本發(fā)明涉及一種元件、元件的系統(tǒng)，以及可以是元件的系統(tǒng)中的一部分的元件。

背景技術(shù)：

自從人類歷史以來(lái)，人們一直在制作各種各樣的構(gòu)造物。為了使構(gòu)造更容易，一個(gè)構(gòu)造物被分成多個(gè)元件。這些元件被標(biāo)準(zhǔn)化以使生產(chǎn)更容易。對(duì)于例如建筑物而言，這種標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)例是用于建造房屋的磚、梁和屋頂瓦片，以及最近的混凝土部分(像樓層嵌板)、窗戶，而且還有建筑物的門和其他部分。這種標(biāo)準(zhǔn)化部分的構(gòu)思還被用于其他類型的構(gòu)造物，像汽車、計(jì)算機(jī)以及實(shí)際上所有工業(yè)生產(chǎn)的構(gòu)造物。

這些元件中的大多數(shù)元件具有的問(wèn)題是，它們需要處理。此外，所述元件被用于特定構(gòu)造物或特定用途(像玩具)。此外，通常已知的元件都是不可重復(fù)使用的。

在Yousuke Suzuki、Norio Inou、Hitishi Kimura、Michihiko Koseki的“Reconfigurable group robots adaptively transforming a mechanical structure”(Proc.Of the2006IEEE/RSJ，Oct.9－15，2006，Beijing，China)中描述了“群機(jī)器人適應(yīng)性地構(gòu)造一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)”?！巴ㄟ^(guò)采用滑動(dòng)機(jī)制，機(jī)器人的特征是高剛性的。[.]討論了爬行運(yùn)動(dòng)的算法和考慮到機(jī)器人的機(jī)械約束的適應(yīng)性構(gòu)造。所提議的算法是基于機(jī)器人的局域通信。[.]通過(guò)結(jié)構(gòu)的形式自主地規(guī)定一個(gè)臨時(shí)領(lǐng)導(dǎo)的方案。該方案減少了機(jī)器人之間的通信中的信息的量”。所提出的運(yùn)動(dòng)模塊僅允許所提出的機(jī)器人的有限的移動(dòng)性。

在Auton Robot(2006 21：165－183)，Esben Hallundbeak Oestergaard、Kristiaan Kassow、Richard Bek、Henrik Hautop Lund的“Design of the ATRON lattice－based self－reconfigurable robot”中，討論了可自構(gòu)型的機(jī)器人，并且給出了許多種類型的可自構(gòu)型的機(jī)器人的綜述。該文獻(xiàn)表明許多構(gòu)型都是可能的。

Kasper的“Emergent control of Self－Reconfigurable Robots”(Thesis of the Maersk Mc－Kinney Moller Institute for Production Technology，University of Southern Denmark，January6，2004)提供了模塊化機(jī)器人的綜述。據(jù)作者所言，他的論文涉及一種可自重構(gòu)的機(jī)器人，其是一種由被連接以形成該機(jī)器人的可能許多模塊建造成的機(jī)器人。每個(gè)模塊具有傳感器、致動(dòng)器、處理電源以及與連接的模塊通信的裝置。該機(jī)器人通過(guò)改變這些模塊連接的方式而自主地改變形狀。該論文還描述了所謂的基于角色的控制，這是一種用于在鏈?zhǔn)娇勺灾貥?gòu)的機(jī)器人中實(shí)施運(yùn)動(dòng)步態(tài)的方法和一種控制自重構(gòu)過(guò)程的方法。該方法由兩個(gè)組成部分組成。第一個(gè)組成部分采取期望形狀的CAD模型并且生成單元化自動(dòng)機(jī)規(guī)則，該單元化自動(dòng)機(jī)規(guī)則在自重構(gòu)問(wèn)題中考慮全局方面。第二個(gè)組成部分采取這些規(guī)則并且將它們與人工化學(xué)梯度變化結(jié)合以形成控制系統(tǒng)。

根據(jù)GB2287045的摘要，該文獻(xiàn)描述了可編程自移動(dòng)建造材料。該建造材料是被稱為單體的大體上立方體形狀磚的匯集，所述單體在計(jì)算機(jī)的控制下相對(duì)于彼此移動(dòng)以塑造出如圖2所例示的工程結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)(步行機(jī)器)。單體具有鎖緊到其他單體且相對(duì)于其他單體滑動(dòng)而不分離的特征。單體具有對(duì)抗損害公差；功能性單體移動(dòng)故障的單體并且用功能性類似物替換故障的單體。單體的移動(dòng)被系統(tǒng)地分為：流線、通路、公用通道和儲(chǔ)備處方法以獲得合成一種構(gòu)造物所需的個(gè)體單體移動(dòng)路線。專用的單體可以攜帶裝置，這些裝置連同定制的構(gòu)造物的合成創(chuàng)建出定制的機(jī)器。示例性的用途是在危險(xiǎn)環(huán)境(諸如核電站或自建臨時(shí)橋)中的自建墻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種允許靈活使用的元件。尤其，本發(fā)明力圖提供一種允許做出由類似的元件組成的構(gòu)造的元件。

本發(fā)明涉及一種元件，所述元件是三維的且包括：

－在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)；

－被耦合到所述中心點(diǎn)的至少一個(gè)面。

所述元件的所述面包括：保持裝置，適于與類似的元件的一個(gè)在功能上對(duì)準(zhǔn)的保持裝置交互，且包括一個(gè)保持狀態(tài)和一個(gè)釋放狀態(tài)，所述保持裝置在所述保持狀態(tài)中與所述類似的元件的所述對(duì)準(zhǔn)的保持裝置接合以用于將所述元件相對(duì)于所述類似的元件保持就位，且在所述釋放狀態(tài)中與所述對(duì)準(zhǔn)的保持裝置脫離接合。

所述面還包括感測(cè)裝置，所述感測(cè)裝置包括一個(gè)用于感測(cè)所述類似的元件的所述面在所述元件的所述面上的位置的位置傳感器，所述位置傳感器包括一個(gè)用于以發(fā)射器圖案發(fā)射電磁輻射的發(fā)射器，一個(gè)用于所述電磁輻射的接收器，所述接收器包括處于接收器圖案中的檢測(cè)器元件，且所述發(fā)射器圖案和所述接收器圖案相互定向用于當(dāng)所述保持裝置與所述類似的元件的保持裝置對(duì)準(zhǔn)且所述面相對(duì)于所述類似的元件的所述面成一個(gè)預(yù)定義定向時(shí)提供一個(gè)對(duì)準(zhǔn)指示。

所述感測(cè)裝置在功能上耦合到所述保持裝置，且其中當(dāng)所述感測(cè)裝置提供所述對(duì)準(zhǔn)指示時(shí)所述保持裝置采取所述保持狀態(tài)。

本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少第一元件和第二元件，所述元件是三維的且每個(gè)元件包括：

－在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)；

－被耦合到所述中心點(diǎn)的至少一個(gè)面且所述面包括所述保持模塊和所述感測(cè)裝置。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述發(fā)射器被設(shè)置成用于當(dāng)所述元件相對(duì)于所述類似的元件處于所述預(yù)定位置并且其中所述預(yù)定的保持裝置對(duì)準(zhǔn)時(shí)以第一位置圖案提供所述發(fā)射器圖案，尤其在所述接收器上或處形成所述第一位置圖案，尤其所述第一位置圖案是一個(gè)二維圖案。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述接收器被布置成用于當(dāng)所述元件相對(duì)于所述類似的元件處于所述預(yù)定位置并且其中所述預(yù)定的保持裝置對(duì)準(zhǔn)時(shí)以第二位置圖案提供所述接收器圖案，尤其所述第二位置圖案是一個(gè)二維圖案。

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)所述元件相對(duì)于所述類似的元件處于所述預(yù)定位置處且其中所述預(yù)定的保持裝置對(duì)準(zhǔn)時(shí)所述發(fā)射器圖案和所述接收器圖案導(dǎo)致第三對(duì)準(zhǔn)圖案。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述發(fā)射器在所述面處包括一個(gè)發(fā)射器元件且在所述面處包括一個(gè)反射器，所述發(fā)射器元件和所述反射器相互安置成當(dāng)所述面相對(duì)于所述類似的元件的所述面成所述預(yù)定義定向時(shí)，來(lái)自所述發(fā)射器元件的電磁輻射輻射在所述類似的元件的所述面的所述反射器上，以所述發(fā)射器圖案將所述電磁輻射提供在所述元件的所述接收器的所述接收器圖案上。

這些特征或特征的組合允許位置檢測(cè)和/或?qū)?zhǔn)檢測(cè)。在權(quán)利要求書(shū)中和實(shí)施方案的說(shuō)明中描述了另一些實(shí)施方案。這可以與下文描述的其他特征組合。

發(fā)射器可以被設(shè)計(jì)以提供一組位置圖案。此組位置圖案可以被存儲(chǔ)且被用來(lái)區(qū)別不同的保持模塊的多種對(duì)準(zhǔn)，和/或面的位置和/或面的區(qū)段的多種對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種系統(tǒng)，包括至少第一元件、第二元件和第三元件，以及一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，所述元件是三維的且每個(gè)元件包括：在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)；被耦合到所述中心點(diǎn)的至少一個(gè)面且所述面包括：運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊，在所述面的至少一部分之上限定一個(gè)軌跡；以及運(yùn)動(dòng)限制模塊，適于當(dāng)與所述運(yùn)動(dòng)模塊交互時(shí)限制所述中心點(diǎn)相對(duì)于其他元件中的一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)向選自所述軌跡和所述其他元件的所述軌跡中的至少一個(gè)軌跡的移位。

所述運(yùn)動(dòng)模塊適于被耦合到所述元件中的一個(gè)元件的一個(gè)面，且適于當(dāng)與所述其他元件中的一個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊交互時(shí)使所述元件中的所述一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)相對(duì)于所述其他元件中的所述一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)移位，所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊、所述運(yùn)動(dòng)模塊和所述運(yùn)動(dòng)限制模塊限定不同的模塊類型。

為了使所述第一元件的所述中心點(diǎn)遠(yuǎn)離所述第二元件的所述中心點(diǎn)且朝向所述第三元件的所述中心點(diǎn)移位，所述第一元件的所述至少一個(gè)面中的第一面面對(duì)所述第二元件的所述至少一個(gè)面中的第二面和所述第三元件的所述至少一個(gè)面中的第三面中的至少一個(gè)，由此提供面對(duì)的面。

為了所述移位，當(dāng)移位時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)模塊與至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊交互，且與至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)限制模塊交互，其中所述面對(duì)的面提供所述交互的模塊；當(dāng)移位時(shí)，所述第一面的至少一個(gè)模塊與所述面對(duì)的面中的至少一個(gè)其他面的至少一個(gè)不同模塊類型的至少一個(gè)模塊交互，以及所述第一面的所述至少一個(gè)模塊與所述第二面的不同模塊類型的至少一個(gè)模塊和所述第三面的不同模塊類型的至少一個(gè)模塊交互。

本發(fā)明提供一種允許靈活使用的元件的系統(tǒng)。所述元件可以被用于手動(dòng)地建造一個(gè)構(gòu)造物。使這樣的構(gòu)造物一致且連貫可以是容易的。如下文將變得清楚，元件可以包括進(jìn)一步的特征，這些進(jìn)一步的特征可以允許元件在控制條件下移位或甚至自動(dòng)地移位。

已發(fā)現(xiàn)，這樣的具有所述元件的系統(tǒng)和/或所述元件允許靈活地構(gòu)造物體。甚至有可能在當(dāng)前定義內(nèi)設(shè)計(jì)所述元件以將所述元件集合成一個(gè)物體并且自主地改變一個(gè)物體的形狀。

在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件包括：保持裝置，適于與一個(gè)類似的元件的在功能上對(duì)準(zhǔn)的保持裝置交互，且包括一個(gè)保持狀態(tài)和一個(gè)釋放狀態(tài)，所述保持裝置在所述保持狀態(tài)中與所述類似的元件的所述對(duì)準(zhǔn)的保持裝置接合以用于將所述元件相對(duì)于所述類似的元件保持就位，且在所述釋放狀態(tài)中與所述對(duì)準(zhǔn)的保持裝置脫離接合；以及感測(cè)裝置，用于提供抓取檢測(cè)，所述抓取檢測(cè)包括對(duì)選自以下之一的檢測(cè)：導(dǎo)致緊握所述元件的動(dòng)作、緊握在所述元件上、釋放緊握所述元件的動(dòng)作以及它們的組合，其中所述感測(cè)裝置在功能上被耦合到所述保持裝置，用于在所述抓取檢測(cè)時(shí)在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動(dòng)所述在功能上對(duì)準(zhǔn)的保持裝置中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少兩個(gè)元件包括這些裝置，在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，該系統(tǒng)的所有元件都包括這些裝置。

因此，可以存在一個(gè)或多個(gè)感測(cè)裝置。如上所述，可以提供感測(cè)裝置用于感測(cè)位置和對(duì)準(zhǔn)。此外，引入在上段中描述的用于抓取檢測(cè)的感測(cè)裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，這兩種感測(cè)裝置甚至可以組合成單個(gè)感測(cè)裝置。

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)所述抓取檢測(cè)包括導(dǎo)致緊握所述元件的動(dòng)作和釋放緊握所述元件的動(dòng)作中的一個(gè)時(shí)，在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動(dòng)所述保持裝置。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述感測(cè)裝置還適于確定到一個(gè)類似的元件的距離。此距離可以是最短的距離。例如，此距離還可以是沿著一個(gè)預(yù)定義的軌跡確定的。換言之，當(dāng)沿著一個(gè)軌跡移動(dòng)時(shí)，確定那個(gè)其他元件被移除多遠(yuǎn)。尤其是，當(dāng)感測(cè)到一個(gè)相鄰的元件的距離時(shí)，它允許保持裝置的改進(jìn)的致動(dòng)。它還允許例如與一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊在功能上耦合(下文討論的)，例如用于控制速度，像接近速度。所述感測(cè)裝置還可以測(cè)量元件相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)其他元件的定向。此外或附加地，所述感測(cè)裝置可以確定保持裝置與一個(gè)或多個(gè)其他元件的保持裝置的對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述感測(cè)裝置包括時(shí)間相關(guān)的用于提供抓取檢測(cè)的傳感器。所述傳感器的時(shí)間相關(guān)允許改進(jìn)的抓取檢測(cè)。例如，它允許感測(cè)在抓取過(guò)程中是否涉及兩個(gè)面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述感測(cè)裝置包括：第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器和第二傳感器在功能上彼此耦合以用于提供所述抓取檢測(cè)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件是三維的且包括：

－在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)；

－被耦合到所述中心點(diǎn)的至少三個(gè)面；

－所述保持裝置被耦合到所述至少三個(gè)面中的第一面，適于與一個(gè)類似的元件的一個(gè)面對(duì)的面的所述在功能上對(duì)準(zhǔn)的保持模塊交互，用于在所述保持狀態(tài)中協(xié)作來(lái)將所述第一面相對(duì)于所述面對(duì)的面保持就位，且在所述釋放狀態(tài)中不將所述第一面保持就位；

－所述感測(cè)裝置包括第一傳感器和第二傳感器，其中

－所述第一傳感器被耦合到所述至少三個(gè)面中的第二面；

－所述第二傳感器被耦合到所述至少三個(gè)面中的第三面；

其中所述至少兩個(gè)傳感器與所述第一面的所述保持裝置在功能上耦合以用于在所述抓取檢測(cè)時(shí)在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動(dòng)所述面對(duì)的面的所述保持模塊。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳感器裝置包括具有空間分辨率的光學(xué)傳感器，尤其是攝像機(jī)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述保持裝置包括至少一個(gè)保持模塊，所述保持模塊包括兩個(gè)部分，所述兩個(gè)部分適于向彼此施加力以用于將面保持就位，且其中所述兩個(gè)部分被設(shè)置到包括所述保持模塊的面，允許設(shè)置有所述保持模塊的每個(gè)面相對(duì)于設(shè)置有所述保持模塊的一個(gè)面對(duì)的面保持就位，其中一個(gè)面的一個(gè)保持模塊部分與一個(gè)面對(duì)的面的另一個(gè)保持部分交互。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述保持模塊包括一個(gè)保持狀態(tài)和一個(gè)釋放狀態(tài)，在該保持狀態(tài)中所述保持模塊將面保持就位，且在該釋放狀態(tài)中面可以相對(duì)于彼此移動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述保持裝置在每個(gè)面上包括一個(gè)保持模塊，且所述感測(cè)裝置在每個(gè)面上包括一個(gè)傳感器包括一個(gè)傳感器，所述傳感器和所述保持模塊在功能上耦合以用于在所述抓取檢測(cè)時(shí)在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動(dòng)所述面對(duì)的面的所述保持模塊。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述感測(cè)裝置適于所述保持模塊與面對(duì)的面的保持模塊的對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)。

在此方面，抓取檢測(cè)在其最廣泛的意義上涉及對(duì)導(dǎo)致抓取元件的動(dòng)作、實(shí)際保持住所抓取的元件以及釋放對(duì)元件緊握的動(dòng)作的檢測(cè)。在此方面，抓取在其最廣泛的意義上涉及接合元件以允許改變?cè)奈恢煤?或定向。這可以使用具有如下部分的機(jī)器人臂，該部分能夠接合該元件且拾取該元件。例如，它可以優(yōu)選地包括通過(guò)人手拾取元件，或通過(guò)人手改變定向。通常，這需要接合兩個(gè)面。通常兩個(gè)相對(duì)的面被夾鉗在一個(gè)手的手指之間。通常，抓取動(dòng)作發(fā)生在有限的時(shí)間范圍內(nèi)。通常，手接近一個(gè)元件與實(shí)際接合該元件之間的時(shí)間是處于分鐘的量級(jí)或更小的量級(jí)。尤其，此時(shí)間是處于小于兩分鐘的量級(jí)。檢測(cè)范圍可以小于50cm。在一個(gè)實(shí)施方案中，抓取檢測(cè)可以包括傳輸?shù)娜四X信號(hào)。

可以用以下方式限定所述元件的多種狀態(tài)。

元件可以是‘在系統(tǒng)內(nèi)’或‘在系統(tǒng)外’。當(dāng)元件包括可以與另一個(gè)類似的元件的一個(gè)面對(duì)的面交互的面時(shí)，該元件可以被限定為‘在系統(tǒng)內(nèi)’。例如，當(dāng)元件包括一個(gè)如下的面時(shí)，該面既與至少一個(gè)其他類似的元件的一個(gè)面物理接觸又與至少一個(gè)其他類似的元件的一個(gè)面適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，該元件可以是在系統(tǒng)內(nèi)。被限定為‘在系統(tǒng)外’的元件不具有這些必要條件。一個(gè)集合的‘在系統(tǒng)內(nèi)’的元件被指定為或被稱為元件的一個(gè)系統(tǒng)。元件的系統(tǒng)的多個(gè)(分開(kāi)的)組合可以緊挨著彼此存在，如‘在系統(tǒng)內(nèi)’和‘在系統(tǒng)外’的任何組合一樣?！谙到y(tǒng)內(nèi)’元件之間的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)對(duì)于允許移位或?qū)τ诒３忠粋€(gè)特定位置是必要的。

