一种基于双向LSTM的构型控制器，通过仿真与真实机器人实验验证其在不同模块数量下的自适应控制能力。
2024-01-19 cs.RO
Exploring environment exploitation for self-reconfiguration in modular robotics
Department of Applied Mathematics University of Washington（应用数学系 华盛顿大学）；Department of Mechanical Engineering and Applied Mechanics University of Pennsylvania（机械工程与应用力学系 费城大学）；Department of Mechanical Engineering University of Nevada, Las Vegas（机械工程系 内华达大学拉斯维加斯分校）
本研究提出模块化桁架机器人应利用环境特征（如壁架、间隙、斜坡）而非仅优化自身，以实现更快运动、自适应自重构和复杂三维组装，从而超越自身局限。
2025-08-03 cs.RO
An Integrated System for Perception-Driven Autonomy with Modular Robots
Cornell University（康奈尔大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
模块化机器人在先验未知环境中响应复杂任务而重新配置的理论能力经常被认为是一个优势，并且仍然是该领域工作的主要动力。我们提出了一个模块化的机器人系统能够自主完成高层次的任务，通过反应性地重新配置，以满足感知的，先验的未知环境的需求。该系统集成了感知、高级规划和模块化硬件，并在三个硬件演示中进行了验证。给定一个高层次的任务规范，模块化机器人自主地探索未知的环境，决定何时以及如何重新配置，并操纵对象完成其任务。该系统架构平衡了分布式机械元件与集中式感知、规划和控制。通过提供一个模块化的机器人系统如何可以被设计为在未知环境中利用反应可重构性的例子，我们已经开始为模块化自重构机器人在现实世界中解决任务奠定基础。
2018-12-13 cs.RO
Modular Robot Control with Motor Primitives
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
受生物运动基元模块化控制启发，提出满足模块独立性与稳定性闭合性的机器人模块化控制框架，无需逆运动学即可实现任务空间控制，可解决奇异、冗余等问题，经仿真与实物实验验证，为实现类人水平机器人行为提供新思路。
2025-05-15 cs.RO
Distributed prediction of unsafe reconfiguration scenarios of modular robotic Programmable Matter
University of Bourgogne Franche-Comté（勃艮第-弗朗什-孔泰大学）；FEMTO-ST Institute（FEMTO-ST研究所）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Institute of Fundamental Technological Research Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
我们提出了一个分布式框架，用于预测模块化机器人的计划重新配置步骤是否会使结构机械过载，导致其在自身重量下断裂或失去稳定性。该算法由模块化机器人本身执行，并基于从机器人的简化模型导出的机械平衡方程的分布式迭代解。该模型将模块间的连接视为梁，并假设模块与地面之间无滑动接触。我们还提供了一个简化的不稳定性检测程序。该算法在可编程物质模拟器VisibleSim中进行了验证，并在模块化机器人系统Blinky Blocks上进行了实际实验。
2021-05-03 cs.RO
Evolutionary Co-Design of Morphology and Control of Soft Tensegrity Modular Robots with Programmable Stiffness
Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
张拉整体结构重量轻，可以承受大变形，并具有出色的鲁棒性。这些独特的属性激发了机器人专家研究它们的用途。然而，张拉整体机器人的形态设计、控制、装配和驱动仍然是困难的任务。此外，张拉整体机器人的刚度仍然是一个被低估的设计参数。在这篇文章中，我们建议使用易于组装，驱动张拉整体模块和身体-大脑协同进化设计软张拉整体模块化机器人。此外，我们证明了张拉整体机器人刚度的重要性，展示了如何根据模块刚度的演变表明不同的形态，控制和运动策略。
2021-01-28 cs.RO
Design of a Robust Stair Climbing Compliant Modular Robot to Tackle Overhang on Stairs
