Selbstrekonfiguration adaptiver Roboter auf Grundlage von erweiterten Binärbäumen
In dieser Arbeit stellen wir eine neue Beschreibung des Konfigurationsraumes des modularen Robotersystems PARTS
auf der Basis von erweiterten Binärbäumen vor. Binärbäume können generell zur Darstellung kinematischer Bäume mit
maximal zwei Nachkommen pro Element verwendet werden. Durch eine funktionale Ergänzung der Indizes können
kinematische Schleifen in der Baumstruktur berücksichtigt werden. Die Einführung von Äquivalenzklassen ermöglicht
daraufhin eine eindeutige mathematische Beschreibung spezifischer Konfigurationen des Robotersystems. Im Anschluss
wird aufgezeigt, wie der erweiterte Binärbaum als systematisches Werkzeug zur Planung der Rekonfiguration verwendet
werden kann. Durch Besetzen der Binärbaumindizes der Zielkonfiguration in aufsteigender Weise mittels Bewegung von
Modulen entlang der Oberfläche kann eine Rekonfiguration durchgeführt werden. Abschließend demonstrieren wird den
vorgestellten Planungsalgorithmus an einem einfachen Beispiel.
In this paper we present a novel description of the configuration space of the modular robot system PARTS based on extended
binary trees. Binary trees can generally be used to represent kinematic trees with a maximum of two descendants per
element. By an ingenious extension of the binary tree indices, kinematic loops can be accounted for in the tree structure.
The introduction of equivalence classes then allows a unique mathematical description of specific configurations of the
robot system. Subsequently, it is shown how the extended binary tree can be used as a systematic tool for reconfiguration
planning. Reconfiguration can be performed by populating the binary tree indices of the goal configuration in an ascending
manner through module movement along the surface. Finally, the presented planning algorithm is demonstrated on
a simple example.
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