當(dāng)一個(gè)元件是‘在系統(tǒng)內(nèi)’時(shí)，則相對(duì)于另一個(gè)元件的一個(gè)鄰近的面，該元件的每個(gè)面可以處于保持狀態(tài)或處于釋放狀態(tài)。在此方面，保持狀態(tài)可以被限定為一個(gè)影響元件的狀態(tài)。

在保持狀態(tài)中，元件的一個(gè)面不能夠相對(duì)于另一個(gè)類似的元件的一個(gè)相對(duì)的或面對(duì)的面移動(dòng)。可以借助于在相對(duì)的面之間的一個(gè)或多個(gè)保持模塊達(dá)到保持狀態(tài)。也可以借助于其他模塊(例如，在兩個(gè)元件之間操作使其運(yùn)動(dòng)暫時(shí)停止的運(yùn)動(dòng)模塊)達(dá)到保持狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)模塊可以與運(yùn)動(dòng)限制模塊和/或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊協(xié)作，以實(shí)現(xiàn)保持狀態(tài)。

保持狀態(tài)一般是由保持裝置的激活造成的。這樣的保持裝置可以包括一個(gè)保持模塊。保持裝置還可以包括一個(gè)來(lái)自運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的選擇。這些模塊可以例如協(xié)作地導(dǎo)致鎖定狀態(tài)。一個(gè)面的保持狀態(tài)因此可以被分成‘通過(guò)保持模塊的保持狀態(tài)’和‘通過(guò)運(yùn)動(dòng)模塊鎖定的保持狀態(tài)’。在一個(gè)給定時(shí)間內(nèi)，一個(gè)元件可以處于這些狀態(tài)中的一個(gè)或兩個(gè)，且當(dāng)這些狀態(tài)中的一個(gè)或兩個(gè)有效時(shí)，該元件處于保持狀態(tài)。例如，當(dāng)使一個(gè)元件在其他類似的元件的面之上從一個(gè)位置向一個(gè)目標(biāo)位置移動(dòng)時(shí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)該目標(biāo)位置時(shí)，‘通過(guò)運(yùn)動(dòng)模塊鎖定的保持狀態(tài)’被激活。隨后，‘通過(guò)保持模塊的保持狀態(tài)’被激活，然后‘通過(guò)運(yùn)動(dòng)模塊鎖定的保持狀態(tài)’被去激活。

此外，一個(gè)元件可以以多種方式被鎖定到另一個(gè)元件且處于保持狀態(tài)。元件可以使用其自己的保持模塊，它可以被來(lái)自那個(gè)其他元件的保持模塊接合。因此，該保持模塊的狀態(tài)可以是：

‘接收的鎖定’、‘生成的鎖定’或‘解鎖的’。當(dāng)與其他模塊協(xié)作時(shí)，以上指定是重要的，因?yàn)椤３帜K’可以是‘凸凹皆宜(unisex)’、‘凸的(male)’、或‘凹的(female)’、或‘凸凹同體(hermaphrodite)’的。

當(dāng)一個(gè)元件正改變狀態(tài)，例如，當(dāng)從保持狀態(tài)到釋放狀態(tài)，且具有一個(gè)使其鎖定被接收的面鎖定模塊時(shí)，這可以是重要的。為了有可能實(shí)現(xiàn)那個(gè)改變則可能需要元件之間的通信。

一個(gè)面可以具有多個(gè)‘保持模塊’。例如，當(dāng)將一個(gè)面劃分成多個(gè)象限時(shí)，每個(gè)象限可以具有一個(gè)保持模塊，例如，在象限的中心。因此，當(dāng)一個(gè)面的所有保持模塊都被‘解鎖’時(shí)，那個(gè)面可以處于‘釋放狀態(tài)’或處于‘通過(guò)運(yùn)動(dòng)模塊鎖定的保持狀態(tài)’。僅當(dāng)兩個(gè)相對(duì)的元件的模塊處于特定物理對(duì)準(zhǔn)時(shí)，它們的兩個(gè)協(xié)作的面鎖定模塊才可以一起工作。這暗含兩個(gè)元件待被對(duì)準(zhǔn)。這樣的一個(gè)結(jié)果可以是，當(dāng)一個(gè)面處于‘通過(guò)保持模塊的保持狀態(tài)’時(shí)該元件處于它的適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)中的一個(gè)?！３譅顟B(tài)’的前體(precursor)或后體(descendant)是‘釋放狀態(tài)’。清楚的是，從‘釋放狀態(tài)’到‘通過(guò)保持模塊的保持狀態(tài)’的轉(zhuǎn)換僅當(dāng)一個(gè)元件與一個(gè)其他類似的元件適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)才發(fā)生。此外，可以按照保持模塊區(qū)分兩個(gè)其他狀態(tài)：

‘由于保持模塊操作處于對(duì)準(zhǔn)’或

‘由于保持模塊操作不處于對(duì)準(zhǔn)’。

當(dāng)一個(gè)元件是‘在系統(tǒng)內(nèi)’時(shí)，意味著例如存在適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)以用于通過(guò)運(yùn)動(dòng)模塊的可能移位。稍后將討論元件移位和其對(duì)準(zhǔn)的話題。

一個(gè)‘在系統(tǒng)外’的元件按照定義不具有直接‘保持狀態(tài)’可能性(沒(méi)有物理的面接觸或沒(méi)有適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn))且使每個(gè)面處于‘釋放狀態(tài)’或換句話說(shuō)：該元件處于完全‘釋放狀態(tài)’。

元件的一個(gè)‘在系統(tǒng)內(nèi)’的系統(tǒng)可以具有一個(gè)或多個(gè)‘集合保持狀態(tài)’。這意味著：屬于那個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)集合的元件中的每個(gè)元件具有有效的一個(gè)或多個(gè)‘保持狀態(tài)’，并且在不打破這些‘保持狀態(tài)’中的一個(gè)或多個(gè)的情況下此集合不能夠被分成子集合。當(dāng)‘集合保持狀態(tài)’包含那個(gè)系統(tǒng)的每一個(gè)元件時(shí)，那個(gè)系統(tǒng)也處于‘系統(tǒng)保持狀態(tài)’。

‘在系統(tǒng)內(nèi)’或‘在系統(tǒng)外’的元件可以處于‘非移位狀態(tài)’或處于‘移位狀態(tài)’。

當(dāng)一個(gè)‘在系統(tǒng)外’元件處于‘移位狀態(tài)’時(shí)，這意味著外部系統(tǒng)操縱或外部力負(fù)責(zé)此移位。例如，一個(gè)元件能夠通過(guò)人手被拾取。這樣的狀態(tài)組合的另一個(gè)實(shí)施例是由于重力而降落的一個(gè)元件。

當(dāng)一個(gè)‘在系統(tǒng)內(nèi)’元件處于‘移位狀態(tài)’時(shí)，它可以是‘直接移位’或‘間接移位’的動(dòng)作。

元件的‘直接移位’發(fā)生在當(dāng)該元件的一個(gè)面與至少運(yùn)動(dòng)模塊或旋轉(zhuǎn)模塊接合時(shí)。那個(gè)面不處于‘保持狀態(tài)’而是處于‘釋放狀態(tài)’。

一個(gè)元件的‘間接移位’發(fā)生在當(dāng)該元件不與運(yùn)動(dòng)模塊或旋轉(zhuǎn)模塊接合時(shí)。而且，該元件是處于‘集合保持狀態(tài)’的一個(gè)集合的元件中的一部分。在該‘集合保持狀態(tài)’中，那個(gè)集合的至少一個(gè)其他元件可以處于‘直接移位’的‘移位狀態(tài)’(背負(fù)式類比)?；谠诖怂枋龅脑瓌t，各種組合都是可能的。

在一個(gè)實(shí)施方案中，元件是立方體且包括六個(gè)面。從元件的立體圖觀察，則有六個(gè)方向：北、南、東、西、上和下。

本發(fā)明另外或附加地提供了一種系統(tǒng)，包括至少第一元件、第二元件和第三元件，所述元件可以是上文限定的類型。此系統(tǒng)還包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，所述元件是三維的且每個(gè)元件包括：

－在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)；

－被耦合到所述中心點(diǎn)的至少一個(gè)面且所述面包括：

－運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊，在所述面的至少一部分之上限定一個(gè)軌跡；

－運(yùn)動(dòng)限制模塊，適于當(dāng)與所述運(yùn)動(dòng)模塊交互時(shí)限制所述中心點(diǎn)相對(duì)于其他元件中的一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)向選自所述軌跡和所述其他元件的所述軌跡中的至少一個(gè)軌跡的移位；

其中所述運(yùn)動(dòng)模塊適于被耦合到所述元件中的一個(gè)元件的一個(gè)面，且適于當(dāng)與其他元件中的一個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊交互時(shí)使所述元件中的所述一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)相對(duì)于所述其他元件中的一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)移位，所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊、所述運(yùn)動(dòng)模塊和所述運(yùn)動(dòng)限制模塊限定不同的模塊類型，

其中為了使所述第一元件的所述中心點(diǎn)遠(yuǎn)離所述第二元件的所述中心點(diǎn)且朝向所述第三元件的所述中心點(diǎn)移位，所述第一元件的所述至少一個(gè)面中的第一面面對(duì)所述第二元件的所述至少一個(gè)面中的第二面和所述第三元件的所述至少一個(gè)面中的第三面中的至少一個(gè)，由此提供面對(duì)的面，以及

其中為了所述移位：

－當(dāng)移位時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)模塊與至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊交互，且與至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)限制模塊交互，其中所述面對(duì)的面提供所述交互的模塊；

－當(dāng)移位時(shí)，所述第一面的至少一個(gè)模塊與所述面對(duì)的面中的至少另一個(gè)面的至少一個(gè)不同模塊類型的至少一個(gè)模塊交互，以及

－所述第一面的所述至少一個(gè)模塊與所述第二面的不同模塊類型的至少一個(gè)模塊和所述第三面的不同模塊類型的至少一個(gè)模塊交互。

已發(fā)現(xiàn)，具有所述元件的系統(tǒng)允許靈活地構(gòu)造物體。甚至有可能在當(dāng)前定義內(nèi)設(shè)計(jì)所述元件以將所述元件分組成一個(gè)物體且自主地改變一個(gè)物體的形狀。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)元件可以設(shè)置有用于該形狀的建造計(jì)劃。在一個(gè)替代的實(shí)施方案中，該建造計(jì)劃可以分布在多個(gè)元件之上，且通過(guò)通信和分布控制，所述元件一起可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變?cè)撔螤睢＝ㄔ煊?jì)劃可以包含物體的最終形狀的定義。它可以替代地包括元件的中間格局、或中間形狀用于到達(dá)結(jié)束形狀。

運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊允許元件的(尤其是元件的中心點(diǎn)的)最小移位距離或定向改變，以用于改變?cè)男螤詈透窬帧Ｒ虼烁淖兛梢曰ㄙM(fèi)較少的時(shí)間和/或消耗較少的能量。

在本說(shuō)明中，一個(gè)構(gòu)型被用于元件的一個(gè)組件，所述元件在相對(duì)于彼此大體上一致的定向上被分組在一起。在這樣的構(gòu)型中的元件可以形成一個(gè)物體。為了使這樣的物體改變其形狀，一個(gè)或多個(gè)元件相對(duì)于其他元件移動(dòng)或移位。然而，此陳述反過(guò)來(lái)并不奏效：元件可能已經(jīng)移位，但是這不總是意味著物體的形狀改變。如果一個(gè)物體的元件中的至少一些元件以一個(gè)預(yù)定義的方式移位，則實(shí)際上有可能使整個(gè)物體移位。

元件的面面對(duì)其他的面。在其最廣泛的意義上，面由此朝向彼此。面對(duì)的面可以是彼此相對(duì)的。在一個(gè)實(shí)施方案中，面對(duì)的面可以至少部分重疊。

面可以是彎曲的。在一個(gè)實(shí)施方案中，面是平坦的、平面的。因此一個(gè)面限定一個(gè)平面，在一個(gè)實(shí)施方案中，另一個(gè)元件的一個(gè)面可以在該平面之上滑動(dòng)。在這樣的狀態(tài)中，面是面對(duì)的，且在所述滑動(dòng)期間彼此相對(duì)且部分重疊。

所述多個(gè)模塊和部分是‘耦合的’。尤其，這涉及在功能上耦合。在具體的實(shí)施方案中，這涉及物理地耦合的部分或模塊。更具體地，在一個(gè)實(shí)施方案中，它被用于涵蓋連接。具體地，在一個(gè)實(shí)施方案中，部分、面、模塊等是固定的或安裝的。在此方面，固定的指的是例如焊接、膠合等。安裝的可以指的是使用附接措施，像螺栓和螺母。

‘交互’涉及的是向彼此施加力的模塊和/或元件，但是也可以涉及交換數(shù)據(jù)、交換指令程序部分，以及交換反饋。在一個(gè)實(shí)施方案中，交互涉及處于接觸的模塊和/或元件。在一個(gè)實(shí)施方案中，交互涉及接合的模塊和/或元件。

‘為了移位’提供了各種模塊。這在功能上涉及使一個(gè)元件移位的過(guò)程。它還可以包括用于使元件移位的準(zhǔn)備。為了移位還可以包括后處理。例如，它可以包括一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊在一個(gè)元件的一個(gè)或多個(gè)面之上或在元件之間的一個(gè)或多個(gè)面之上移位向它們開(kāi)始使元件移位的一個(gè)面上的實(shí)際位置。例如，它還可以包括在使用之后存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)模塊，或?qū)⒁粋€(gè)結(jié)束位置傳輸?shù)狡渌??！疄榱艘莆弧邕€可以包括時(shí)間，在該時(shí)間期間在準(zhǔn)備中交換數(shù)據(jù)以用于設(shè)置處于運(yùn)動(dòng)中的元件。

‘在移位時(shí)’指的是元件實(shí)際處于運(yùn)動(dòng)期間的時(shí)間范圍。為了使元件移位，可以發(fā)生多個(gè)‘在移位時(shí)’的實(shí)例。

面被設(shè)置成允許一個(gè)面對(duì)另一個(gè)面施加力或傳輸力。

一個(gè)元件的移動(dòng)實(shí)際上可以被分成一個(gè)元件的中心點(diǎn)的實(shí)際移位和定向的改變。定向的改變例如是繞著穿過(guò)該中心點(diǎn)的線旋轉(zhuǎn)：該中心點(diǎn)不改變其位置。在此方面，一個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)模塊有助于一個(gè)元件的中心點(diǎn)的實(shí)際移位。一個(gè)元件還可以包括一個(gè)定向模塊，以用于改變?cè)亩ㄏ?。在一個(gè)實(shí)施方案中，該運(yùn)動(dòng)模塊和該定向模塊可以被組合。

一個(gè)元件可以包括限定元件的一個(gè)外輪廓的部分。例如，一個(gè)元件可以包括肋。一個(gè)元件包括一個(gè)面。一個(gè)面至少具有允許一個(gè)元件停留在另一個(gè)元件上的支撐。肋例如限定這樣的一個(gè)面。肋之間的空間可以是開(kāi)口的。替代地，可以通過(guò)施加力(例如，氣動(dòng)力或電磁力)提供支撐。在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)元件還可以包括一個(gè)面，所述面在距所述中心點(diǎn)一個(gè)表面距離處設(shè)置有一個(gè)表面。這樣的一個(gè)表面提供一個(gè)固體的物理支撐。一個(gè)表面可以被完全封閉。替代地，一個(gè)面可以包括一個(gè)具有開(kāi)口的表面。例如，該表面可以是有網(wǎng)孔的。通常，這樣的面是平面的，限定一個(gè)有邊界的平面。

在某種意義上，運(yùn)動(dòng)模塊實(shí)際上驅(qū)動(dòng)一個(gè)元件相對(duì)于另一個(gè)元件的移動(dòng)。

在某種意義上，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊操縱一個(gè)元件相對(duì)于另一個(gè)元件的移位的方向。在一個(gè)元件與另一個(gè)元件接觸的情況下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊可以在一個(gè)元件上包括一個(gè)軌道且另一個(gè)元件遵循那個(gè)軌道。

所述元件中的一個(gè)或多個(gè)元件還可以包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)限制模塊，該運(yùn)動(dòng)限制模塊適于當(dāng)與其他元件的運(yùn)動(dòng)模塊交互時(shí)限制所述中心點(diǎn)相對(duì)于其他元件中的一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)向選自所述軌跡和所述其他元件的軌跡中的至少一個(gè)軌跡的移位。來(lái)自一個(gè)元件的面的運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊中的至少一個(gè)與來(lái)自一個(gè)具有面對(duì)的面的元件的至少一個(gè)不同模塊之間的交互實(shí)際上可以限制這些元件之間的距離。它可以將這些元件保持在一起或釋放這些元件以允許它們遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)。它還可以將這些元件之間的距離保持在限定的限制之間。以組合和/或分開(kāi)的動(dòng)作，該交互還可以相對(duì)于彼此元件限制保持這些元件的定向。此功能在運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊交互時(shí)發(fā)生。這也可以是當(dāng)元件不再移位時(shí)的情況。在這樣的情況下，模塊仍可以在交互。這可以被稱作保持狀態(tài)。

當(dāng)前系統(tǒng)(尤其是元件)的模塊提供了對(duì)元件的可靠的移位。移位的結(jié)果是至少部分可預(yù)測(cè)的。移位遵循一個(gè)軌跡的至少一部分。一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊、一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊、以及一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)限制模塊之間的交互限制了一個(gè)中心點(diǎn)相對(duì)于其他元件的一個(gè)或多個(gè)其他中心點(diǎn)向至少一個(gè)軌跡的移位。這樣的軌跡可以被預(yù)定義。它可以是在一個(gè)面之上的一個(gè)固定的路由。例如，一個(gè)軌道提供這樣的一個(gè)固定的路由。

本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少第一三維元件、第二三維元件和第三三維元件，每個(gè)元件包括：

－在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)；

－一個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊，被耦合到所述中心點(diǎn)且在所述元件之上限定一個(gè)軌跡；

－一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，適于使用其他元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊使該中心點(diǎn)相對(duì)于其他元件中的一個(gè)元件的第二中心點(diǎn)移位；

－一個(gè)運(yùn)動(dòng)限制模塊，適于限制所述中心點(diǎn)相對(duì)于所述第二中心點(diǎn)向選自所述軌跡和所述其他元件的第二軌跡中的至少一個(gè)軌跡的移位；

其中所述元件中的至少兩個(gè)元件的所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊在功能上耦合，以用于使所述運(yùn)動(dòng)模塊能夠使與其他兩個(gè)元件中的一個(gè)元件接觸的第三移位元件的中心點(diǎn)遠(yuǎn)離所述其他兩個(gè)元件中的一個(gè)元件的中心點(diǎn)且朝向所述其他兩個(gè)元件中的另一個(gè)元件的中心點(diǎn)移位且與所述其他兩個(gè)元件中的該另一個(gè)元件接觸。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一面改變它的交互模塊以用于所述移位。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)移位時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)模塊被耦合到所述第一面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)移位時(shí)，所述第二面的至少一個(gè)模塊和所述第三面的至少一個(gè)模塊與所述第一面的一個(gè)不同模塊交互。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二面的所述模塊和所述第三面的所述模塊一個(gè)接一個(gè)地交互。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二面的所述模塊和所述第三面的所述模塊與所述第一表面的一個(gè)不同模塊一個(gè)接一個(gè)地交互以用于所述移位。