IIIT-Hyderabad（海得拉巴国际信息技术学院）；IIT Jodhpur（印度理工学院焦特布尔分校）
本文讨论了一种鲁棒爬楼梯柔性模块化机器人的概念和参数设计，能够解决楼梯悬伸。修改我们的机器人的轮子的周边的几何形状有助于解决悬突。随着建立一个概念设计，稳健的设计参数设置，以最大限度地减少性能变化。采用基于灰色的田口方法为机器人的设计参数提供了一个最佳的设置。机器人原型已成功地缩放不同尺寸的楼梯，悬置，从而证实了所进行的分析。
2016-07-11 cs.RO
An Integrated Software-based Solution for Modular and Self-independent Networked Robot
Research Center for Physics（物理研究中心）；Indonesian Institute of Sciences (LIPI)（印度尼西亚科学院（LIPI））
介绍了一种基于集成软件的模块化自主网络机器人解决方案。无线操作机器人主要用于自主监测工作，并通过网络进行完全控制。集成软件解决方案包括三个部分：a）用于数据检索和监控系统的数字信号处理单元; b）用于控制系统的外部可执行代码;以及c）用于最终用户与机器人接口的Web编程。认为这种基于集成软件的方法对于实现灵活、模块化和低开发成本的移动监测装置是至关重要的。
2008-11-29 cs.RO
A Modular Robotic Arm Control Stack for Research: Franka-Interface and FrankaPy
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
我们设计了一个模块化的机器人控制堆栈，为Franka Panda Research机器人提供可定制和可访问的界面。该框架将高级机器人控制命令抽象为技能，并将其分解为轨迹生成器、反馈控制器和终止处理程序的组合。低级控制在C++中实现，并以$1$ kHz运行，高级命令在Python中公开。此外，外部传感器反馈，如估计的物体姿态，可以实时的流到低级控制器。这种模块化方法使我们能够快速原型化新的控制方法，这对于研究应用至关重要。我们已经在超过$5$发表的研究论文中将此框架应用于各种真实世界的机器人任务。该框架目前在卡内基梅隆大学的其他机器人实验室内部共享，我们计划在不久的将来公开发布。
2020-11-04 cs.RO
Control and Monitoring System for Modular Wireless Robot
Indonesian Institute of Sciences（印度尼西亚科学研究所）
介绍了模块化无线机器人的概念，该机器人由三个主要模块组成：主机模块、数据采集模块和数据处理模块。我们已经开发了一个通用的原型与集成的控制和监测系统，以提高其灵活性，并使简单的操作，通过一个基于网络的界面可无线访问。在本文中，我们专注于基于微控制器的硬件，使数据采集和远程机械控制。
2007-10-03 cs.RO
Docking and Undocking a Modular Underactuated Oscillating Swimming Robot
我们描述了一个对接机制和策略，允许模块化自组装的Modboat：一个便宜的欠驱动振荡游泳机器人由一个单一的电机供电。由于推进是通过摆动实现的，因此只能在平均值上控制方向;这使得对接复杂化，对接需要精确的位置和方向控制。鉴于这些挑战，我们提出了一个对接策略和运动原语控制方向，并表明，这种策略可以成功对接在多种配置。此外，我们还证明了Modboat也能够脱离并改变其码头配置，而无需任何额外的驱动。这在类似的模块化机器人系统中是独一无二的。
2021-10-28 cs.RO
A Flexible Connector for Soft Modular Robots Based on Micropatterned Intersurface Jamming
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学）
与传统机器人相比，柔性模块化机器人能够更灵活、更安全地与不断变化的环境进行交互。然而，创造可以集成到软机器中的可变形连接器仍然具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一种柔性连接器的软模块化机器人的基础上微图案界面干扰。该连接器由硅橡胶制成的微图案干胶和具有可充气腔室的柔性主体组成，用于主动接合和脱离。通过连接力测试，我们评估了连接器在线性方向和旋转破坏下的特性。该连接器可以稳定地承受22 N（连接器体重的83倍）的平均最大线性载荷和10.86 N的平面旋转载荷。所提出的连接器展示了在不提高系统的整体刚度的情况下在软模块化机器人之间创建鲁棒连接的潜力;从而保证了机器人系统的高灵活性。
2020-04-10 cs.RO
Accomplishing High-Level Tasks with Modular Robots
Cornell University（康奈尔大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