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)移位時(shí)，所述第一面的所述模塊、所述第二面的所述模塊和所述第三面的所述模塊交替地交互。

在一個(gè)實(shí)施方案中，為了所述移位，來(lái)自所述第一面、所述第二面和所述第三面中的每個(gè)的所述模塊中的至少一個(gè)交互。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件中的每一個(gè)都包括運(yùn)動(dòng)模塊。尤其，所述元件中的每個(gè)元件都包括至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊。這增加了靈活性和速度。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件的所述至少一個(gè)面中的每個(gè)都包括運(yùn)動(dòng)模塊。這也增加了速度和靈活性，允許元件例如自主地或以子組方式工作。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)元件包括所述面中的至少兩個(gè)。通過(guò)使一個(gè)元件的多個(gè)面相對(duì)于彼此的適當(dāng)定向，例如，二維運(yùn)動(dòng)且甚至三維運(yùn)動(dòng)變得更容易實(shí)現(xiàn)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊適于改變所述一個(gè)元件和一個(gè)其他元件相對(duì)于彼此的定向，所述一個(gè)元件耦合到所述運(yùn)動(dòng)模塊，所述一個(gè)其他元件具有一個(gè)具有與所述運(yùn)動(dòng)模塊交互的模塊的面。尤其，所述改變定向可以包括使耦合到所述運(yùn)動(dòng)模塊的所述面和面對(duì)耦合到所述運(yùn)動(dòng)模塊的所述面的一個(gè)面相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。更尤其，用于繞著穿過(guò)所述一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)的一個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)軸線可以垂直于所述面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件中的至少一個(gè)元件還包括一個(gè)定向模塊，適于改變所述一個(gè)元件和所述元件中的另一個(gè)元件相對(duì)于彼此的定向。尤其，所述改變定向可以包括使耦合到所述定向模塊的所述面和面對(duì)耦合到所述定向模塊的所述面的一個(gè)面相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，更尤其，繞著穿過(guò)所述一個(gè)元件的所述中心點(diǎn)的一個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)軸線可以垂直于所述面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊適于將其自己從所述面解耦。

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)從所述面解耦時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)模塊可移位。

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)所述運(yùn)動(dòng)模塊從所述面解耦時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)模塊可移位到一個(gè)相鄰的元件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述一個(gè)元件包括至少兩個(gè)面，且所述運(yùn)動(dòng)模塊從所述一個(gè)元件的一個(gè)面可移位到所述一個(gè)元件的下一個(gè)面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)所述運(yùn)動(dòng)模塊從所述面解耦時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)模塊在所述元件的內(nèi)部從所述一個(gè)元件的一個(gè)面可移位到所述一個(gè)元件的另一個(gè)面。允許一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊從一個(gè)面移動(dòng)到另一個(gè)面，或甚至從一個(gè)元件移動(dòng)到另一個(gè)元件，可以節(jié)省在元件的一個(gè)系統(tǒng)中需要的運(yùn)動(dòng)模塊的量。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊、所述運(yùn)動(dòng)限制模塊和所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊包括一個(gè)保持狀態(tài)，在該保持狀態(tài)中，至少部分重疊的面對(duì)的面被保持在它們的相互位置中，所述保持狀態(tài)尤其涉及來(lái)自一個(gè)面的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊和來(lái)自面對(duì)所述一個(gè)面的一個(gè)面的運(yùn)動(dòng)限制模塊。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)元件包括被耦合到一個(gè)面的保持模塊，以用于與一個(gè)面對(duì)的面的保持模塊交互，從而將所述面相對(duì)于所述面對(duì)的面保持就位。該保持模塊保持位置和定向中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件的保持模塊可以接合另一個(gè)元件。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述保持模塊包括兩個(gè)部分，該兩個(gè)部分適于向彼此施加力，以用于將元件相對(duì)于彼此保持就位和/或?qū)⒃鄬?duì)于彼此保持在它們的定向上。在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件致動(dòng)它的第一保持模塊部分以接合另一個(gè)元件的第二保持模塊部分。在此實(shí)施方案或另一個(gè)實(shí)施方案中，其他元件可以反過(guò)來(lái)致動(dòng)它的第二保持模塊部分以使其從其他元件的第一保持模塊部分脫離接合。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述保持模塊包括兩個(gè)部分，該兩個(gè)部分適于向彼此施加力，以用于將面保持就位。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述保持模塊包括兩個(gè)部分，該兩個(gè)部分適于向彼此施加力以用于將面保持就位，且其中所述兩個(gè)部分被設(shè)置到包括所述保持模塊的面，允許設(shè)置有所述保持模塊的每個(gè)面相對(duì)于設(shè)置有所述保持模塊的一個(gè)面對(duì)的面保持就位，其中一個(gè)面的一個(gè)保持模塊部分與一個(gè)面對(duì)的面的一個(gè)其他保持部分交互。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述保持模塊包括一個(gè)保持狀態(tài)和一個(gè)釋放狀態(tài)，在該保持狀態(tài)中，該保持模塊將面保持就位，且在該釋放狀態(tài)中，面可以相對(duì)于彼此移動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述每個(gè)元件的所述至少一個(gè)面被連接到所述元件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊被連接到所述面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，該系統(tǒng)還包括第四這樣的元件，該元件至少包括第一元件、第二元件和第三元件的特征，且向所述系統(tǒng)提供所述至少一個(gè)面中的第四面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，為了所述移位，所述第四面面對(duì)所述第一面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在所述移位期間，所述第一元件在第一方向上移位，且其中另一個(gè)隨后的移位包括：

當(dāng)在不同于所述第一方向的另一個(gè)方向上，尤其以與所述第一方向成一個(gè)角度地進(jìn)一步移位時(shí)，所述第一面的至少一個(gè)模塊與所述第四面的至少一個(gè)不同模塊類型的至少一個(gè)模塊交互。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一元件還包括所述面中的另外至少一個(gè)面，向所述系統(tǒng)提供第五面。為了所述移位，所述第五面可以面對(duì)所述第四面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在所述移位期間，所述第一元件在第一方向上移位，且其中另一個(gè)隨后的移位包括：

所述第五面面對(duì)所述第四面，以及

在所述移位期間當(dāng)在不同于所述第一方向的另一個(gè)方向上進(jìn)一步移位時(shí)所述第五面的至少一個(gè)模塊與所述第四面的至少一個(gè)不同模塊類型的至少一個(gè)模塊交互。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件中的至少一個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊適于將所述軌跡設(shè)置成在功能上圍繞所述元件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)元件的所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊適于限定與所述預(yù)定義的第一軌跡交叉的另一個(gè)第二軌跡。這允許在操作中其他元件中的一個(gè)元件在二維上移位。所述軌跡例如環(huán)繞中心點(diǎn)或圍繞中心點(diǎn)行進(jìn)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括所述面中的至少兩個(gè)面，在距所述中心點(diǎn)一個(gè)表面距離處設(shè)置有一個(gè)表面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊的至少一部分適于在所述元件的內(nèi)部在內(nèi)側(cè)移位。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊的至少一部分適于在所述元件的內(nèi)部改變其定向。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括所述面中的至少兩個(gè)面，所述元件彼此相鄰且所述面的所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊連接至彼此。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述面包括邊界，其中所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊行進(jìn)到所述邊界中的至少一個(gè)邊界。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊包括一個(gè)可檢測(cè)的指示的路線，尤其是電磁輻射的路線、比如光路線、磁性路線、靜電路線、聲音或超聲路線。當(dāng)設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)傳感器時(shí)，可以遵循該路線。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述軌跡包括一個(gè)物理軌道。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述軌跡包括一個(gè)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的一個(gè)實(shí)施例是例如火車使用的導(dǎo)軌的類型。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述軌跡至少部分地遵循一條直線。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括至少一個(gè)面，所述面包括一個(gè)設(shè)置有所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的表面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊包括限定一個(gè)平面的至少兩個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引部分具有至少一個(gè)交叉，尤其地，所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引部分是直的且彼此成直角地交叉。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括至少一個(gè)面，所述面包括一個(gè)設(shè)置有所述運(yùn)動(dòng)模塊的表面，尤其地所述表面是一個(gè)形成所述元件的一個(gè)面的平坦表面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括至少一個(gè)面，所述面包括一個(gè)設(shè)置有所述運(yùn)動(dòng)模塊和所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的表面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括一系列面，每個(gè)面具有一個(gè)表面，尤其所述面限定所述元件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括所述面中的一系列至少兩個(gè)面，尤其所述元件包括形成所述元件的面的一系列耦合的面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括至少4個(gè)面，尤其至少6個(gè)面，更尤其相對(duì)的且具有一個(gè)法線方向的正交法線。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件是規(guī)則體。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件大體上是一個(gè)塊，更尤其是立方體。立方體的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們?cè)试S容易堆疊。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)限制模塊包括第一運(yùn)動(dòng)限制模塊部分，該第一運(yùn)動(dòng)限制模塊部分被布置成用于物理地接合一個(gè)其他元件且限制在具有垂直于所述軌跡的一個(gè)分量的第一方向上的運(yùn)動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)限制模塊包括第二運(yùn)動(dòng)限制模塊部分，該第二運(yùn)動(dòng)限制模塊部分被布置成用于物理地接合一個(gè)其他元件且限制在第二方向上的運(yùn)動(dòng)，該第二方向具有垂直于所述軌跡且垂直于所述第一方向的一個(gè)分量。

本發(fā)明還涉及一種元件，包括：

保持裝置，適于與一個(gè)類似的元件的在功能上對(duì)準(zhǔn)的保持裝置交互，且包括一個(gè)保持狀態(tài)和一個(gè)釋放狀態(tài)，所述保持裝置在所述保持狀態(tài)中與所述類似的元件的所述對(duì)準(zhǔn)的保持裝置接合以用于將所述元件相對(duì)于所述類似的元件保持就位，且在所述釋放狀態(tài)中與所述對(duì)準(zhǔn)的保持裝置脫離接合，以及

感測(cè)裝置，用于提供抓取檢測(cè)，所述抓取檢測(cè)包括對(duì)選自以下之一的檢測(cè)：導(dǎo)致緊握所述元件的動(dòng)作、緊握在所述元件上、釋放緊握所述元件的動(dòng)作以及它們的組合，其中所述感測(cè)裝置在功能上耦合到所述保持裝置，用于在所述抓取檢測(cè)時(shí)，在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動(dòng)所述在功能上對(duì)準(zhǔn)的保持裝置中的至少一個(gè)。此元件允許容易建造，例如，通過(guò)人手拾取且將一個(gè)元件放置在另一個(gè)元件上，或經(jīng)由接合該元件且將它移動(dòng)到另一個(gè)位置或地點(diǎn)的其他裝置。

本發(fā)明還涉及一種元件，所述元件是三維的且包括：

－在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)；

－被耦合到所述中心點(diǎn)的至少一個(gè)面且所述面包括：

－運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊，在所述面的至少一部分之上限定一個(gè)軌跡；

－運(yùn)動(dòng)限制模塊，適于當(dāng)與所述運(yùn)動(dòng)模塊交互時(shí)限制所述中心點(diǎn)相對(duì)于一個(gè)類似的元件的中心點(diǎn)向選自所述軌跡和所述類似元件的所述軌跡中的至少一個(gè)軌跡的移位；

－運(yùn)動(dòng)模塊，

其中所述運(yùn)動(dòng)模塊適于被耦合到所述元件的一個(gè)面，且適于當(dāng)與一個(gè)類似的元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊交互時(shí)使所述中心點(diǎn)相對(duì)于所述類似的元件的中心點(diǎn)移位，所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊、所述運(yùn)動(dòng)模塊和所述運(yùn)動(dòng)限制模塊限定不同的模塊類型，

其中為了使所述元件的所述中心點(diǎn)遠(yuǎn)離所述類似的元件的所述中心點(diǎn)且朝向另一個(gè)類似的元件的中心點(diǎn)移位，所述元件的所述至少一個(gè)面中的第一面面對(duì)所述類似的元件的所述至少一個(gè)面中的第二面和所述另一個(gè)類似的元件的所述至少一個(gè)面中的第三面中的至少一個(gè)，由此提供面對(duì)的面，以及

其中為了所述移位：

－當(dāng)移位時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)模塊與至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊交互，且與至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)限制模塊交互，其中所述面對(duì)的面提供所述交互的模塊；

－當(dāng)移位時(shí)，所述第一面的至少一個(gè)模塊與所述面對(duì)的面中的至少一個(gè)其他面的至少一個(gè)不同模塊類型的至少一個(gè)模塊交互，以及

所述第一面的所述至少一個(gè)模塊與所述第二面的不同模塊類型的至少一個(gè)模塊和所述第三面的不同模塊類型的至少一個(gè)模塊交互。此元件允許一種可以自主地改變其形狀或根據(jù)指令改變其形狀的系統(tǒng)。元件能夠使它們自己移位：一個(gè)元件可以自主地或根據(jù)指令移位。

本發(fā)明還涉及一種元件，包括：

－至少一個(gè)面，所述面包括一個(gè)外表面以用于為另一個(gè)類似的元件的一個(gè)面提供鄰接；

－至少一個(gè)保持模塊，用于相對(duì)于至少一個(gè)其他類似的元件保持所述元件，所述保持選自保持位置和保持定向；

－至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，用于使所述元件大體上沿著至少一個(gè)其他類似的元件的一個(gè)外表面或大體上在至少一個(gè)其他類似的元件的一個(gè)外表面上相對(duì)于至少一個(gè)其他類似的元件移動(dòng)，所述移動(dòng)選自使質(zhì)量中心相對(duì)于彼此移位，使重心相對(duì)于彼此移位，以及使相對(duì)于彼此改變定向；

－通信模塊，用于與至少一個(gè)其他類似的元件交換數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括至少一個(gè)位置狀態(tài)；

－數(shù)據(jù)處理模塊，在功能上耦合到所述通信模塊，用于處理來(lái)自所述通信模塊的數(shù)據(jù)；

－能量模塊，在功能上耦合以用于向至少所述移位模塊、所述通信模塊以及所述數(shù)據(jù)處理模塊提供能量，

其中所述數(shù)據(jù)處理模塊包括軟件，當(dāng)所述軟件在所述數(shù)據(jù)處理模塊上運(yùn)行時(shí)，其包括步驟：

－經(jīng)由所述數(shù)據(jù)通信模塊為所述元件檢索一個(gè)設(shè)定位置，該設(shè)定位置選自地點(diǎn)和定向以及它們的組合；

－檢索當(dāng)前位置信息；

－產(chǎn)生用于所述運(yùn)動(dòng)模塊的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)指令，以用于通過(guò)使所述元件的外表面在所述至少一個(gè)其他類似的元件的外表面之上移動(dòng)或沿著所述至少一個(gè)其他類似的元件的外表面移動(dòng)而使所述元件從所述當(dāng)前位置移動(dòng)到所述設(shè)定位置；

－給所述運(yùn)動(dòng)模塊提供所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)指令。

在此方面，產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)指令可包括計(jì)算一個(gè)運(yùn)動(dòng)指令，或它可以包括計(jì)算中間步驟。因此，它可以包括計(jì)算至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)指令以用于使所述元件朝向所述設(shè)定位置移動(dòng)。

元件和/或系統(tǒng)的多個(gè)特征可以組合。例如，一個(gè)元件可以包括運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊，且還可以包括保持模塊和感測(cè)模塊。一個(gè)系統(tǒng)可以包括具有所有這些模塊的元件。一個(gè)系統(tǒng)還可以包括具有這些模塊或裝置中的一個(gè)或多個(gè)模塊或裝置的元件，以及可以具有這些模塊或裝置中的其他模塊或裝置的其他元件。此外，一個(gè)元件的每個(gè)面的特征可以都不同。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在操作中所述元件與至少一個(gè)其他類似的元件物理接觸，其中其外表面至少部分地接觸所述至少一個(gè)其他類似的元件的一個(gè)外表面的至少一部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，元件包括至少一個(gè)外表面且當(dāng)移位時(shí)，所述表面大體上平行于另一個(gè)類似的元件的一個(gè)鄰接外表面移位。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述表面相對(duì)于彼此滑動(dòng)，例如，通過(guò)在所述表面之間的氣墊，或通過(guò)例如使用磁懸浮的一小段距離。一個(gè)元件由此可以‘盤(pán)旋’在另一個(gè)元件之上。

一個(gè)元件可以通過(guò)其位置和定向被表征。位置和定向二者都可以是絕對(duì)的和相對(duì)的。相對(duì)位置可以被限定為一個(gè)元件相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)其他元件的位置。相對(duì)位置還可以被限定為一個(gè)元件在它與其他元件一起形成的物體內(nèi)的位置，或在一個(gè)集合的元件中的位置。在一個(gè)實(shí)施方案中，元件可以被設(shè)置有一個(gè)位置感測(cè)部分，該位置感測(cè)部分在功能上耦合到所述數(shù)據(jù)處理模塊。該感測(cè)部分可以是較早討論的感測(cè)裝置的一部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述位置感測(cè)部分包括一個(gè)相對(duì)位置感測(cè)部分，以用于感測(cè)所述元件相對(duì)于至少一個(gè)其他類似的元件的位置。這樣的元件可以與所述元件接觸。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述位置感測(cè)部分包括一個(gè)局部絕對(duì)位置感測(cè)部分，以用于感測(cè)所述元件相對(duì)于一個(gè)集合的元件內(nèi)的一個(gè)定位的局部位置。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述位置感測(cè)部分包括一個(gè)絕對(duì)位置感測(cè)部分，以用于感測(cè)所述元件的全局位置。

在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件包括一個(gè)定向感測(cè)部分，該定向感測(cè)部分在功能上耦合到數(shù)據(jù)處理模塊。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述定向感測(cè)部分包括一個(gè)相對(duì)定向感測(cè)部分，以用于感測(cè)所述元件相對(duì)于與所述元件接觸的至少一個(gè)其他類似的元件的定向。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述定向感測(cè)部分適于感測(cè)所述元件相對(duì)于一個(gè)力場(chǎng)的定向，所述力場(chǎng)例如重力場(chǎng)、靜電力場(chǎng)、磁力場(chǎng)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊包括一個(gè)具有移位器(displacer)的導(dǎo)軌。為了實(shí)際上使一個(gè)元件相對(duì)于另一個(gè)元件移位，一個(gè)元件的一個(gè)移位器在另一個(gè)元件的導(dǎo)軌內(nèi)或上行進(jìn)。該移位器可以物理地接合該導(dǎo)軌。替代地，它可以向該導(dǎo)軌施加一個(gè)或多個(gè)力，甚至在不與導(dǎo)軌物理接觸的情況下，像例如施加磁力。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述導(dǎo)軌在至少二維上運(yùn)行，尤其在外表面上/內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，元件可以包括共享移位器。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊包括至少一個(gè)壓電元件(“分檔器”)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括限定一個(gè)元件的外邊界的壁。