模块化自重构机器人系统的优点是其灵活性，但这一优点只能实现，如果适当的配置（形状）和行为（控制程序）可以选择一个给定的任务。在本文中，我们提出了一个集成系统，解决高层次的任务与模块化机器人，并证明它是能够完成具有挑战性的，多部分的任务，在硬件实验。该系统由四个紧密集成的组件组成：（1）高级任务规划器，（2）涵盖广泛功能的大型设计库，（3）用于使用新配置和行为填充库的设计和仿真工具，以及（4）模块化机器人硬件。本文建立在作者早期的工作，扩展了原系统，包括环境适应性参数行为，集成运动规划器和反馈控制器的系统。
2018-05-01 cs.RO
Design and Experiments with a Low-Cost Single-Motor Modular Aquatic Robot
我们提出了一种新的设计，低成本的机器人船由一个单一的驱动器，模块化和群集应用程序有用。该船利用角动量守恒和被动鳍状肢将单个电机的运动转换为可调节的划桨运动，用于推进和转向。我们开发的模块化和群集的设计标准，并提出了一个原型实现这些标准。我们确定了显着的机械敏感性与所提出的设计，理论的敏感性的原因，并提出了一个改进的设计，为今后的工作。
2020-05-05 cs.RO
A Vision-based Scheme for Kinematic Model Construction of Re-configurable Modular Robots
Guangdong University of Technology（广东工业大学）
可重构模块化机器人（RMR）系统具有可重构性和通用性。一个新的模块化机器人可以通过使用模块作为构建块来构建特定的任务。然而，构建一个新构思的机器人的运动学模型需要大量的工作。由于模块类型的有限大小，所有模块类型的模型可以单独构建并预先存储在数据库中。利用这种先验知识，可以通过检测模块及其相应的互连来自动化模型构建过程。以前的文献提出了理论框架，构建模块化机器人的运动学模型，假设这些信息是已知的先验。虽然精心设计的机制和内置传感器可以用来自动检测这些参数，但它们使模块设计变得非常复杂，因此价格昂贵。在本文中，我们提出了一种基于视觉的方法来识别运动链和自动构建机器人模型的模块化机器人。每个模块都贴有增强现实（AR）标签，这些标签用唯一的ID编码。拍摄模块化机器人的图像，并通过查询维护所有模块信息的数据库来识别检测到的模块。检测到的模块的姿态用于计算：（i）模块之间的连接和（ii）关节模块的关节角度。最后，对机器人串联链进行识别，建立运动学模型并进行可视化。我们的实验结果验证了我们的方法的有效性。虽然只与我们的RMR的实施，我们的方法可以应用到其他RMR的自我识别是不可能的。
2017-03-11 cs.RO
Learning Modular Robot Visual-motor Locomotion Policies
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
针对模块化机器人运动策略此前仅适配平坦地形且无法泛化多设计的问题，提出模块化视觉-运动策略，通过组件重组结合深度强化学习实现多设计多环境泛化，已在真实机器人爬楼梯等场景验证有效。
2023-04-29 cs.RO
Perception-Informed Autonomous Environment Augmentation With Modular Robots
Cornell University（康奈尔大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
我们提出了一个系统，使模块化机器人自主构建结构，以完成高层次的任务。建筑结构允许机器人克服大型障碍，扩大它可以执行的任务。这解决了模块化机器人系统的一个共同弱点，即通常难以穿越大型障碍物。本文介绍了硬件，感知和规划工具，包括我们的系统。环境表征算法识别环境中的特征，所述特征可以被增强以在环境的两个断开区域之间创建路径。特别设计的积木使机器人能够创建可以增强环境的结构，使障碍物可以穿越。一个高层次的规划者对任务、机器人运动能力和环境进行推理，以决定是否以及在哪里增强环境，以执行所需的任务。最后通过硬件实验对系统进行了验证
2018-03-01 cs.RO
Robot Tactile Gesture Recognition Based on Full-body Modular E-skin
Northeastern University（东北大学）
本文提出一种基于模块化电子皮肤和等变图神经网络的机器人触觉手势识别方法，将戳、抓、抚摸、双拍等手势映射为机器人动作，实现直观人机交互。
2025-06-23 cs.RO
A Quadratic Programming Approach to Manipulation in Real-Time Using Modular Robots
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