在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)外壁可以被設(shè)置有一個(gè)密封件以用于密封在元件的表面之間的空間。因此，有可能的是，使用元件建造水密的或甚至氣密的構(gòu)造物。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述密封件具有一個(gè)接合位置和脫離接合位置。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述密封件相對(duì)于元件的一個(gè)壁是圓周或外周。該密封件可以包括沿著一個(gè)壁的側(cè)面行進(jìn)的部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)壁包括一個(gè)平面的表面部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件包括至少一個(gè)功能表面，例如包括一個(gè)光伏元件。替代地或結(jié)合地，一個(gè)功能表面被設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)顯示器元件。一個(gè)顯示器元件可以包括可以形成顯示器的一個(gè)或多個(gè)像素。在一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)元件的相鄰的表面可以形成一個(gè)顯示器。因此，元件允許視覺(jué)信息的呈現(xiàn)。此外或替代地，該功能表面可以包括觸摸功能和/或接近感測(cè)，允許例如觸摸板的形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，元件可以被組合以形成一個(gè)顯示器以用于播放電影、電視或游戲。在元件具有小于1cm的邊的情況下，在許多實(shí)例中元件將把功能表面組合到組合的元件功能表面的一個(gè)顯示器中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括在所述元件內(nèi)的一個(gè)容器空間，尤其一個(gè)可關(guān)閉的容器空間。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述容器空間包括一個(gè)封閉件或一個(gè)致動(dòng)器以用于關(guān)閉所述容器。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述致動(dòng)器在功能上耦合到所述數(shù)據(jù)處理模塊。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件包括至少一個(gè)致動(dòng)器，所述至少一個(gè)致動(dòng)器用于可選擇地操作所述運(yùn)動(dòng)模塊，在一個(gè)實(shí)施方案中，以用于將所述運(yùn)動(dòng)模塊縮回在所述元件內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述致動(dòng)器在功能上耦合到所述數(shù)據(jù)處理模塊。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述數(shù)據(jù)處理模塊可以包括選自以下的任何一個(gè)：存儲(chǔ)器、主從式設(shè)定、動(dòng)態(tài)主從式設(shè)定、建造計(jì)劃、基于時(shí)間的位置指令、計(jì)時(shí)部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，元件的尺寸是10cm向下至0.1微米，尤其1cm向下至0.5微米，更尤其1mm向下至0.5微米，特別是100微米向下至0.1微米。

本發(fā)明還涉及一種用于傳送材料的方法，包括將所述材料設(shè)置在上文所描述的至少一個(gè)元件中。

本發(fā)明還涉及一種元件，包括：

－允許移位的至少一個(gè)外表面，例如一個(gè)壁；

－至少一個(gè)保持模塊，用于維持所述元件相對(duì)于一個(gè)類似的元件的位置或到一個(gè)類似的元件上的位置；

－至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，用于使所述元件大體上在所述外表面之上相對(duì)于其他類似的元件移位；該運(yùn)動(dòng)模塊還可以是一個(gè)與至少一個(gè)其他元件共享的分立的部分，例如可見(jiàn)于導(dǎo)軌，或它可以包括線性移位、旋轉(zhuǎn)、使質(zhì)量中心相對(duì)于彼此移位、改變相對(duì)于彼此的定向；改變所述元件相對(duì)于其他類似的元件的距離。此外，一個(gè)望遠(yuǎn)鏡部分可以被設(shè)置在元件上。

該元件還可以包括：

－通信模塊，用于與其他類似的元件交換數(shù)據(jù)；具體地，所述數(shù)據(jù)包括定向、相對(duì)于其他元件的位置、固定、外部物理參數(shù)(像溫度、傳感器數(shù)據(jù)、時(shí)間)、或軟件或固件更新，所述通信模塊可以適于數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。

該元件還可以包括：

－數(shù)據(jù)處理模塊。

該元件還可以包括：

－能量模塊，例如用于向所述運(yùn)動(dòng)模塊、所述運(yùn)動(dòng)限制模塊、所述通信模塊、所述數(shù)據(jù)處理模塊提供能量，例如使用電磁輻射、無(wú)線傳遞以及來(lái)自其他類似的元件的能量來(lái)提供所述能量，該能量模塊還可以提供存儲(chǔ)能量。

在此方面，‘類似的’指的是包括設(shè)置有一個(gè)保持模塊和一個(gè)允許協(xié)作的運(yùn)動(dòng)模塊的至少一個(gè)面的元件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件在功能上彼此物理接觸。尤其，它們的壁或外表面的至少一部分彼此物理接觸。尤其，限定一個(gè)接觸區(qū)域。

將一個(gè)構(gòu)造元件按壓到另一個(gè)構(gòu)造元件上的力可以經(jīng)由一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊、一個(gè)保持模塊、和/或所述外表面的至少一部分被接受。

元件可以被組合在一個(gè)物體中，在該物體中，所述元件的位置可以相對(duì)于該物體或相對(duì)于其他元件被限定。在此方面，相鄰關(guān)系可以是重要的。在一個(gè)實(shí)施方案中，該相鄰關(guān)系被限定為超過(guò)所述元件一個(gè)元件。在一個(gè)實(shí)施方案中，該相鄰關(guān)系可以是超過(guò)所述元件兩個(gè)元件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，元件是至少部分地使用例如3D打印被生產(chǎn)的。在一個(gè)實(shí)施方案中，植物單元可以被用于生產(chǎn)“木質(zhì)”表面。這樣的植物單元可以被附接到載體基底。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在元件的組件中的元件一起工作，其中所述元件具有一個(gè)主/從式設(shè)定，尤其一個(gè)動(dòng)態(tài)主/從式設(shè)定。

本發(fā)明還涉及一種游戲組件，包括一個(gè)上文所描述的系統(tǒng)，以及一個(gè)與所述元件中的至少一個(gè)元件通信的計(jì)算設(shè)備，所述計(jì)算設(shè)備運(yùn)行一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序在所述計(jì)算設(shè)備上操作時(shí)，其執(zhí)行步驟：

－請(qǐng)求用于限定所述元件的開(kāi)始構(gòu)型的用戶輸入；

－請(qǐng)求用于限定所述元件的結(jié)束構(gòu)型的用戶輸入；

－將所述開(kāi)始構(gòu)型和所述結(jié)束構(gòu)型傳送到所述元件中的至少一個(gè)。

本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的構(gòu)造工具，包括一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序在一個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，其執(zhí)行步驟：

－在一個(gè)存儲(chǔ)器中限定一個(gè)集合的至少三個(gè)元件，每個(gè)元件包括：

－在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)、一個(gè)相對(duì)位置和一個(gè)定向；

－一個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引功能，被耦合到所述中心點(diǎn)且在所述元件之上限定一個(gè)軌跡；

－一個(gè)運(yùn)動(dòng)功能，使用其他元件中的一個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引功能限定該中心點(diǎn)相對(duì)于那個(gè)其他元件的第二中心點(diǎn)的移位；

－一個(gè)運(yùn)動(dòng)限制功能，適于限制所述中心點(diǎn)相對(duì)于該第二中心點(diǎn)向選自所述軌跡和所述其他元件的第二預(yù)定義的軌跡中的至少一個(gè)軌跡的移位；

其中所述元件中的至少兩個(gè)元件的所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引功能限定元件之間的在功能上的耦合，以用于使所述運(yùn)動(dòng)功能能夠使與其他兩個(gè)元件中的一個(gè)元件接觸的第三移位元件的中心點(diǎn)遠(yuǎn)離所述其他兩個(gè)元件中的一個(gè)元件的中心點(diǎn)且朝向所述其他兩個(gè)元件中的另一個(gè)元件的中心點(diǎn)移位且與所述其他兩個(gè)元件中的該另一個(gè)元件接觸。

在此方面，該構(gòu)造工具也可以被看作一個(gè)游戲、一個(gè)游戲、或一個(gè)仿真，其中功能元件的特征被修改且修改的效果可以被探究。其他功能例如可以是：

－感測(cè)其他元件；

－在存儲(chǔ)器中限定所述元件的開(kāi)始構(gòu)型；

－在存儲(chǔ)器中限定所述元件的結(jié)束構(gòu)型。

本發(fā)明還涉及一種用于玩游戲的方法，包括提供一種計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序在一個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，其執(zhí)行：

－在存儲(chǔ)器中限定一個(gè)集合的至少三個(gè)三維元件，每個(gè)元件具有一個(gè)中心點(diǎn)和至少一個(gè)面；

－通過(guò)所述集合的元件的一個(gè)開(kāi)始外邊界和每個(gè)元件相對(duì)于所述外邊界的至少一個(gè)位置，在存儲(chǔ)器中限定所述集合的元件的開(kāi)始狀態(tài)；

－在存儲(chǔ)器中限定所述集合的元件的目標(biāo)狀態(tài)，該目標(biāo)狀態(tài)不同于所述開(kāi)始狀態(tài)且需要至少一個(gè)元件的移位；

－提供一個(gè)功能工具箱，包括：

－一組運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引功能，所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引功能耦合到所述中心點(diǎn)且在所述元件之上限定一個(gè)軌跡；

－一組運(yùn)動(dòng)功能，使用其他元件中的一個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引功能限定該中心點(diǎn)相對(duì)于那個(gè)其他元件的第二中心點(diǎn)的移位；

－一組運(yùn)動(dòng)限制功能，適于限制所述中心點(diǎn)相對(duì)于所述第二中心點(diǎn)向選自所述軌跡和所述其他元件的第二軌跡中的至少一個(gè)軌跡的移位；

－一組傳感器功能，提供與一個(gè)元件的環(huán)境有關(guān)的信息；

－將所述功能工具箱呈現(xiàn)給用戶且使所述用戶能夠從所述功能工具箱為每個(gè)元件選擇至少一個(gè)功能；

－為每個(gè)元件提供一個(gè)在操作上耦合所述選擇的功能的一個(gè)元件計(jì)算機(jī)程序，且當(dāng)被執(zhí)行時(shí)該元件計(jì)算機(jī)程序收集傳感器輸入、相對(duì)位置輸入，且允許運(yùn)動(dòng)；

－在每個(gè)元件上運(yùn)行所述元件計(jì)算機(jī)程序。

此外，游戲還可以是或包括如上文所解釋的仿真。

尤其地，該方法包括提供關(guān)于與至少一個(gè)面接觸的另一個(gè)元件的存在的輸入。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法還包括通過(guò)所述集合的元件的一個(gè)結(jié)束外邊界，在存儲(chǔ)器中限定所述集合的元件的目標(biāo)狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法還包括通過(guò)為至少一個(gè)元件限定一個(gè)與所述集合的元件有關(guān)的要求，在存儲(chǔ)器中限定所述集合的元件的目標(biāo)狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法還包括通過(guò)為至少一個(gè)元件限定一個(gè)與所述集合的元件中的至少一個(gè)元件有關(guān)的要求，在存儲(chǔ)器中限定所述集合的元件的目標(biāo)狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法還包括通過(guò)為至少一個(gè)元件限定一個(gè)與所述集合的元件中的至少一個(gè)特定元件有關(guān)的要求，在存儲(chǔ)器中限定所述集合的元件的目標(biāo)狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，元件的行為具有一個(gè)隨機(jī)性因子。例如，運(yùn)動(dòng)方向的選擇可以包括一個(gè)隨機(jī)性因子。在一個(gè)實(shí)施方案中，元件的運(yùn)動(dòng)可以基于一個(gè)遺傳算法。在一個(gè)實(shí)施例中，隨機(jī)生成器影響例如運(yùn)動(dòng)方向的選擇。假如這樣的隨機(jī)選擇具有良好效果，例如，它使一個(gè)元件更靠近最終目標(biāo)，與該方向相關(guān)聯(lián)的權(quán)重因子的值增加。如果該隨機(jī)選擇具有不良效果，則該權(quán)重因子的值減小。

在較廣泛的意義上，使用進(jìn)化算法，可以至少部分地控制元件的行為，或者可以解決元件或元件的組件或元件的系統(tǒng)所面對(duì)的問(wèn)題。在此實(shí)施方案中，一個(gè)元件包括一個(gè)控制器，該控制器包括使用進(jìn)化算法的機(jī)器指令。進(jìn)化算法使用受自然進(jìn)化啟發(fā)的技術(shù)生成對(duì)于優(yōu)化問(wèn)題的解決方案。遺傳算法實(shí)際上是一種類型的進(jìn)化算法。進(jìn)化算法的其他實(shí)施例是遺傳、突變、選擇和交叉。一個(gè)進(jìn)化算法使用例如受生物進(jìn)化啟發(fā)的機(jī)制，諸如，復(fù)制、突變、重組和選擇。這些算法和機(jī)制中的許多具有隨機(jī)性或偶然性因子：需要做出的性能或選擇可以至少部分地基于隨機(jī)選擇。以此方式，可以發(fā)現(xiàn)為問(wèn)題提供更好解決的解決方案或操作模式。

由于元件的環(huán)境和/或大量選擇的改變，可能在一個(gè)可用時(shí)間范圍內(nèi)不總能計(jì)算出精確解決方案或甚至最佳解決方案，和/或例如一個(gè)解決方案可以達(dá)到最終目標(biāo)的統(tǒng)計(jì)概率。當(dāng)例如一個(gè)元件改變其位置時(shí)，另一個(gè)元件處的計(jì)算/另一個(gè)元件的計(jì)算可以變得失效。

類似于進(jìn)化算法的類似技術(shù)在實(shí)施細(xì)節(jié)和特定應(yīng)用的問(wèn)題的性質(zhì)上不同。同樣，這些技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域已知的。一個(gè)元件、元件的至少一部分、或元件的組件可以使用以下算法或其組合：

遺傳算法：通過(guò)應(yīng)用運(yùn)算符諸如重組和突變(有時(shí)應(yīng)用一個(gè)，有時(shí)應(yīng)用兩個(gè))，元件可以使用該遺傳算法用于解決問(wèn)題，例如，以數(shù)字串的形式(傳統(tǒng)上二進(jìn)制，但是最好的表示通常是反應(yīng)關(guān)于被解決的問(wèn)題的一些特征的那些表示)。

遺傳編程：元件可以使用該遺傳編程以使它們的控制指令更靈活。在解決問(wèn)題時(shí)評(píng)估例如計(jì)算機(jī)程序的部分的效力，且通過(guò)它們解決(計(jì)算)問(wèn)題的能力確定它們的配合度。

進(jìn)化編程：通常，計(jì)算機(jī)程序的結(jié)構(gòu)是固定的且它的數(shù)值參數(shù)被允許發(fā)展。

基因表達(dá)編程：－像遺傳編程，GEP還使計(jì)算機(jī)程序發(fā)展但是它探究一種基因型－顯型系統(tǒng)，其中不同尺寸的計(jì)算機(jī)程序被編碼在固定長(zhǎng)度的線性染色體中。

進(jìn)化策略－使用實(shí)數(shù)的向量作為解決方案的表示，且通常使用自適應(yīng)突變率。

文化基因算法－它是基于種群的方法的混合形式。既受達(dá)爾文自然進(jìn)化原理啟發(fā)又受道金斯的文化基因概念的啟發(fā)且被看作與能夠執(zhí)行局部改進(jìn)的個(gè)體學(xué)習(xí)程序耦合的基于種群的算法的形式。

差異進(jìn)化－基于向量差異。元件可以使用差異進(jìn)化以用于解決數(shù)值優(yōu)化問(wèn)題。

神經(jīng)進(jìn)化－類似于遺傳編程，但是基因組通過(guò)描述結(jié)構(gòu)權(quán)重和連接權(quán)重來(lái)表示人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。基因組編碼可以是直接的或間接的。

學(xué)習(xí)分類器系統(tǒng)是與增強(qiáng)學(xué)習(xí)和遺傳算法關(guān)系密切的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)。例如，它包括一個(gè)二進(jìn)制規(guī)則的種群，基于該二進(jìn)制規(guī)則的種群，遺傳算法更改和選擇最佳的規(guī)則。規(guī)則配合度可以基于一種增強(qiáng)學(xué)習(xí)技術(shù)。

所述元件或元件的組件還可以使用所謂的群算法，包括：

蟻群優(yōu)化算法－基于通過(guò)信息素通信形成路徑的螞蟻覓食的理念。當(dāng)面臨組合優(yōu)化和圖表問(wèn)題時(shí)，元件可以使用此蟻群優(yōu)化算法。

蜂群算法基于蜜蜂的覓食行為。當(dāng)元件面對(duì)像路由和調(diào)度這樣的問(wèn)題時(shí)。

杜鵑搜索算法是受杜鵑科物種的孵育寄生現(xiàn)象啟發(fā)。它還使用列為飛行(Lévy flights)。元件可以使用該算法用于全局優(yōu)化問(wèn)題。

粒子群優(yōu)化算法－基于動(dòng)物集群行為的理念。元件可以使用此算法用于數(shù)值優(yōu)化問(wèn)題。

其他基于種群的啟發(fā)式算法包括：

‘螢火蟲(chóng)算法’，受螢火蟲(chóng)通過(guò)閃光吸引彼此的行為啟發(fā)。這對(duì)于多峰優(yōu)化是特別有用的。

和聲搜索算法－基于樂(lè)師尋求更好和聲行為的理念。此算法適合于組合優(yōu)化以及參數(shù)優(yōu)化。

高斯適配－基于信息理論。用于制造產(chǎn)率、平均配合度或平均信息的最大化。參見(jiàn)，例如熱力學(xué)和信息理論中的熵。

已發(fā)現(xiàn)，為一個(gè)元件限定其動(dòng)作的一組確定性指令不總是起作用：有時(shí)，由于環(huán)境和選項(xiàng)數(shù)量中的可能的改變，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)的‘最好解決方案’的動(dòng)作并不存在，或可能花費(fèi)太長(zhǎng)時(shí)間來(lái)計(jì)算。例如，當(dāng)另一個(gè)元件改變其位置或定向時(shí)，一個(gè)元件中的計(jì)算可能變得無(wú)效。替代地，動(dòng)作的一個(gè)或多個(gè)子集可以被限定以實(shí)現(xiàn)中間目標(biāo)。

本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少第一三維元件、第二三維元件和第三三維元件，每個(gè)元件包括：

－在所述元件內(nèi)的一個(gè)中心點(diǎn)；

－運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊，被耦合到所述中心點(diǎn)且在所述元件之上限定一個(gè)軌跡；

－運(yùn)動(dòng)限制模塊，適于限制所述中心點(diǎn)相對(duì)于所述第二中心點(diǎn)向選自所述軌跡和所述其他元件的第二軌跡中的至少一個(gè)軌跡的移位；

所述系統(tǒng)還包括：

－運(yùn)動(dòng)模塊，適于使一個(gè)元件的中心點(diǎn)相對(duì)于其他元件中的一個(gè)元件的第二中心點(diǎn)移位，所述運(yùn)動(dòng)模塊適于接合所述元件中的至少一個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊；

其中所述元件中的至少兩個(gè)元件的所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊在功能上被耦合，以用于使所述運(yùn)動(dòng)模塊能夠使與其他兩個(gè)元件中的一個(gè)元件接觸的第三移位元件的中心點(diǎn)遠(yuǎn)離所述其他兩個(gè)元件中的一個(gè)元件的中心點(diǎn)且朝向所述其他兩個(gè)元件中的另一個(gè)元件的中心點(diǎn)移位且與所述其他兩個(gè)元件中的該另一個(gè)元件接觸。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述運(yùn)動(dòng)模塊(也被稱作共享運(yùn)動(dòng)模塊)可以沿著一個(gè)元件從一個(gè)面移動(dòng)向另一個(gè)面。在一個(gè)面處或在一個(gè)面上的位置處，該共享運(yùn)動(dòng)模塊可以在功能上執(zhí)行其運(yùn)動(dòng)模塊的功能。當(dāng)沿著一個(gè)元件從一個(gè)面移動(dòng)向另一個(gè)面時(shí)，一個(gè)元件的中心點(diǎn)可以保持靜止。在一個(gè)實(shí)施方案中，該共享運(yùn)動(dòng)模塊甚至可以從一個(gè)元件向另一個(gè)元件(尤其一個(gè)相鄰的元件)行進(jìn)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，該共享運(yùn)動(dòng)模塊接合運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊。因此，它使用已經(jīng)存在于一個(gè)元件中或上的措施。例如，如果元件被設(shè)置有軌道，共享運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊接合部分可以接合運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊。這樣的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊可以例如被設(shè)置在該元件的一個(gè)面的表面以下，像例如，齊平安裝的軌道。這允許一個(gè)共享運(yùn)動(dòng)模塊在一個(gè)元件的一個(gè)面的表面以下移位。

為了能夠使一個(gè)元件相對(duì)于至少一個(gè)其他元件移位，共享運(yùn)動(dòng)模塊可以包括一個(gè)可釋放的附接部分，以用于將該共享運(yùn)動(dòng)模塊附接到一個(gè)元件。釋放該附接部分允許該共享運(yùn)動(dòng)模塊相對(duì)于一個(gè)元件移位，且激活該附接部分保持該共享運(yùn)動(dòng)模塊被附接到一個(gè)元件。該共享運(yùn)動(dòng)模塊的附接部分可以接合一個(gè)元件，例如，通過(guò)施加力(像磁力)。替代地，該附接部分可以物理地接合該元件。一個(gè)機(jī)械附接部分可以與設(shè)置在元件內(nèi)的協(xié)作附接部分協(xié)作。例如，該共享運(yùn)動(dòng)模塊可以包括一個(gè)鎖定到一個(gè)元件中的錨孔內(nèi)的錨釘，或反之亦然，該共享運(yùn)動(dòng)模塊可以被設(shè)置有錨定孔。

為了能夠使一個(gè)元件移位，該共享運(yùn)動(dòng)模塊可以包括一個(gè)元件移位部分。這樣的元件移位部分接合在一個(gè)其他元件上的一個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊。通常，該其他元件是一個(gè)與(臨時(shí))容納該共享運(yùn)動(dòng)模塊的元件處于面接觸的元件。該元件移位部分將移位力施加在另一個(gè)元件的一個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊上。此移位力可以是機(jī)械力，例如來(lái)自在軌道中運(yùn)行的輪、在齒條導(dǎo)軌上運(yùn)行的齒輪，或施加力的壓電元件。替代地，例如，可以施加磁力。通常，元件移位部分從由共享運(yùn)動(dòng)模塊接合的元件的一個(gè)表面延伸出。

為了沿著一個(gè)元件移位，或甚至從一個(gè)元件移動(dòng)到另一個(gè)元件，共享運(yùn)動(dòng)模塊包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分。此運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分可以接合該共享運(yùn)動(dòng)模塊在其之上或之中移位的元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊。在一個(gè)實(shí)施方案中，該運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分是元件移位部分，該元件移位部分被撤回以在采用共享運(yùn)動(dòng)模塊的元件上工作，或在該共享運(yùn)動(dòng)模塊行程上或內(nèi)工作。例如，一個(gè)或多個(gè)輪可以在遠(yuǎn)離該元件的方向上從該共享運(yùn)動(dòng)模塊延伸出，因此使得能夠接合一個(gè)相鄰的元件。這些輪可以被縮回以在一個(gè)相對(duì)端處從該共享運(yùn)動(dòng)模塊延伸出，允許使用該共享運(yùn)動(dòng)模塊接合該元件。

一個(gè)元件可以包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)措施以用于存儲(chǔ)共享運(yùn)動(dòng)模塊。

共享運(yùn)動(dòng)模塊可以包括在此說(shuō)明書(shū)中提及的元件的一個(gè)或多個(gè)功能部分。共享運(yùn)動(dòng)模塊還可以包括在此說(shuō)明書(shū)中提及的元件的一個(gè)或多個(gè)功能部分中的至少一部分。例如，共享運(yùn)動(dòng)模塊可以包括選自數(shù)據(jù)處理設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、能量存儲(chǔ)設(shè)備、能量生成設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備以及它們的組合中的一個(gè)或多個(gè)。已經(jīng)關(guān)于一個(gè)元件描述了這些設(shè)備和/或功能。這甚至可以允許相對(duì)簡(jiǎn)單的元件僅具有無(wú)源功能部分以及允許共享運(yùn)動(dòng)模塊具有用于接合一個(gè)元件的有源部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件可以包括至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊可以從在一個(gè)面處的功能位置向在一個(gè)元件的另一個(gè)面處的功能位置移位。因此，一個(gè)元件可以被設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，這減少了元件的復(fù)雜性。這使得元件的每個(gè)面不再需要至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊。

在本文本中，參照三維物體或3D物體。所述元件是三維的。因此，在一個(gè)平面表面上將元件簡(jiǎn)單地放置在一起已經(jīng)使一個(gè)物體是三維的。然而，根據(jù)當(dāng)前描述的三維物體指的是由耦合的元件組成且在每一維方向上延伸出至少兩個(gè)元件的物體。這樣的三維物體或3D物體將具有至少4個(gè)元件。實(shí)際上，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)元件相對(duì)于其他元件在平面外時(shí)，三個(gè)元件已經(jīng)可以形成一個(gè)3D物體。

一般而言，元件可以包括可被限定為是“極性(polar)”的一個(gè)或多個(gè)面。假定一種類型的面可以被限定為相對(duì)于運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊中的至少一個(gè)具有性能“加”且另一種類型的面可以相對(duì)于運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊中的至少一個(gè)具有性能“減”?，F(xiàn)在假定一個(gè)加面僅可以耦合到一個(gè)減面且在該減面之上移位。當(dāng)使用像那樣的元件時(shí)，當(dāng)用元件組成或建造一個(gè)物體時(shí)，元件相對(duì)于彼此的總體順序變得重要。在總體組成中，一個(gè)元件包括如下至少一個(gè)面，所述至少一個(gè)面包括當(dāng)面對(duì)另一個(gè)元件的至少一個(gè)面時(shí)鑒于選自運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊中的至少一個(gè)模塊相對(duì)于那個(gè)另一個(gè)元件的至少一個(gè)面的至少一個(gè)鏡像對(duì)稱。這些對(duì)稱可以被稱為面間對(duì)稱。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)面包括相對(duì)于至少一個(gè)其他面關(guān)于其形狀的至少一個(gè)鏡像對(duì)稱。因此，兩個(gè)元件具有相對(duì)于彼此的至少一個(gè)如下定向，在該定向中它們具有一個(gè)相應(yīng)的面且其中這些面配合在彼此上，能夠附接至彼此，并且在彼此的表面之上移動(dòng)或移位。為了提供由元件建造物體的靈活性，在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件包括至少兩個(gè)非極性的面。在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件包括少于四個(gè)的極性的面。更尤其，一個(gè)元件包括少于三個(gè)的極性的面。特別地，多個(gè)極性的面沒(méi)有設(shè)置在一個(gè)元件的相對(duì)側(cè)面上。

另一方面，元件可以包括如下一個(gè)或多個(gè)面，所述一個(gè)或多個(gè)面在正交于該一個(gè)面或多個(gè)面的一個(gè)或多個(gè)鏡像平面內(nèi)具有關(guān)于運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊和/或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的鏡像對(duì)稱。因此，可以提供一定程度的面內(nèi)對(duì)稱。當(dāng)使用這樣的元件時(shí)，為了元件耦合這樣的面或在這樣的面之上移位，僅需要相對(duì)于一個(gè)正交于這些面的旋轉(zhuǎn)軸線的適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)定向。當(dāng)在兩個(gè)垂直的鏡像平面內(nèi)存在鏡像對(duì)稱時(shí)，則耦合變得甚至更容易。當(dāng)相應(yīng)的面例如是正方形且這兩個(gè)鏡像平面延伸通過(guò)正方形的中心時(shí)，則兩個(gè)正方形的面總是準(zhǔn)確地一個(gè)耦合在另一個(gè)的頂部上。因此，一個(gè)面相對(duì)于其運(yùn)動(dòng)模塊和/或其運(yùn)動(dòng)限制模塊和/或其運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的增加的對(duì)稱性減小了檢查元件相對(duì)于彼此的旋轉(zhuǎn)定向的需要。當(dāng)由元件建造物體時(shí)，這又增加了靈活性。

在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)元件的至少一個(gè)面在正交于該面且通過(guò)該面的中心的一個(gè)鏡像平面內(nèi)具有鏡像對(duì)稱。尤其，該面在正交于彼此且正交于該面的兩個(gè)鏡像平面內(nèi)具有鏡像對(duì)稱。在一個(gè)實(shí)施方案中，該面的形狀的對(duì)稱和運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊以及運(yùn)動(dòng)限制模塊中的至少一個(gè)模塊的對(duì)稱同時(shí)存在。

本發(fā)明還涉及一種游戲，該游戲包括使元件的物體從第一形狀轉(zhuǎn)變形狀到第二形狀，其中在所述轉(zhuǎn)變形狀期間至少一個(gè)元件相對(duì)于所述元件中的至少一個(gè)其他元件的位置改變。

所述元件實(shí)際上可以形成用于組裝一個(gè)物理結(jié)構(gòu)——例如，建筑物、住宅等——的構(gòu)造元件。為此，一個(gè)元件的形狀的一種或多種對(duì)稱簡(jiǎn)化了元件的物體的構(gòu)造。

最熟悉的對(duì)稱類型是幾何對(duì)稱。如果在被幾何地轉(zhuǎn)換之后，幾何物體保持原始物體的一些性能，則該幾何物體被認(rèn)為是對(duì)稱的。

最常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換群是在二維(平面幾何)或三維(立體幾何)歐幾里得空間中的歐幾里得等體積群或距離保持轉(zhuǎn)換群。這些等體積包含反射、旋轉(zhuǎn)、平移以及這些基本操作的組合。在一個(gè)等體積轉(zhuǎn)換下，如果經(jīng)轉(zhuǎn)換的物體與原始物體全等，則幾何物體是對(duì)稱的。為了元件容易地產(chǎn)生一個(gè)物體，在一個(gè)實(shí)施方案中所述元件在至少一個(gè)等體積轉(zhuǎn)換下是對(duì)稱的。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件具有一個(gè)形狀以允許在至少二維上的棋盤(pán)形布置。更正式地，棋盤(pán)形布置或貼瓦是將歐幾里得平面分割為可數(shù)數(shù)量的被稱為瓦片的封閉集合，使得瓦片僅在它們的邊界上相交。這些瓦片可以是多邊形或任何其他形狀。許多棋盤(pán)形布置是由有限數(shù)量的原型形成的；棋盤(pán)形布置中的所有瓦片全等于給定的原型中的一個(gè)。如果一個(gè)幾何學(xué)形狀可以被用作一個(gè)原型以創(chuàng)建一個(gè)棋盤(pán)形布置，則該形狀以棋盤(pán)形鑲嵌或以瓦片平鋪該平面，或使用元件、空間。某些多面體可以以規(guī)則晶體圖案堆疊以填充(或以瓦片平鋪)三維空間，包括立方體(這樣做的唯一規(guī)則多面體)；菱形十二面體；以及截頂八面體。

為了使在不需要控制元件的定向的情況下堆疊或形成三維物體成為可能，元件具有相同的形狀，且具有允許填充一個(gè)空間的形狀。在二維上，以瓦片平鋪指的是用相同的圖形或一組圖形填充平面。在當(dāng)前討論中，元件是三維的且在一個(gè)實(shí)施方案中具有允許大體上無(wú)縫地填充一個(gè)空間的形狀。這也被稱為棋盤(pán)形布置。在一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，相同的立方體容易填充一個(gè)空間。一般而言，例如多面體可以被設(shè)置成允許填充一個(gè)空間。同樣，在數(shù)學(xué)上，這樣的形狀是已知的?？臻g填充的多面體，有時(shí)被稱作準(zhǔn)面體(plesiohedron)(Grünbaum和Shephard 1980)，是可以用來(lái)生成棋盤(pán)形布置的空間的多面體。在三維中的棋盤(pán)形布置也被稱為蜂窩。

一些文獻(xiàn)陳述了立方體是擁有此性能的唯一柏拉圖式的固體(例如，Gardner 1984，第183－184頁(yè))。然而，存在允許棋盤(pán)形布置的其他相同的形狀。人們可以通過(guò)將一個(gè)立方體切割成規(guī)則的塊來(lái)簡(jiǎn)單證明這一點(diǎn)。在另一個(gè)方面或附加地，四面體或八面體的組合確實(shí)填充空間(Steinhaus 1999，第210頁(yè)；Wells 1991，第232頁(yè))。此外，以比率1：1：3組合的八面體、截頂八面體以及立方體也可以填充空間(Wells 1991，第235頁(yè))。在1914年，發(fā)現(xiàn)了四面體和截頂四面體的空間填充的復(fù)合物(Wells 1991，第234頁(yè))。

似乎僅有五個(gè)具有規(guī)則的面的空間填充的凸形多面體：三棱柱、六棱柱、立方體、截頂八面體(Steinhaus 1999，第185－190頁(yè)；Wells 1991，第233－234頁(yè))以及第26約翰遜固體(gyrobifastigium)(Johnson 2000)。菱形十二面體(Steinhaus 1999，第185－190頁(yè)；Wells 1991，第233－234頁(yè))和細(xì)長(zhǎng)的十二面體，以及以球形封裝呈現(xiàn)的壓扁的十二面體也是空間填充物(Steinhaus 1999，第203－207頁(yè))，如同是任何非自相交的四邊形棱柱。立方體、六棱柱、菱形十二面體、細(xì)長(zhǎng)的十二面體和截頂八面體全部都是“主要的”平行面體(parallelohedra)(Coxeter 1973，第29頁(yè))。

在1974－1980時(shí)期，Michael Goldberg試圖窮盡地編錄空間填充多面體。根據(jù)Goldberg，存在27個(gè)不同的空間填充六面體，加上除五棱錐之外的全部7個(gè)六面體。在34個(gè)七面體中，16個(gè)是空間填充物，這16個(gè)空間填充物可以以至少56種不同的方式填充空間。八面體可以以至少49種不同的方式填充空間。在1980年之前的論文中，存在四十個(gè)11面體、十六個(gè)十二面體、四個(gè)13面體、八個(gè)14面體、沒(méi)有15面體、一個(gè)最初由發(fā)現(xiàn)的16面體(Grünbaum和Shephard 1980；Wells 1991，第234頁(yè))、兩個(gè)17面體、一個(gè)18面體、六個(gè)二十面體、兩個(gè)21面體、五個(gè)22面體、兩個(gè)23面體、一個(gè)24面體以及一個(gè)被相信的最大26面體。在1980年，P.Engel(Wells 1991，第234－235頁(yè))當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了總共172個(gè)更多的17個(gè)面到38個(gè)面的空間填充物，且隨后發(fā)現(xiàn)了更多的空間填充物。P.Schmitt在1990年左右發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非凸面非周期多面體的空間填充物，且J.H.Conway在1993年(Eppstein)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)僅非周期地填充空間的被稱為Schmitt－Conway雙棱柱的凸面多面體。因此，數(shù)學(xué)上的棋盤(pán)形布置是復(fù)雜的。在當(dāng)前的發(fā)明中，在一個(gè)實(shí)施方案中，大量的棋盤(pán)形布置可能已經(jīng)足夠。在一個(gè)實(shí)施方案中，元件可以被設(shè)置有使得能夠填充元件之間的剩余空間的密封措施。

通過(guò)將元件放置成一個(gè)在另一個(gè)的頂部上，可以將元件組合到物體內(nèi)。通過(guò)允許物體內(nèi)的至少一些元件向該物體中的其他元件上施加吸引力，元件還可以或附加地被保持在一起。當(dāng)將元件組合成物體時(shí)，元件可以被大體上放置成一個(gè)在另一個(gè)的頂部上。因此，元件可以在三維上對(duì)準(zhǔn)。

替代地，例如為了提供更多連結(jié)，元件可以被組合在砌合(bond)中。例如，在二維上(實(shí)際上，一維的)，在順磚砌合或另一個(gè)已知砌合中。這些砌合通常是技術(shù)人員已知的。還可以在三維上概括這些砌合。因此，面可以在一個(gè)方向上部分地重疊。在其他兩個(gè)方向上，元件對(duì)準(zhǔn)。還可以在兩個(gè)方向上設(shè)計(jì)砌合。因此，創(chuàng)建元件的平面。甚至可以在三個(gè)方向上設(shè)計(jì)砌合，創(chuàng)造三維砌合。面例如可以僅與拐角部分重疊。

在本發(fā)明的元件中，在一個(gè)實(shí)施方案中，元件全部都具有允許它們大體上填充空間的相同的形狀?？赡芰粲虚g隙。在這樣的情況下，元件可以被設(shè)置有間隙密封措施。在一個(gè)實(shí)施方案中，為了允許元件在沒(méi)有來(lái)自附加元件的幫助的情況下相對(duì)于彼此移位，所述元件在每個(gè)面上包括運(yùn)動(dòng)模塊、導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊。

上文解釋的面間對(duì)稱和面內(nèi)對(duì)稱可以組合。此外，這些面對(duì)稱可以與上文提及的形狀組合。因此，面對(duì)稱和形狀對(duì)稱可以在控制、移位和建造物體方面提供附加的靈活性。

在一個(gè)實(shí)施方案中，運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊以這樣的方式被設(shè)計(jì)，使得具有兩個(gè)相對(duì)的相鄰元件的一個(gè)元件在遠(yuǎn)離那些相鄰元件的方向上相對(duì)于這些相鄰元件移動(dòng)而這些相鄰元件維持它們的位置。尤其，這是當(dāng)元件最初被耦合到其相鄰元件時(shí)的情況。在移動(dòng)遠(yuǎn)離或移位之前，所述元件從所述相鄰元件分離。更尤其，一個(gè)元件被設(shè)計(jì)成使得它被至少四個(gè)相鄰的元件圍繞以在遠(yuǎn)離所述相鄰的元件的方向上移動(dòng)，該至少四個(gè)相鄰的元件圍繞所述元件且最初耦合到該元件?；趬K狀的且具有相同尺寸的元件會(huì)最容易地解釋這一點(diǎn)。

假定9個(gè)塊狀元件形成一個(gè)3×3元件的塊物體。元件處于面接觸且運(yùn)動(dòng)限制模塊將該9個(gè)元件中的各個(gè)元件耦合在一起使得它們以塊的形狀形成一個(gè)物體。則存在一個(gè)中心元件，該中心元件具有與其處于面接觸的4個(gè)元件，并且存在四個(gè)‘拐角元件’。如果該中心元件希望或需要移動(dòng)出該3×3的塊而其他元件保持耦合且就位，則該中心元件需要在垂直于物體的一個(gè)平面的方向上移位。在這樣的情形下，例如相關(guān)元件的運(yùn)動(dòng)限制模塊可以被致動(dòng)使得該中心元件不再耦合到其他元件?，F(xiàn)在，運(yùn)動(dòng)模塊可以被致動(dòng)來(lái)設(shè)定運(yùn)動(dòng)中的中心元件。