高维空间中的运动规划是一个具有挑战性的课题。为了在非结构化环境中进行灵巧操作，通常需要具有多个自由度的机器人，这也使其运动规划问题复杂化。实时的【形】控制给机器人在朝向目标运动时保持稳定性带来了更多的困难。冗余系统在由多个模块组成的模块化机器人中很常见，并且能够根据不同的需求转换为不同的配置。与具有固定几何形状或配置的机器人不同，模块化机器人系统的运动学模型可以随着机器人自身的重新配置而改变，并且为这样的系统开发通用控制和运动规划方法是困难的，特别是当多个运动目标耦合时。本文提出了一种新的操作规划框架。该问题被制定为一个序列的线性约束二次规划（QP），可以有效地解决。可以将一些约束并入到该QP中，包括近似环境障碍物的新颖方式。该解决方案可直接用于实时的【形】应用或作为离线规划工具，并在CKBot和SMORES-EP模块化机器人平台上进行了验证和演示。
2021-07-31 cs.RO
Bio-inspired Tensegrity Soft Modular Robots
Laboratory of Intelligent Systems at Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院智能系统实验室）
在本文中，我们介绍了一种设计原则，开发新的软模块化机器人的基础上张拉整体结构和活细胞的细胞骨架的启发。我们描述了一种新的策略，实现张拉整体结构，使用平面制造技术，如3D打印。我们使用这种策略来开发具有可编程变刚度的二十面体张拉整体结构，该结构可以在三维空间中变形。我们还描述了一个肌腱驱动的收缩机制，主动控制张拉整体模块的变形。最后，我们验证的方法在一个模块化的运动蠕虫的概念证明。
2017-08-23 cs.RO
Finding Optimal Modular Robots for Aerial Tasks
Lehigh University（理海大学）
本文针对传统飞行器执行器约束导致的能力受限问题，提出一种由同质长方体模块组成的可重构模块化多旋翼飞行器，建立其执行能力数学模型，并给出面向给定任务的最优配置求解方法，通过三维仿真验证了系统对不同任务需求的适应性。
2023-05-29 cs.RO
Time Synchronization in modular collaborative robots
Erle Robotics S.L.（Erle Robotics有限公司）
新一代的机器人系统是模块化的，灵活的和安全的人机交互的需要。现有的协作机器人似乎只能满足后者，需要一种模块化的方法来提高其可重构性和互操作性。我们提出了一个新的子类的协作机器人命名为M-协作机器人来解决这些问题。特别是，我们讨论了这些系统同步的相关性，分析了它，并演示了如何使用适当配置的M-cobot，我们能够获得a）模块之间的分布式亚微秒时钟同步精度，b）ROS 2.0消息的时间戳精度低于100微秒，c）毫秒级的端到端通信延迟，即使在受到高达90%的网络容量的网络过载的干扰时也是如此。
2018-09-19 cs.RO
Scratchy: A Lightweight Modular Autonomous Robot for Robotic Competitions
University of Koblenz-Landau（科布伦茨-兰道大学）
我们提出Soccy-一个模块化的，轻量级的机器人建造的低预算的比赛出席。它的底座主要由标准的4040铝型材制成，机器人由四个无刷直流电机驱动的麦克纳姆轮驱动。结合激光测距仪，我们使用估计里程-这是由编码器计算-使用粒子滤波器创建地图。RGB-D相机用于目标检测和姿态估计。此外，还可以选择使用6-DOF手臂从估计的姿势抓取物体或通常用于操纵任务。机器人可以在不到一个小时的时间内组装好，可以装进两件手提行李或一个更大的行李箱。因此，它为参加欧洲机器人联赛或RoboCup等机器人比赛的学生团队提供了巨大的优势。因此，这使得参与所需的资金，这往往是一个很大的障碍，为学生团队克服，低。有关软件和其他硬件的说明，请访问：www.example.com。
2019-05-14 cs.RO
Holistic Optimization of Modular Robots
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文提出了一种模块化机器人整体优化方法，通过联合优化模块组成、基座位置和轨迹，有效减少了任务周期时间，并在工业基准测试中展示了显著的性能提升。
2026-03-08 cs.RO
usBot: A Modular Robotic Testbed for Programmable Self-Assembly
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；King Abdullah University of Science & Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
我们提出了一个新的模块化机器人系统的设计，表征和实验结果可编程自组装。该系统使用混合立方体模型（HCM），它集成了确定性和随机自组织模型的经典功能。因此，例如，模块就其运动而言是被动的（随机的），然而它们具有主动的出坞例程（确定性的）。这些机器人完全由容易接近的部件构成，与许多现有的机器人不同，它们的激励不是流体介导的。相反，驱动装置是一个固态、独立可编程和高度便携的平台。该系统能够在两个维度上展示完全自主和分布式的随机自组装。事实证明，它可以模拟几种现有模块化系统的性能，并有望为开发可编程自组装的通用测试平台做出巨大努力。