元件例如是對(duì)稱的，例如具有三個(gè)正交鏡像平面。當(dāng)元件是塊狀時(shí)，容易的堆疊是可能的。

在一個(gè)實(shí)施方案中，感測(cè)裝置可以包括以提供干擾圖案的方式發(fā)射的發(fā)射器。通常地，強(qiáng)度根據(jù)在發(fā)射場(chǎng)中的位置而變化。如果干擾圖案是已知的，則使用檢測(cè)器元件可以導(dǎo)出發(fā)射場(chǎng)中的位置和定向。

在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)射場(chǎng)是電磁場(chǎng)。在具體實(shí)施方案中，這種電磁場(chǎng)可以是(可見(jiàn))光、UV和/或IR。使用例如LED元件和專用檢測(cè)器(例如像本申請(qǐng)中描述的基于CCD或CMOS的相機(jī))，可以形成穩(wěn)健的系統(tǒng)。

還可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)線圈提供這樣的干擾場(chǎng)。在這樣的實(shí)施方案中，可以使用像霍爾傳感器、干簧管傳感器的傳感器來(lái)檢測(cè)電磁場(chǎng)，但是也可以使用像天線和/或線圈的替代傳感器。

在另一替代實(shí)施方案中，該場(chǎng)可以是聲場(chǎng)。使用一個(gè)或多個(gè)發(fā)聲元件，可以產(chǎn)生在預(yù)定位置具有最小值和最大值的聲場(chǎng)。使用感測(cè)元件，這允許推導(dǎo)出相對(duì)于發(fā)聲元件的位置和定向。聲音可以在人能夠聽(tīng)見(jiàn)的范圍內(nèi)，但是聲音也可以涉及超聲。超聲的更短的波長(zhǎng)允許更好的空間分辨率。

在一個(gè)實(shí)施方案中，可以使用一個(gè)或多個(gè)壓敏元件來(lái)檢測(cè)聲波的強(qiáng)度水平。

在實(shí)現(xiàn)這種基于干擾的感測(cè)裝置中，元件相對(duì)于彼此移位，以便感測(cè)發(fā)射場(chǎng)中的變化。以這種方式，可以確定位置、定向、接近度和/或?qū)?zhǔn)。

感測(cè)裝置還可以傳輸天線圖案意義上的圖案，從而提供具有已知強(qiáng)度的場(chǎng)。例如，遠(yuǎn)場(chǎng)和/或近場(chǎng)傳輸可以用于感生發(fā)射器圖案。可以使用多個(gè)天線和/或線圈中的一個(gè)來(lái)檢測(cè)這種發(fā)射器圖案。此外，對(duì)發(fā)射場(chǎng)的了解允許例如確定對(duì)準(zhǔn)指示。

在一個(gè)實(shí)施方案中，保持模塊可以包括保持部分，該保持部分可以在條件改變的影響下改變其相，相的所述改變引起在保持狀態(tài)與釋放狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。在一個(gè)實(shí)施方案中，相的這種改變是可逆的。

例如，保持部分可以在液體與固體之間改變其相。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，該改變是可逆的。當(dāng)改變其相時(shí)，這可以引起保持模塊在保持狀態(tài)與釋放狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。例如，保持部分可以包括實(shí)心的銷，且該銷被插入以用于鎖定。這種保持部分可以通過(guò)改變物理參數(shù)來(lái)使其相改變。保持部分可以例如變成液體。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，保持部分不再包括銷。相變可以例如由局部電磁場(chǎng)的改變、溫度的改變等引起。

本發(fā)明還涉及一種元件，所述元件是三維的并且包括：

－在所述元件內(nèi)的中心點(diǎn)；

－被耦合到所述中心點(diǎn)和所述面的至少一個(gè)面，包括：

－運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊，該運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊在所述面的至少一部分上限定一個(gè)軌跡；

－運(yùn)動(dòng)模塊，該運(yùn)動(dòng)模塊適于使元件的所述中心點(diǎn)相對(duì)于其他元件中的一個(gè)元件的第二中心點(diǎn)移位，所述運(yùn)動(dòng)模塊適于接合所述元件中的至少一個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊，以及

－感測(cè)裝置，該感測(cè)裝置包括用于感測(cè)類似元件的所述面在所述元件的所述面上的位置的位置傳感器；所述位置傳感器包括用于以發(fā)射器圖案發(fā)射電磁輻射的發(fā)射器；用于以接收器圖案接收所述電磁輻射的接收器，包括檢測(cè)器元件；并且所述發(fā)射器圖案和接收器圖案相互定向，用于提供所述元件相對(duì)于類似元件的位置、定向、速度和加速度中的至少一個(gè)的指示，

其中所述感測(cè)裝置在功能上耦合到所述運(yùn)動(dòng)模塊，并且其中所述運(yùn)動(dòng)模塊被設(shè)置用于響應(yīng)于所述指示來(lái)調(diào)整其移位。

提供該指示可以允許例如基于對(duì)元件的定向、元件相對(duì)于彼此的位置或定向的預(yù)測(cè)來(lái)操作所述運(yùn)動(dòng)模塊。

在一個(gè)實(shí)施方案中，感測(cè)裝置還可以在功能上耦合到如上所述的保持裝置。

在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及這些元件中的至少兩個(gè)的組件，其中一個(gè)元件的感測(cè)裝置在功能上耦合到其他元件的運(yùn)動(dòng)模塊，用于向該其他元件提供其指示。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本申請(qǐng)中的術(shù)語(yǔ)“大體上”，諸如“大體上封閉”中或“大體上擴(kuò)展直到”中的。術(shù)語(yǔ)“大體上”還可以涵蓋具有“整體地”、“完全地”、“全部地”等的實(shí)施方案。因此，在實(shí)施方案中，形容詞大體上也可以被移除。在可適用的情況下，術(shù)語(yǔ)“大體上”還可以涉及90％或更高，諸如95％或更高，特別地99％或更高，甚至更特別地99.5％或更高，包括100％。術(shù)語(yǔ)‘包括’還涵蓋其中術(shù)語(yǔ)“包括”意指“由…組成”的實(shí)施方案。

此外，在說(shuō)明書(shū)中或權(quán)利要求書(shū)中的術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等(如果被使用)，被用于在類似的元件之間進(jìn)行區(qū)分而未必用于描述序列或時(shí)間性順序。應(yīng)該理解，如此使用的術(shù)語(yǔ)在適當(dāng)?shù)那闆r下是可互換的，并且本文中描述的本發(fā)明的實(shí)施方案能夠以不同于本文中描述或例示的其它順序操作。

本文中的構(gòu)造元件是在操作期間所描述的其他元件之中。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的，本發(fā)明不限于操作中的操作方法或設(shè)備。

應(yīng)注意，上述的實(shí)施方案例示了本發(fā)明而不是限制本發(fā)明，且在不偏離附隨的權(quán)利要求書(shū)的范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)許多替代實(shí)施方案。在權(quán)利要求書(shū)中，放置在括號(hào)之間的任何參考符號(hào)不應(yīng)被認(rèn)為限制權(quán)利要求。使用的動(dòng)詞“包括”以及其詞形變化不排除在權(quán)利要求中陳述的元件或步驟以外的其它元件或步驟的存在。在元件之前的冠詞“一個(gè)(a/an)”不排除多個(gè)這樣的元件的存在。可以借助于包括多個(gè)不同元件的硬件和借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)實(shí)施本發(fā)明。在枚舉多個(gè)裝置的設(shè)備或儀器的權(quán)利要求中，這些裝置中的多個(gè)裝置可以由同一個(gè)硬件的東西實(shí)施。某些措施被記載在互相不同的從屬權(quán)利要求中的僅這一事實(shí)并不表明這些措施的組合不能夠被有利地使用。

所描述的附加特征可以允許增加所述系統(tǒng)的復(fù)雜性，或可以允許元件或多或少自主起作用。元件可以集合在一起來(lái)執(zhí)行任務(wù)，可能通過(guò)全部元件都具有的特征，或使用元件中的僅一個(gè)元件或一部分具有的一個(gè)或多個(gè)特征。

本發(fā)明還應(yīng)用于如下的構(gòu)造元件或構(gòu)造元件的一部分，其包括在說(shuō)明書(shū)中描述的和/或在附圖中示出的特色特征中的一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明還涉及一種方法或過(guò)程，其包括在說(shuō)明書(shū)中描述的和/或在附圖中示出的特色特征中的一個(gè)或多個(gè)。

本專利中所討論的多個(gè)方面可以被組合以提供附加的優(yōu)點(diǎn)。此外，一些特征可以形成一個(gè)或多個(gè)分案申請(qǐng)的基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參照附隨的示意圖僅以實(shí)施例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施方案，在示意圖中相應(yīng)的參考符號(hào)指示相應(yīng)部分，所述示意圖示出一個(gè)構(gòu)造元件的一個(gè)實(shí)施方案，且在以下圖中示出：

圖1A－圖1F是示出三個(gè)元件的互相移位的一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)隨后步驟的透視圖；

圖2A－圖2E是在此情況下四個(gè)立方體形的元件的互相移位的另一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)隨后步驟的透視圖；

圖3A－圖3P是在此情況下18個(gè)立方體形的元件的互相移位的另一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)隨后步驟的透視圖，且在圖3N－圖3P中有26個(gè)元件；

圖4A－圖7D涉及多個(gè)可能的運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊和它們的組合，其中具體地：

圖4A－圖4L示出一個(gè)組合的運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊；

圖5A－圖5C示出一個(gè)基于磁力的運(yùn)動(dòng)模塊；

圖6A－圖6D示出分立的運(yùn)動(dòng)模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊；

圖7A－圖7D示出基于壓電元件的運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊的一個(gè)替代組合；

圖8示出一個(gè)示意圖，該圖示出可以存在于元件中的模塊以及模塊之間的互相連接；

圖9A－圖9K示出一個(gè)分立的、共享的運(yùn)動(dòng)模塊的使用；

圖10A－圖10H示出可以改變?cè)谠?nèi)部的定向的運(yùn)動(dòng)模塊；

圖11示出將被抓取或剛從緊握釋放的元件；

圖12示出具有包括位置傳感器的感測(cè)裝置的元件。

附圖不必按比例繪制。

具體實(shí)施方式

在實(shí)施方案的此詳細(xì)描述中，元件具有總體參考數(shù)字1，且將用字母‘a(chǎn)’、‘b’……單獨(dú)指示，以使它們互相區(qū)分開(kāi)。在討論中，當(dāng)參考元件‘a(chǎn)’、‘b’等時(shí)，將省去參考數(shù)字1。元件a、b……可以是相同的。它們也可以在形狀或功能上是不同的。元件具有一個(gè)中心2(僅在圖1A的元件b中指示)。此中心一般可以是物體的質(zhì)量中心(也被稱作“重心”)，或替代地幾何中心(也被稱作“形心”)。如果元件具有均勻密度，則質(zhì)量中心與形心相同。

每個(gè)元件1可以具有一個(gè)或多個(gè)面3，所述一個(gè)或多個(gè)面3適于允許元件1被定位在另一個(gè)元件1上或抵靠到另一個(gè)元件1。具體地，所述一個(gè)或多個(gè)面3可以適于允許元件1相對(duì)于彼此移位，其中面3的表面處于接觸或幾乎接觸。然而，在此詳細(xì)描述中，還將展示其他選項(xiàng)。

首先，將展示元件的一些實(shí)施例以及元件相對(duì)于彼此的移位。

在圖1A－圖1F中，三個(gè)元件a、b和c都具有三角形形狀。在此實(shí)施方案中，每個(gè)元件1具有至少一個(gè)面3，該至少一個(gè)面3的表面允許元件彼此接觸并且允許元件在這些面3的表面之上相對(duì)于彼此移位。因此，元件1的所述至少一個(gè)面3具有一個(gè)適于允許元件a、b、c在另一個(gè)元件a、b、c之上移位的表面3。在元件b中，指示了一個(gè)中心2。對(duì)于討論而言，此中心2的性質(zhì)并不重要：中心2在其相應(yīng)的元件1中具有一個(gè)固定位置。

圖1A－圖1F示出元件c相對(duì)于元件a和元件b的示例性六個(gè)隨后步驟。元件a和元件b相對(duì)于彼此保持在相同位置和定向處。

在圖1A中，描繪了元件a－c的開(kāi)始位置。元件c從它僅與元件a的一個(gè)面的表面接觸的位置開(kāi)始。元件c開(kāi)始向紙的右側(cè)移動(dòng)。在圖1B中，元件c向右移動(dòng)且被定位在元件a和元件b之間，且繼續(xù)移動(dòng)到附圖的右手側(cè)。在圖1C中，元件c不再與元件a接觸，元件c現(xiàn)在僅與元件b的一個(gè)面3的表面接觸。元件c在元件b的面3的表面之上繼續(xù)向右側(cè)移動(dòng)，且在圖1D中它到達(dá)元件b的面3的表面的一端。元件c能夠繼續(xù)向右移動(dòng)且在圖1E中，它到達(dá)所描繪的位置。在此位置中，面3的表面的一半面積接觸元件b的面3的表面。元件b現(xiàn)在開(kāi)始沿朝向紙內(nèi)的方向移動(dòng)并且相對(duì)于較早方向交叉。

在圖1F中，示出元件c在靜止位置中。在此位置中，面3的一個(gè)表面僅與元件b的面3的表面部分地接觸。

在圖1A－圖1F的實(shí)施例中，元件a－c使用運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和/或運(yùn)動(dòng)限制模塊在彼此上施加力?？梢允褂秒姶帕Α⑹褂没瘜W(xué)力以及任何其他物理力或它們的組合機(jī)械地施加這些力。在化學(xué)力的情況下，例如不在表面上留下痕跡的可逆過(guò)程的可能應(yīng)用可以延長(zhǎng)未來(lái)沿著這樣的表面移動(dòng)的可用性。當(dāng)描述移動(dòng)階段時(shí)，必須理解的是，移動(dòng)可以在速度和加速度上變化。甚至移動(dòng)、無(wú)移動(dòng)和再次移動(dòng)的一個(gè)中斷序列也是可能的。當(dāng)移動(dòng)或不移動(dòng)時(shí)，一個(gè)元件可能經(jīng)受施加在該元件(內(nèi)部或外部)的一個(gè)或多個(gè)力，該一個(gè)或多個(gè)力選自例如重力、機(jī)械力、電力、化學(xué)力和氣候力。元件的一個(gè)可能應(yīng)用是例如在不同的星球上、在流體中或在真空像外層空間中。

替代地，元件c經(jīng)由機(jī)械裝置或經(jīng)由例如磁力而被保持在元件a和元件b上。在此實(shí)施例中，元件a－c的面3的表面實(shí)際上可以彼此接觸。下文闡明了運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊的多種實(shí)施方案且它們可以被用于圖1A－圖1F中示出的運(yùn)動(dòng)。

在圖2A－圖2E的實(shí)施例中，示出四個(gè)元件1，被指示為a－d。這些元件a－d相對(duì)于彼此移位。元件1在此實(shí)施例中是相同形狀的立方體。在此實(shí)施例中，立方體的面是固體表面且立方體擱在彼此的固體表面上且可以受到重力場(chǎng)的影響。在圖2A中指示了元件a－d的開(kāi)始位置。如果將重復(fù)圖2A－圖2E中指示的移位動(dòng)作，則四個(gè)元件a－d的構(gòu)造物作為一個(gè)整體向右移動(dòng)。

在圖2A中，元件a開(kāi)始沿著元件b的面3的表面在向上的方向移位。因此，元件a朝向元件d移位。實(shí)際上，當(dāng)元件a在向上的方向移動(dòng)時(shí)，元件a的中心2遠(yuǎn)離元件b的中心移動(dòng)且更靠近元件d的中心。

在圖2B中，元件a到達(dá)最靠近元件d的中心的位置。元件a現(xiàn)在不再接觸元件b?，F(xiàn)在，元件a和元件d一起開(kāi)始向紙的右側(cè)移動(dòng)。這可以以多種方式完成：元件a可以耦合到元件d，且元件d或元件b的運(yùn)動(dòng)模塊開(kāi)始在(想要)運(yùn)動(dòng)的方向上作用于元件d。這導(dǎo)致元件a和元件d的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)元件a和元件d向右移位如此多時(shí)，使得元件a的面3的表面現(xiàn)在接觸元件b的面3的一部分。現(xiàn)在元件a的運(yùn)動(dòng)模塊的一部分可以接合元件b的運(yùn)動(dòng)模塊的一部分。在該階段，可以使用元件a、元件b或元件d的運(yùn)動(dòng)模塊、或者這些運(yùn)動(dòng)模塊的組合引起元件a和元件d的組合運(yùn)動(dòng)。

在圖2C中，元件a和元件d恰好在元件b和元件c的頂部上。元件a和元件d繼續(xù)一起向右移位直到達(dá)到圖2D中所描繪的情形為止。在那里，元件a和元件d停止?，F(xiàn)在，元件d開(kāi)始在向下的方向上移位，該元件d的中心移動(dòng)遠(yuǎn)離元件a的中心且朝向元件c的中心。同樣，可以通過(guò)元件a、元件c或元件d的運(yùn)動(dòng)模塊、或者這些運(yùn)動(dòng)模塊中的任意個(gè)的組合努力的作用引起上述運(yùn)動(dòng)。

在圖2E中，元件a－d實(shí)際上具有類似的外部構(gòu)型。因此，實(shí)際上產(chǎn)生了與圖2A中的構(gòu)造相同的構(gòu)造，但是被向右移位，其中位移量等于元件的一個(gè)側(cè)面的長(zhǎng)度。在已經(jīng)使元件a－d移位之后，接下來(lái)將描述本發(fā)明的另一個(gè)附加方面：運(yùn)輸。當(dāng)一個(gè)物體被臨時(shí)耦合到元件a時(shí)，例如，將一個(gè)具有材料的籃筐放置在元件a頂部上或元件a內(nèi)部；元件a現(xiàn)在使用其自己的或其他元件的移動(dòng)能力將此其他物體從一個(gè)位置運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)位置。替代地，一個(gè)元件可以包括一個(gè)內(nèi)置存儲(chǔ)空間。因此，該元件可以在功能上是一個(gè)用于保持材料的容器或包括一個(gè)用于保持材料的容器。

在圖3A－3H中，18個(gè)元件1的構(gòu)造實(shí)際上通過(guò)使元件相對(duì)于彼此移動(dòng)而改變形狀。所有這些元件具有同一形狀。這些元件的功能可以不同。因此，新構(gòu)造的功能也可以不同。