2019-06-30 cs.RO
Acoustic Communication and Sensing for Inflatable Modular Soft Robots
Stanford University（斯坦福大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣巴巴拉分校）
模块化软体机器人结合了两个传统上独立的机器人领域的优势。作为模块化机器人，它们可以表现出对个体故障的鲁棒性和可重构性;作为软体机器人，它们可以变形并经历大的形状变化以适应其环境，并具有固有的人类安全性。然而，对于感测和通信，这些机器人还结合了两者的挑战：它们需要可扩展（低成本和复杂性）和高效（低功率）的解决方案，以实现大量机器人的集体，并且这些解决方案还必须能够与软体机器人的高延伸率弹性体对接。在这项工作中，我们试图解决这些挑战，使用压电表面传感器产生的声学信号，是便宜，简单，低功耗，不仅集成，而且还利用弹性机器人皮肤的信号传输。重要的是，为了进一步提高可扩展性，换能器通过在可听和超声波范围内相对平坦的频率响应表现出多功能性。通过最少的硬件，它们实现了基于接触的定向通信、远距离可听范围通信和外感受传感。我们展示了这些功能使多机器人硬件实现成为可能的分散集体行为的一个子集。在这一领域中使用的声波示出提供明显的优势，现有的解决方案。
2021-01-28 cs.RO
SPONGE: Open-Source Designs of Modular Articulated Soft Robots
Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）
针对软体机器人设计公开少、难复现的问题，研究提出两款开源拮抗式气动波纹管软体机器人，实现多维度模块化，经实验验证性能并提供全套复现文件。
2024-04-16 cs.RO
SMORES-EP, a Modular Robot with Parallel Self-assembly
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文提出面向 SMORES 类模块化机器人的并行自组装框架，通过最优模块分配、对接控制器和混合控制架构实现树形拓扑的高效鲁棒构建，并在 SMORES-EP 硬件与仿真中验证。
2023-01-03 cs.RO
HEDRA: A Bio-Inspired Modular Tensegrity Soft Robot With Polyhedral Parallel Modules
University of Genoa（热那亚大学）
在张拉整体机器人领域有一股研究兴趣。在这种模式下开发的机器人提供了许多优点，并在结构顺应性，灵活性，安全性和减轻重量方面具有显着的特点。本文提出了一种新的机器人机构的基础上张拉整体（“张力完整性”）机器人和可重构模块化机器人。给出了该多自由度张拉整体机器人的具体驱动方案。本文描述了一个易于组装的350毫米张拉整体机器人原型，通过堆叠一系列刚性支柱连接张拉整体关节，没有直接的刚性接触彼此。实验结果验证了所提出的机器人的功能，通过集成的多面体并联结构作为其骨架和一系列的张拉整体关节。建议的机械手是能够达到弯曲角度高达76度。设计了一种自适应索驱动欠驱动机器人手爪，用于张拉整体机械手抓取不同形状、重量和尺寸的物体。
2020-11-29 cs.RO
ModCube: Modular, Self-Assembling Cubic Underwater Robot
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Zhejiang University（浙江大学）；Westlake University（西湖大学）；University of Maryland（马里兰大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）
本研究提出低成本模块化自组装水下机器人平台ModCube，给出动态行为表征可视化方法与4项形态性能基准，经水箱实验验证其全向任务优势与鲁棒性，并开源设计代码助力水下群体协同研究。
2025-01-15 cs.RO
A Modular Approach to the Embodiment of Hand Motions from Human Demonstrations
DFKI GmbH（德国人工智能研究中心）；Scuola Superiore Sant’Anna（圣安娜高等研究院）；University of Bremen（不来梅大学）
用机器人手操纵物体是一项复杂的任务。不仅手的手指，而且机器人的末端执行器的姿势需要协调。使用人类的动作演示是指导机器人行为的直观和数据有效的方式。我们提出了一个模块化的框架与自动实施例映射转移记录的人手动作的机器人系统。在这项工作中，我们使用运动捕捉记录人体运动。我们评估我们的方法上八个具有挑战性的任务，其中一个机器人的手需要抓住和操纵可变形或小而脆弱的物体。我们在模拟和真实机器人上测试了一部分轨迹，并且整体成功率是一致的。
2022-07-15 cs.RO
TELESIM: A Modular and Plug-and-Play Framework for Robotic Arm Teleoperation using a Digital Twin
University of Glasgow（格拉斯哥大学）
本文提出模块化即插即用框架 TELESIM，以数字孪生为接口实现机械臂直接遥操作，并通过 37 名用户在两种机器人和两种控制模态下的实验验证了其易用性。
2023-09-20 cs.RO
An Open-Source Modular Robotic System for Telepresence and Remote Disinfection
Örebro University（厄勒布鲁大学）
在大流行中，需要尽可能避免人与人之间的接触。机器人可以接管越来越多的任务，以保护人们免受他人的伤害。其中一项任务是对特别可能发生感染传播或风险增加的环境进行消毒。已经表明，UVC光在中和多种病原体方面是有效的，其中包括引起COVID-19、SARS-CoV-2的病毒。另一个可以减少人与人之间物理接近的需要的功能是通过远程呈现的交互，即，人控制机器人的远程实施例。这项工作提出了一个模块化的移动机器人的远程呈现和消毒与UVC灯。这两种操作模式都由自适应自主导航功能支持，以促进高效的任务执行。该平台的主要贡献是其硬件和软件设计，将消费级组件和3D打印安装与开源软件框架相结合。
2021-02-02 cs.RO
Daily Assistive Modular Robot Design Based on Multi-Objective Black-Box Optimization
The University of Tokyo（东京大学）
针对日常辅助场景对个性化机器人的需求，研发可重构、带锁止与释放机构的执行器模块，并用TPE黑盒优化生成满足坐标要求且扭矩最小的构型，验证了其可实现多种日常辅助功能。
2023-09-25 cs.RO
Yummy Operations Robot Initiative: Autonomous Cooking System Utilizing a Modular Robotic Kitchen and a Dual-Arm Proprioceptive Manipulator
Yummy Operations Robot Initiative
YORI是一种利用模块化厨房和双臂本体感知机械臂的自主烹饪系统，通过模块化设计和优化调度实现多道菜的高效烹饪。
2025-11-24 cs.RO
A programmable actuator for combined motion and connection and its application to modular robot
LAAS-CNRS（法国国家科学研究中心分析与系统架构实验室）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
本文提出了一种新型的毫米级驱动器，它是基于简化的电永磁（SEP）磁铁。该驱动器通过控制SEP磁铁的极性来实现连接和平稳运动。基于数值模拟的分析被用来设计原型。提出了一种死区时间可控的H桥及其多路复用设计，用于控制新型执行器，简化了电子电路。最后，在DILI模块化可重构机器人系统中实现了该驱动器。实验结果表明，采用该驱动器后，DILI模块能够在连接过程中实现平稳移动和无电源连接。DILI模块的最大速度为20 mm/s。
2019-03-26 cs.RO
The Robot of Theseus: A modular robotic testbed for legged locomotion
University of Michigan（密歇根大学）
本研究提出名为TROT的低成本模块化四足机器人试验台，可匹配多种动物形态用于生物力学假设检验，硬件开源且应用场景广泛。
2025-05-19 cs.RO
RPC: A Modular Framework for Robot Planning, Control, and Deployment
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
针对现有机器人相关软件框架整合难度高的问题，本文提出模块化开源框架RPC，集成仿真、规划控制、调试等组件，支持机械臂与足式机器人算法开发，可便捷扩展替换模块。
2024-09-16 cs.RO
Design and optimal springs stiffness estimation of a Modular OmniCrawler in-pipe climbing Robot
IIIT-Hyderabad（海得拉巴国际信息技术研究所）