在18個(gè)元件1的布置中，頂部9個(gè)元件被標(biāo)示為a－i。為了得到圖3H中描繪的這些元件的一個(gè)新布置，許多方案是可能的。圖3B－圖3G示出元件的多個(gè)中間布置。這些可能方案中的一個(gè)是首先將完整的行d－f向左移位兩個(gè)位置(圖3C)，然后將元件c向左移位直到其中心最靠近元件e(圖3D)，然后將元件f移位到其中心最靠近元件c的中心的位置(圖3E)，然后將元件c和元件f向左移位直到元件b和元件c觸碰(且可以鎖定)為止(圖3F)。然后將元件e向下移位直到它到達(dá)圖3G中示出的位置。這可以是使用元件d、f、元件d下面的元件、以及元件e的運(yùn)動(dòng)模塊、或者這些元件中的選定元件的共合作用完成的。接下來(lái)，元件d向左移動(dòng)直到實(shí)現(xiàn)圖3H的構(gòu)型。因此，此方案需要7個(gè)步驟，將總共四個(gè)元件(c、d、e、f)移位總共12個(gè)位置：當(dāng)從圖3A到圖3B時(shí)，發(fā)生移位三個(gè)位置；從圖3B到圖3C，移位三個(gè)位置；從圖3C到圖3D，移位一個(gè)位置；從圖3D到圖3E，移位一個(gè)位置；從圖3E到圖3F移位兩個(gè)位置；從圖3F到圖3G移位一個(gè)位置；以及從圖3G到3H再移位一個(gè)位置。這加起來(lái)總共12個(gè)位置。還可以以另一種方式實(shí)現(xiàn)元件的相同的結(jié)束情形或構(gòu)型。這在圖3I－3M中示出。為了容易理解，在附圖中重復(fù)圖3A和圖3H。首先，將元件a－c一起沿著元件d－f向左移位一步，如圖3I中。隨后(圖3J)，將元件f在向紙內(nèi)的方向上移位直到其中心在相對(duì)于元件c的中心最近的位置。

接下來(lái)，在圖3K中，元件a－f作為一個(gè)組向右移動(dòng)一個(gè)位置。替代地，a、b、c、f作為一個(gè)組移動(dòng)且d、e作為第二組移動(dòng)。速度可以不同。接下來(lái)，元件e向右移動(dòng)(圖3L)。圖3M描繪了當(dāng)元件e向下移動(dòng)時(shí)它的中間位置；在此位置中元件e使用元件f且并行地或順序地使用在元件e的左側(cè)的元件。隨后，再次實(shí)現(xiàn)圖3H的構(gòu)圖。此方案需要五個(gè)步驟(不算圖3M)，將6個(gè)元件(a－f)移位總共12個(gè)位置。后一個(gè)方案可能需要較少量的(動(dòng)力學(xué))能量，例如，元件d目前僅移位1個(gè)位置。

在圖3N－圖3P中，例示的是當(dāng)元件1被其他元件1圍繞時(shí)可以如何移動(dòng)。這里，在圖3N中，26個(gè)元件1被組裝成一個(gè)單個(gè)立方體，在元件1的中間層右行中具有一個(gè)自由空間。26個(gè)元件因此形成一個(gè)物體：具有一個(gè)開(kāi)口的立方體。在圖3N－圖3P中，頂部9個(gè)元件1被提升僅出于例示目的。因此，在圖3N中，元件‘e’與5個(gè)其他元件1——包括元件‘b’、‘d’和‘h’——處于面接觸。在此實(shí)施方案中，運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊允許元件‘e’向位置3O移動(dòng)且繼續(xù)向圖3P中指示的位置進(jìn)一步移動(dòng)，而其他元件1保持在它們的位置。下面，介紹多個(gè)模塊的實(shí)施方案的例子。這些模塊或其變體允許多個(gè)側(cè)面被其他元件圍住的一個(gè)元件(或元件集群)離開(kāi)一個(gè)物體或在一個(gè)物體內(nèi)移位。在圖3N－圖3P的實(shí)施例中，元件‘e’的運(yùn)動(dòng)模塊將使用與其處于“面接觸”的元件中的至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊。在一個(gè)實(shí)施方案中，為了防止元件‘e’阻塞，元件‘e’可以使用除了其面向遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)方向的面3以及其面向運(yùn)動(dòng)方向的面3以外的所有運(yùn)動(dòng)模塊。在物體受到在朝向附圖的底部的方向上起作用的重力影響的情形下，可以設(shè)想的是，僅在下面的面(與攜帶指示‘e’的面相反)中/處的一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊是可操作的。為了到達(dá)圖3P中指示的位置，在一個(gè)實(shí)施方案中，元件‘e’的運(yùn)動(dòng)模塊隨后使用例如圖3N中直接在元件‘e’下面的元件1的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊、和/或圖3P中在元件‘e’下面的元件1的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊、或者如果可能則使用這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的組合。替代地或結(jié)合地，如有可能，元件‘e’也可以使用元件b、c、h、i的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和/或運(yùn)動(dòng)模塊。一般，它可以使用與元件‘e’接觸的元件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和/或運(yùn)動(dòng)模塊。

當(dāng)比較這些結(jié)束位置和實(shí)現(xiàn)這些結(jié)束位置的方式時(shí)，可以考慮多個(gè)方面。在最高層面，可以評(píng)估元件的系統(tǒng)作為一個(gè)整體的性能。在較低層面，可以評(píng)估一個(gè)集合的元件的性能。在最低層面，單個(gè)元件的性能可以是性能評(píng)估的主題。這些方面例如可以涉及元件相等(或不相等)、元件限制、如何處理作用在一個(gè)元件上的力或元件之間的力、需要的中間位置、用于導(dǎo)航或解決問(wèn)題的原則、達(dá)到元件的一個(gè)特定構(gòu)型的速度、能量消耗。

為了實(shí)現(xiàn)某一位置模糊邏輯，可以使用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、(路徑尋找)算法、比例邏輯、游戲論或本領(lǐng)域已知的其他方法?？梢詮囊粋€(gè)或多個(gè)中心點(diǎn)操縱或控制元件。替代地，元件可以適于做出它們自己的決定。在另一個(gè)替代方案中，元件可以使用分布控制。因此，在被操縱或被控制與做出自己的決定之間的多種程度、水平或組合是可能的。因此，一個(gè)元件或一個(gè)集合的元件可以自主地操作，例如，使用從其他元件和/或其他源獲得的數(shù)據(jù)或信息。元件可以具有媒介物功能且可以從它的環(huán)境的反饋中學(xué)習(xí)。元件可以通過(guò)計(jì)算來(lái)研究其能夠做出的多個(gè)可能動(dòng)作或動(dòng)作序列。隨后，元件可以為自身或?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)其他元件確定哪個(gè)動(dòng)作對(duì)該元件或?qū)σ粋€(gè)或多個(gè)其他元件最有益。然后它可以選擇那個(gè)動(dòng)作或動(dòng)作序列，且執(zhí)行那個(gè)動(dòng)作或動(dòng)作序列。此外，動(dòng)作時(shí)序或動(dòng)作序列可以被納入考慮：元件可以計(jì)劃它們的動(dòng)作序列，其中該計(jì)劃可以考慮來(lái)自其他元件的動(dòng)作，或者它可以預(yù)料其他元件的動(dòng)作。元件僅可以接收實(shí)現(xiàn)元件的最終構(gòu)型所需要的信息的一部分且因此需要與其他元件或設(shè)備通信?？梢允褂没虿杉{客戶－服務(wù)器、主從式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、推或拉系統(tǒng)、輪詢、分群或其他(混合)方法/技術(shù)。有時(shí)(個(gè)體元件或元件組的)平行移動(dòng)在順序移動(dòng)之后發(fā)生。因此，元件d和元件e向它們的最終位置的移動(dòng)可能已經(jīng)在從圖3F直接到3H的一個(gè)步驟中同時(shí)發(fā)生，而不是像在當(dāng)前的圖3F接著是3G(元件e的移動(dòng))和3H(元件d的移動(dòng))中所描述的順序地發(fā)生。有時(shí)僅可以通過(guò)以下一種方法達(dá)到元件的某一構(gòu)型，在該方法中一個(gè)元件幫助另一個(gè)元件。助手元件可以臨時(shí)被插入和被使用，然后從其他元件撤回，因此在元件的最終構(gòu)型中根本不具有位置。由于元件的可重復(fù)使用性，隨著時(shí)間過(guò)去可以實(shí)現(xiàn)元件的大量構(gòu)型。精心設(shè)計(jì)的元件不必被回收但是可以被重復(fù)使用，即使出于不同目的。這以多種方式減少了對(duì)我們的自然環(huán)境的負(fù)擔(dān)。如果一個(gè)物體中的元件不適當(dāng)?shù)仄鹱饔没蚴菗p壞，則它可以被容易地移除，例如，通過(guò)其他元件的動(dòng)作，且被替換成起作用的元件。所述元件還可以被維修。

一個(gè)集合的元件可以呈現(xiàn)第一構(gòu)型，隨后相對(duì)于彼此移動(dòng)到第二構(gòu)型。因此，該集合的元件一起首先處于第一形狀，隨后處于第二形狀。這也被稱作‘形狀轉(zhuǎn)變’。在此過(guò)程中，元件可以被重復(fù)使用。

通過(guò)使可重復(fù)使用的元件移位的這種形狀轉(zhuǎn)變?cè)试S例如由一個(gè)集合的元件形成一個(gè)桌子。當(dāng)在稍后階段不再需要此桌子時(shí)，該組中的至少一個(gè)元件可以被指令以在該組的至少一個(gè)其他元件上施加某種形式的控制或與該組中的至少一個(gè)其他元件通信。該通信可以是直接的、無(wú)線的，但是也可以通過(guò)例如信使元件實(shí)現(xiàn)，該信使元件可以被插入或被添加并且將消息傳遞到該組外的元件然后返回。該組元件的一個(gè)任務(wù)因此可以包括改變其當(dāng)前形狀，例如將椅子改變成桌子，并且再次改變回椅子。因此，元件開(kāi)始相對(duì)于彼此移動(dòng)。首先滿足椅子要求的元件的格局將其形狀轉(zhuǎn)變成滿足桌子的要求的格局。元件的格局然后可以根據(jù)既定的輸入或者在元件處已經(jīng)可用的進(jìn)行重新自我組織來(lái)滿足椅子的要求。因此，重復(fù)使用元件的任務(wù)由所述元件執(zhí)行。

不需要與施加物理控制(例如，拾取、堆疊、或替換一個(gè)或多個(gè)元件)的人交互。這是與需要人交互的用例如樂(lè)高(Lego)建造構(gòu)造物不同的方法。在此實(shí)施例中清楚的是，關(guān)于機(jī)械學(xué)、構(gòu)造、建筑學(xué)的一些形式的智力或規(guī)則可以由元件應(yīng)用或通過(guò)設(shè)備被賦予給元件，使得一個(gè)人實(shí)際上可以使用該椅子坐在上面而該椅子不會(huì)由于例如連接元件的分解或斷開(kāi)而散架。

元件可以是各種尺度的實(shí)物。首先，它們的尺寸可以變化。它們的尺寸可以與玩具塊相當(dāng)。因此，元件可以具有1－5cm之間的截面。元件可以是用于構(gòu)造建筑物的建造塊。在這樣的實(shí)例下，建造塊可以具有大約5－50cm的截面。元件還可以如此小以至于人眼幾乎不能夠識(shí)別個(gè)體元件。在這樣的一個(gè)實(shí)施方案中，元件可以具有小于1mm的直徑。具體地，所述直徑可以小于100微米。這可能需要使用納米技術(shù)且例如分子馬達(dá)或原子馬達(dá)。這些元件可以被用來(lái)建造本發(fā)明的部件，例如可以是形成建筑物的較大元件具有磚或預(yù)制混凝土元件的尺寸。當(dāng)不考慮元件的物質(zhì)性時(shí)，元件可以被仿真以確定或預(yù)測(cè)是否可以實(shí)現(xiàn)元件的一個(gè)構(gòu)型。為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)狀態(tài)，當(dāng)從起始狀態(tài)或開(kāi)始狀態(tài)開(kāi)始時(shí)，元件可能需要程序或應(yīng)用程序的組合，具有允許執(zhí)行某些功能的功能性。這些功能操縱在元件中可用的致動(dòng)器?？捎玫膫鞲衅骺梢越o元件或程序輸入，潛在地導(dǎo)致一個(gè)功能或一組功能的不同結(jié)果。這些屬性和交互同樣可以是機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域已知的。

由此可理解這樣一個(gè)游戲或仿真，該游戲或仿真可使用物理元件或虛擬元件或二者的組合。在這樣的游戲中，玩家的任務(wù)可以是選擇正確的程序和正確的功能/功能性以使元件從起始狀態(tài)實(shí)現(xiàn)某一目標(biāo)狀態(tài)。此游戲可以由一個(gè)單獨(dú)的人或由計(jì)算機(jī)來(lái)玩?？梢杂芍辽僖粋€(gè)人對(duì)抗至少一個(gè)其他人或?qū)怪辽僖粋€(gè)其他計(jì)算機(jī)、或它們的組合來(lái)玩。

一些具體參數(shù)度量成功：參數(shù)比如能量消耗、速度、個(gè)體元件或整個(gè)組的移動(dòng)的量、存儲(chǔ)器/cpu使用的量、目標(biāo)狀態(tài)的強(qiáng)度、或達(dá)到結(jié)束狀態(tài)所需要的時(shí)間。當(dāng)例如通過(guò)使用人工智能以某一程度的元件自主權(quán)和隨機(jī)性應(yīng)用這種度量時(shí)，玩家預(yù)先并不知道結(jié)果。對(duì)一個(gè)元件的調(diào)節(jié)約束的過(guò)度會(huì)限制元件良好地響應(yīng)于其他情形/目標(biāo)狀態(tài)的能力；還存在特殊化和一般化之間的取舍。玩家可以例如在游戲設(shè)備上設(shè)計(jì)某一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)并且給予某些元件所選擇的性能：從一組程序、一組致動(dòng)器或運(yùn)動(dòng)模塊、一組傳感器、一組功能、一組能量系統(tǒng)以及一組通信系統(tǒng)中選擇。必須理解的是，一個(gè)元件的這些性能可以作用在其他元件或設(shè)備上。該設(shè)計(jì)可以被至少一個(gè)元件使用。該設(shè)計(jì)被部分地或作為一個(gè)整體提供給一個(gè)或多個(gè)元件，并且元件開(kāi)始移位且根據(jù)給定的性能可以實(shí)現(xiàn)或不實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)，所述設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)。改變?cè)撛O(shè)計(jì)允許元件試圖實(shí)現(xiàn)另一個(gè)目標(biāo)位置。元件可以是實(shí)物或虛擬的，且根據(jù)給定的性能自己移位。元件可以被構(gòu)型以使元件彼此或與另一個(gè)設(shè)備交換至少一個(gè)性能或功能。元件可以包括存儲(chǔ)器以便重新調(diào)用先前的情形或計(jì)算可能的未來(lái)情形。這同樣是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域已知的。可以用不同方式限定一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)。例如，一個(gè)集合的元件的外邊界可以被用作一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)。例如，結(jié)束形狀是立方體、或板。

目標(biāo)狀態(tài)可以在元件水平被功能性地限定。例如，每個(gè)元件必須具有與另一個(gè)元件接觸的至少一個(gè)面；每個(gè)元件必須具有至少兩個(gè)自由面。

目標(biāo)狀態(tài)也可以是元件的(絕對(duì)的或相對(duì)于其他元件的)位置的列表，或例如特定元件具有預(yù)定義的結(jié)束位置，同樣，是相對(duì)位置、絕對(duì)位置或者二者的組合。

目標(biāo)狀態(tài)也可以由數(shù)學(xué)函數(shù)、對(duì)元件的組裝上的總體或數(shù)學(xué)需求或要求表示，例如元件的組件或構(gòu)型必須具有一個(gè)特定的對(duì)稱平面、中空的內(nèi)部空間、限定的周長(zhǎng)、限定的體積、層的數(shù)量等。

目標(biāo)狀態(tài)也可以是功能的。具有限定功能或性能的元件處在某一位置處?；蛘咴撐恢脩?yīng)使得功能被優(yōu)化。例如，具有光伏面的元件應(yīng)被定位和/或安置成使得它們的產(chǎn)出最大化。該目標(biāo)狀態(tài)甚至可以演變、改變或被修改，甚至在元件朝向原始目標(biāo)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)期間。目標(biāo)狀態(tài)可以例如由于環(huán)境影響(像白晝/光照節(jié)律、溫度等)而改變，或可以是時(shí)間相關(guān)的。目標(biāo)狀態(tài)還可以是一種否定定義，或是一個(gè)排除。

此外，外部交互可以是可能的。例如，將一個(gè)元件插入到一個(gè)特定狀態(tài)，或從一個(gè)特定狀態(tài)移除一個(gè)元件。這可以是例如通過(guò)人使用他的/她的手來(lái)物理地完成。當(dāng)通過(guò)考慮元件可以如何彼此附接/交互來(lái)完成時(shí)，一個(gè)與新添加的元件鄰近的元件可以注意/感測(cè)此交互且將此用于其自己以及潛在地用于該元件構(gòu)型中的其他元件的行為。當(dāng)回到在設(shè)備上設(shè)計(jì)一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)的實(shí)施例時(shí)，該設(shè)備也可以考慮至少一個(gè)元件的插入或移除。替代地，可以使用預(yù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)狀態(tài)。

關(guān)于此的一個(gè)實(shí)施例是兒童使用元件設(shè)計(jì)城堡。想象該兒童使用一個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備。存在可使用的設(shè)備的許多實(shí)施例。例如，手持式設(shè)備，諸如例如包括(觸摸)屏的手持式設(shè)備。這樣的設(shè)備的實(shí)施例包括智能手機(jī)、iPad、智能手表或類似的設(shè)備。這些設(shè)備可以經(jīng)由觸摸屏、語(yǔ)音控制、接收肌肉或神經(jīng)輸入、或其他輸入方式接收用戶輸入。

假定城堡是使用元件構(gòu)造的。物理地，該城堡通過(guò)元件自身的動(dòng)作和移位形成于一個(gè)房間中。在所述形成之后或期間，兒童通過(guò)物理地添加兩個(gè)更多的元件擴(kuò)展該城堡。一個(gè)設(shè)備可以例如包括一個(gè)運(yùn)行在設(shè)備(像iPad)上的“app(應(yīng)用程序)”，該設(shè)備從形成城堡的一部分的一個(gè)元件接收添加了兩個(gè)元件的信息。兒童可以保存他的/她的變更版本的城堡。當(dāng)玩耍結(jié)束時(shí)，兒童借助于該應(yīng)用程序指令元件以移動(dòng)到某一起始狀態(tài)。這樣的起始狀態(tài)可以是緊湊的，使得他的/她的房間可以被用于其他目的。此實(shí)施例然后可以使用無(wú)線通信或多個(gè)設(shè)備(像例如，多個(gè)iPad)，所述設(shè)備可以被用于甚至在遠(yuǎn)程位置或杳無(wú)人跡的位置處(像在行星火星上)做出合作構(gòu)型的元件。

另一個(gè)目標(biāo)可以如下的。由于例如一個(gè)或多個(gè)元件的移位或改變或定向，條件可以被優(yōu)化。例如，元件可以使植物的生長(zhǎng)條件優(yōu)化。這可以是通過(guò)例如物理地移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)植物、通過(guò)遮擋太陽(yáng)來(lái)提供陰涼而實(shí)現(xiàn)的。元件的兩個(gè)組件可以通過(guò)優(yōu)化兩個(gè)植物的生長(zhǎng)條件的方式使兩個(gè)植物或兩組植物相對(duì)于彼此移位。在一個(gè)實(shí)施方案中，元件可以形成一個(gè)保持植物的容器(例如，盆)。在這樣的容器中，一個(gè)或多個(gè)元件可以例如在該容器中提供一個(gè)開(kāi)口以用于允許過(guò)量的水流出該容器。該容器的一些部分可以形成一個(gè)遮陽(yáng)罩，或者元件可以完全移動(dòng)植物。