介绍了一种新型柔性小直径管道爬壁机器人的设计。该机器人由3个OmniCrawler模块的运动链组成，其中2个相邻模块之间通过柔性关节连接有一个连杆。虽然坦克般的履带机构提供了良好的牵引力低摩擦表面，其圆形横截面使其完整。完整运动有助于它在运动过程中沿一个方向重新对准以避开障碍物，并以最小的能量姿态克服转弯。此外，模块化使其能够通过T形接头而不会出现运动奇异。使用4个扭转弹簧实现柔性，该扭转弹簧结合在将3个模块与2个连杆连接的接头中。对于理想的管道直径（\text <$75mm），通过建立约束优化问题来获得弹簧的刚度值，该约束优化问题已经在ADAMS MSC中进行了仿真，并在实际机器人样机上进一步验证。为了解决管道中的平滑垂直弯曲和摩擦系数变化，后来通过在4个接头中的2个接头处用串联弹性致动器（SEA）替换弹簧来修改设计。
2017-06-19 cs.RO
An information model for modular robots: the Hardware Robot Information Model (HRIM)
Erle Robotics（埃尔勒机器人公司）
今天的机器人领域主要是垂直整合，单一供应商开发最终产品，导致进展缓慢，产品昂贵和客户锁定。与此相反，横向整合将导致快速开发具有成本效益的大众市场产品，并赋予消费者额外的权力。一个行业从垂直整合到水平整合的转变通常是由事实上的行业标准催化的，这些标准能够实现产品的简化和无缝集成。然而，在机器人技术领域，目前还没有一个全球即插即用标准的领先候选者。本文解决了机器人组件之间的不兼容性问题，阻碍了机器人工业所要求的可重构性和灵活性。特别是，它提出了一个模型来创建即插即用的机器人硬件组件。而不是迭代地发展以前的本体，我们提出的模型回答了行业确定的需求，同时促进机器人技术的互操作性，可测量性和可比性。我们的方法与之前提出的方法有很大不同，因为它是面向硬件的，并建立了一套明确的行动，以将该模型集成到真实环境中并与真实制造商进行集成。
2018-02-16 cs.RO
Robodimm: A Physics-Grounded Framework for Automated Actuator Sizing in Scalable Modular Robots
CIESOL-ceiA3, Department of Engineering, University of Almería, Spain（阿尔梅里亚大学工程系，CIESOL-ceiA3）；CIESOL-ceiA3, Department of Computer Science, University of Almería, Spain（阿尔梅里亚大学计算机科学系，CIESOL-ceiA3）
Robodimm 是一种基于物理的框架，用于可扩展模块化机器人中自动化执行器尺寸设计，通过约束逆动力学和两轮验证流程提高设计效率。
2026-03-06 cs.RO
PAPRLE (Plug-And-Play Robotic Limb Environment): A Modular Ecosystem for Robotic Limbs
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology（大邱庆北科学技术院）；Toyota Research Institute（丰田研究实验室）
PAPRLE是一个模块化生态系统，支持机器人肢体的灵活布置和多设备控制，实现双向遥操作与实时力反馈，促进具身智能研究，并开源发布。
2025-07-08 cs.RO
Communication in modular robotic motor control: Bilateral controllers under realistic constraints
Monash University（莫纳什大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Cerenaut（瑟雷诺特公司）
该研究提出受大脑双侧结构启发的模块化GRU双边控制器，在双臂肌肉骨骼仿真任务中，其性能优于整体架构及无通信的模块化控制器，证明模块间通信可优化机器人运动的精度、成本与稳定性。
2026-08-17 cs.RO
SplitFlyer: a Modular Quadcoptor that Disassembles into Two Flying Robots
City University of Hong Kong（香港城市大学）
我们介绍SplitFlyer-一种新颖的四轴飞行器，能够通过人工协助拆卸成两个独立的双旋翼飞行器。作为一个子单元，双旋翼飞行器是一种严重欠驱动的飞行器，只有两个螺旋桨。尽管如此，每个双旋翼飞行器都能够独立飞行。为了实现这一点，我们提供了一个系统动力学分析放松控制偏航旋转，使双旋翼飞行器在飞行中保持其大的自旋速率。考虑到陀螺运动，动力学描述和级联控制策略的发展。我们建造了一个可变形的原型来演示两种构型的连续飞行。结果验证了所提出的控制策略，并显示了该平台的潜力，为未来的研究在模块化空中集群机器人。
2020-07-29 cs.RO
Trinity: A Modular Humanoid Robot AI System
本文提出Trinity系统，通过集成强化学习、大语言模型和视觉语言模型，提升人形机器人在复杂环境中的控制、任务规划与环境交互能力，为具身智能研究开辟新方向。
2025-03-11 cs.RO