通信可以替換某一類型的傳感器功能。元件可以使用傳感器來(lái)檢測(cè)僅其直接相鄰元件。替代地，傳感器可以能夠檢測(cè)遠(yuǎn)離兩個(gè)位置的另一個(gè)元件，或者一個(gè)元件可以詢問(wèn)或接收來(lái)自一個(gè)其他元件的關(guān)于該其他元件是否接觸那個(gè)遠(yuǎn)離兩個(gè)位置的元件的信息。傳感器可以通過(guò)使用電磁頻譜或音頻頻譜來(lái)使用接觸/接近檢測(cè)。

另一個(gè)實(shí)施例是當(dāng)兩個(gè)用戶在例如兩個(gè)分立的設(shè)備上(例如，在兩個(gè)iPad上)玩游戲時(shí)，兩個(gè)用戶玩一個(gè)游戲，在該游戲中達(dá)到某一給定的物理的或虛擬的目標(biāo)狀態(tài)是該游戲的目的。如先前所述，這可以是通過(guò)為元件選擇合適的性能、功能或工具實(shí)現(xiàn)的。在此游戲中，當(dāng)玩該游戲的一級(jí)時(shí)可能存在對(duì)某些性能的限制或?qū)Χ嗌俨煌脑?gòu)型可以被用于某一目標(biāo)狀態(tài)的限制?？梢詫?shí)現(xiàn)類似于程序Minecraft或其他虛擬世界的方法，區(qū)別在于例如本發(fā)明的元件可以物理地建造在當(dāng)使用可應(yīng)用于物理元件的設(shè)計(jì)規(guī)則時(shí)被虛擬地設(shè)計(jì)的東西。

在圖4A－圖7C中，例示了運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊的多個(gè)實(shí)施方案。這些實(shí)施方案是示出對(duì)于物理元件1如何運(yùn)用本發(fā)明的方式的實(shí)施例。

在圖4A－圖4C中，示出了截面視圖、詳細(xì)視圖和俯視圖，這些視圖例示一種將運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊組合的機(jī)械解決方案。在圖4B中，示出的截面是一個(gè)被安置在另一個(gè)的頂部上的兩個(gè)元件1、1’的一部分。多個(gè)面3幾乎處于接觸。實(shí)際上，如果它們的表面具有很少或幾乎不具有摩擦力，則所述表面實(shí)際上可處于接觸。否則，所述三個(gè)模塊(運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引和運(yùn)動(dòng)限制)中的一個(gè)將引起面3之間的小距離。

在圖4A－圖4C的實(shí)施方案中，示意性地示出兩個(gè)元件1的一部分的一個(gè)實(shí)施方案。元件1的運(yùn)動(dòng)模塊10的一部分是一個(gè)可縮回的輪。運(yùn)動(dòng)模塊的另一部分是軌道11的提供該可縮回的輪的胎面的一個(gè)接合表面的一部分。軌道11還提供運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的一部分和運(yùn)動(dòng)限制模塊的一部分。

在此實(shí)施方案中，元件1’具有相同的模塊。圖4A以俯視圖示出一個(gè)元件，且圖4B示出如所指示的圖4A的截面，但是其中它的頂部上具有第二元件并且也是截面視圖。

在圖4B中，元件1的可縮回的輪擴(kuò)展且接合元件1’的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊，在此是元件1’的軌道11’。元件1’的可縮回的輪10’在此在其縮回的位置中。元件1的可縮回的輪10在其擴(kuò)展的位置中接合軌道11’。在元件1中，為了不阻礙可縮回的輪10，可滑動(dòng)的蓋12在其閑置位置中。這里，它滑向圖中的右側(cè)。元件1’使其可滑動(dòng)的蓋12’關(guān)閉。在此實(shí)施方案中，蓋12’與軌道11一起提供一個(gè)連續(xù)軌道。軌道11相對(duì)于表面或面3凹陷。在圖4C中，更詳細(xì)地示出運(yùn)動(dòng)模塊。運(yùn)動(dòng)模塊10包括可縮回的輪，包括被耦合到軸16的支柱18，軸16相對(duì)于支柱18交叉。在此實(shí)施方案中，軸16承載輪17。用于輪17的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在此是電動(dòng)機(jī)19，該電動(dòng)機(jī)19可以被設(shè)置為輪16內(nèi)部的輪輞馬達(dá)。替代地，該電動(dòng)機(jī)可以被設(shè)置在軸16內(nèi)。這里，在軸16的相對(duì)末端設(shè)置了運(yùn)動(dòng)限制模塊的部分15，該運(yùn)動(dòng)限制模塊的部分15可以在軸16的軸向方向上擴(kuò)展或縮回。在擴(kuò)展位置中，它可以接合在凹槽14中(圖4B)，且在縮回位置中，運(yùn)動(dòng)模塊10可以被縮回。

在圖4A中，僅示出了元件的一個(gè)面。在一個(gè)實(shí)施方案中(上文已經(jīng)討論了該實(shí)施方案的部分)，元件1可以是立方體。這樣的立方體可以被設(shè)置有六個(gè)類似的面。實(shí)際上，六個(gè)面還可以是相同的。在圖4A的實(shí)施方案中，一個(gè)面承載一個(gè)十字形軌道。在此，交叉的中心被定位在該面的中心處。在一個(gè)實(shí)施方案中，該元件可以具有另一些被設(shè)置有類似的、十字形軌道的面。為了元件能夠以靈活的方式相對(duì)于彼此移位，一側(cè)上的軌道功能上連接到另一個(gè)相鄰的面上的軌道。在圖4D的實(shí)施例中，元件1具有一個(gè)單個(gè)、封閉的、凹陷的軌道，該軌道在元件1的四個(gè)側(cè)面或面的整個(gè)周圍延伸。在此圖中，凹槽14不同于圖4A和圖4B的實(shí)施方案。凹槽14的壁中的一個(gè)與軌道11的表面延伸相等。在圖4A的實(shí)施方案中，元件具有至少兩個(gè)軌道。這些軌道在相對(duì)的面處具有兩個(gè)交叉，且在圖4A中所述交叉中的一個(gè)是可見(jiàn)的。

現(xiàn)在假定圖4A中示出的類型的兩個(gè)元件1被安置成它們的面處于接觸。為了使具有如圖4B中示出的輪的第三元件在一個(gè)元件1的面之上移動(dòng)且繼續(xù)在相鄰的元件1之上移動(dòng)，一個(gè)類似的相鄰的元件必須在相同水平處具有一個(gè)類似的凹陷軌道，以允許移動(dòng)模塊穿過(guò)兩個(gè)間隙(每個(gè)元件產(chǎn)生一個(gè)間隙。它也可以被看作一個(gè)單個(gè)間隙)。圖4E－圖4L以平行通過(guò)元件的軌道的中心的截面示意性地描繪了3個(gè)元件1：a、b和c。線中的間隙類似圖4D的、元件周圍的閉合的軌道的間隙。圖4E示出元件‘a(chǎn)’的擴(kuò)展的輪模塊10正在元件‘b’的軌道中運(yùn)行。圖4F描繪了輪模塊10試圖穿過(guò)第一間隙的情形。顯然，不存在輪模塊可以通過(guò)其單獨(dú)地使元件‘a(chǎn)’在元件c的方向上進(jìn)一步移位的牽引力。附接到元件1‘a(chǎn)’的一個(gè)或多個(gè)助手元件1在此情況下可以解決那個(gè)問(wèn)題?？赡艿兀瑘D4D的元件1具有一個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)模塊10：一個(gè)具有多個(gè)輪的運(yùn)動(dòng)模塊10(圖4G)。首先這樣的運(yùn)動(dòng)模塊10朝向軌道擴(kuò)展。隨后運(yùn)動(dòng)模塊10擴(kuò)展它的輪距長(zhǎng)度且兩個(gè)輪將跟隨該軌道。在此實(shí)施方案中，連接兩個(gè)輪軸線的框架擴(kuò)展。圖4G和圖4H中的輪可以具有圖4E的單個(gè)輪的寬度的一半。以此方式，圖4G和圖4H的實(shí)施方案中的這些輪可以滑動(dòng)出彼此且配合到軌道中。這兩個(gè)輪的旋轉(zhuǎn)軸線之間的距離使得兩個(gè)輪跨越兩個(gè)間隙，這在圖4H中被描繪：當(dāng)一個(gè)輪不具有牽引力時(shí)，另一個(gè)輪具有牽引力。這兩個(gè)輪的旋轉(zhuǎn)軸線之間的距離可以被設(shè)定。這兩個(gè)輪可以彼此聯(lián)合地或獨(dú)立地使用一個(gè)機(jī)動(dòng)化部分。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊10被設(shè)置成彼此相距一定距離。這允許如下移動(dòng)，在所述運(yùn)動(dòng)模塊10中的一個(gè)橫過(guò)所述兩個(gè)間隙時(shí)另一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊10在軌道11上移動(dòng)(圖4I－圖4L)。

圖4I示出了一個(gè)具有兩個(gè)擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)模塊10的元件1，所述兩個(gè)擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)模塊10正使元件a在元件b上且朝向元件c移動(dòng)。在圖4J中，由于第一間隙，右輪不再具有牽引力。左輪使用它的動(dòng)力以繼續(xù)使元件a移位。在圖4K中，到達(dá)第二間隙。然而，左輪接合元件b且進(jìn)一步朝向元件c推動(dòng)元件a。在圖4L的情形中，兩個(gè)輪都再次具有牽引力：其中左輪接合元件‘b’且右輪接合元件‘c’。如果元件‘a(chǎn)’完全在元件‘c’的頂部上，則所述兩個(gè)輪可以改變角色。

在立方體形的元件的實(shí)施方案中，實(shí)際上提供了三個(gè)連續(xù)的軌道，所述軌道環(huán)繞立方體且彼此交叉。每個(gè)軌道通常在兩個(gè)交叉處與其他軌道交叉。實(shí)際上，每個(gè)均具有其他優(yōu)點(diǎn)的更多個(gè)軌道是可能的。具體地，將展示一個(gè)實(shí)施方案，在該實(shí)施方案中，可以在一個(gè)面之上做出一個(gè)或多個(gè)軌道，位于在該面之上的幾乎每個(gè)所選擇的路徑上。在本文本中，使用磁性部分提供這樣一個(gè)實(shí)施方案。在此提及的軌道的一些具體的其他布局是將一個(gè)面設(shè)置具有兩組雙軌道。每組與另一個(gè)組交叉。一個(gè)組中的軌道可以相對(duì)于一個(gè)面的中心對(duì)稱地被設(shè)置。因此，實(shí)際上，所述軌道以#符號(hào)的形狀被安排。尤其是，兩組平行軌道相對(duì)于彼此垂直。當(dāng)提供十字形軌道時(shí)，一個(gè)元件(尤其當(dāng)該元件是立方體時(shí))通常僅可以當(dāng)兩個(gè)元件的面彼此面對(duì)、平行于運(yùn)動(dòng)方向時(shí)才在另一個(gè)元件上移動(dòng)。尤其是，這些面是面內(nèi)的。因此，當(dāng)需要另一個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能需要另一個(gè)元件的幫助。十字形軌道的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)簡(jiǎn)單的布局。此外，可以使用每個(gè)面上的、一個(gè)軌道的交叉處的單個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊提供運(yùn)動(dòng)。因此，在立方體的實(shí)施方案中，可能需要六個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊以使能完全運(yùn)動(dòng)能力。在圖4A的實(shí)施方案中，每個(gè)軌道11被設(shè)置有四個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊。這可以是需要的，以提供足夠的牽引力、靈活運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)模塊在軌道中的其他放置可以是可能的，且每個(gè)軌道可以使用另一個(gè)數(shù)量的模塊。在一個(gè)已經(jīng)提及的簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中，在一些條件下，在軌道的交叉處一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊也可以是足夠的。

圖4B在示意性截面中示出一個(gè)實(shí)施方案，在該實(shí)施方案中更詳細(xì)地示出了運(yùn)動(dòng)模塊10。在此實(shí)施方案中，運(yùn)動(dòng)模塊10的一部分是一個(gè)可擴(kuò)展的驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元可以相對(duì)于面3、3’向上和向下移動(dòng)。它可以被縮回，使得面3自由，且它可以被擴(kuò)展以擴(kuò)展超出面3的表面且接合另一個(gè)元件的軌道11。

在此實(shí)施方案中，可以想出許多方式來(lái)提供運(yùn)動(dòng)限制模塊。此外，可以發(fā)現(xiàn)許多方式來(lái)提供運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊。在此實(shí)施方案中，提出了一種機(jī)械解決方案。因此，使用軌道11的兩側(cè)處的一組凹槽14提供運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的一部分。凹槽14在此提供沿著與元件的面正交的線進(jìn)行的相對(duì)的法向鄰接，和沿著相對(duì)于一個(gè)面在平面內(nèi)的一條線且相對(duì)于軌道交叉進(jìn)行的相對(duì)的橫向鄰接。在一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中，凹槽14具有矩形截面。在此，所述凹槽與面平行，且平行于軌道11。因此，凹槽14一起提供運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的一部分。實(shí)際上，凹槽14可以被認(rèn)為是部分底切的凹槽，包括在凹槽14的兩個(gè)相對(duì)縱向側(cè)的底切。

在這個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)在凹槽14中延伸的部分15實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的另一部分。所述部分15在凹槽14中延伸且提供凹槽14中的鄰接。在此示出的多個(gè)原理可以被組合。

在圖5A－5C中，展示了用于運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊的一個(gè)替代實(shí)施方案。這個(gè)實(shí)施方案展示了一個(gè)避免用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊的機(jī)械裝置的實(shí)施方案。非機(jī)械實(shí)施方案的部分和機(jī)械實(shí)施方案的部分可以被組合。這個(gè)實(shí)施方案使用磁力。為此，永磁體和可切換的磁體可以被組合。

下面的實(shí)施方案可以被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)元件中。在圖5A中，元件1、1’二者都包括可以被接通和關(guān)斷的至少一條磁體40。因此，一個(gè)條中的部分可以被可選擇性地激活。以此方式，兩個(gè)元件中的條可以一起形成一個(gè)分布式線性馬達(dá)。實(shí)際上，線性馬達(dá)的原理本身是本領(lǐng)域已知的。在此實(shí)施方案中，這樣的線性馬達(dá)被分成兩個(gè)分立的部分。這允許該馬達(dá)起運(yùn)動(dòng)模塊的作用。使用磁力，如下兩個(gè)元件中的相對(duì)的條10、10’甚至可以提供運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的至少一部分，所述兩個(gè)元件一個(gè)在另一個(gè)的頂部上并且它們的條一個(gè)在另一個(gè)上面。

在此實(shí)施方案中，附加的條可以被設(shè)置在元件的表面處。在一個(gè)實(shí)施方案中，兩個(gè)條可以被設(shè)置在一個(gè)元件的一個(gè)面中或處。這些條可以是大體上平行的。因此，所述條可以起到運(yùn)動(dòng)模塊和運(yùn)動(dòng)限制模塊的作用。在一個(gè)實(shí)施方案中，兩個(gè)元件1、1’被安置成一個(gè)在另一個(gè)的頂部上。兩個(gè)元件都包括可選擇性地可激活的磁體40的兩個(gè)條且這兩個(gè)條是相對(duì)于彼此平行的。此外，一個(gè)元件的條是相對(duì)于另一個(gè)元件的條大體上平行的?，F(xiàn)在，如果一個(gè)停留在另一個(gè)的頂部上的兩個(gè)元件的條的多個(gè)相對(duì)部分被以相對(duì)的方式致動(dòng)，所述條甚至可以提供運(yùn)動(dòng)限制模塊。當(dāng)以相對(duì)的方式相對(duì)于另一個(gè)元件的條中的部分激活一個(gè)元件中的部分時(shí)，則一個(gè)元件的條的部分以一種方式(例如，北或南)被極化，且這些部分與另一個(gè)元件的條的部分的相對(duì)磁極(即，分別是南或北)相反。因此，所述條現(xiàn)在相互吸引。在所描述的實(shí)施方案中，例示了一種模式，在該模式中兩個(gè)元件改變它們的磁體的極性并且協(xié)作。在一個(gè)替代的操作模式中，一個(gè)元件可以改變其磁體的極性，而另一個(gè)元件使磁體磁極為靜態(tài)。磁體的磁力可以是可調(diào)整的。

所述元件可以在一個(gè)面3處或附近設(shè)置有至少兩條磁體部分40，并且所述至少兩條磁體部分40被設(shè)置成大體上交叉。同樣，這在上文一個(gè)機(jī)械的實(shí)施方案中已被討論。還可能在一個(gè)面處設(shè)置多個(gè)條。

甚至可以在下面的實(shí)施方案中提供可選擇性地可切換的磁體部分40的使用，提供對(duì)一個(gè)停留在另一個(gè)的頂部上的兩個(gè)元件的相對(duì)于彼此的運(yùn)動(dòng)的控制。在圖5C中，一個(gè)元件被設(shè)置有可選擇性地可激活的磁體部分40或磁體貼片的二維(2D)網(wǎng)格。磁體部分40可以被集成到元件1的面3的表面內(nèi)，但是還可以被設(shè)置在面3的表面下。當(dāng)元件1、1’被放置成一個(gè)在另一個(gè)頂部上且面3、3’彼此接觸，并且元件的磁體部分以受控的方式被激活時(shí)，這可以提供一個(gè)2D運(yùn)動(dòng)模塊。當(dāng)以相對(duì)的方式激活相對(duì)的磁體部分40時(shí)，設(shè)置在一個(gè)網(wǎng)格中的2D磁體部分40提供一個(gè)運(yùn)動(dòng)限制模塊。通過(guò)一個(gè)元件1中的2D網(wǎng)格中的可選擇性激活的磁體部分40和停留在元件1的頂部上的相對(duì)的元件1中的2D網(wǎng)格中的可選擇性激活的磁體部分40，兩個(gè)2D網(wǎng)格中的磁體部分40交互。當(dāng)相對(duì)的磁體部分被相反地極化時(shí)，兩個(gè)元件被附接和貼合在一起。當(dāng)隨后的磁體部分被激活時(shí)，實(shí)現(xiàn)平面馬達(dá)的效果。隨后，沿著面3上的線激活磁體部分將使元件1沿著該線相對(duì)于彼此移動(dòng)。實(shí)際上，2D磁體部分因此還提供運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引功能。通過(guò)激活成組的磁體部分40可以實(shí)現(xiàn)更快的運(yùn)動(dòng)。

磁體部分40的2D網(wǎng)格和磁體部分40的條可以被組合。

磁體部分40可以被設(shè)置在面3的低摩擦力表面下。例如，可以使用聚合物材料。具體地，可以使用PTFE或類似的低摩擦力聚合物材料。

除至少一個(gè)條和/或2D磁體部分網(wǎng)格以外，還可以提供至少一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊和/或運(yùn)動(dòng)限制模塊。例如，機(jī)械運(yùn)動(dòng)限制模塊可以被激活來(lái)以不需要使用能量源的方式至少臨時(shí)地相對(duì)于彼此固定兩個(gè)元件的位置。

在圖6A－圖6D中，示意性地示出使用分立的運(yùn)動(dòng)模塊10、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊20(圖6B，截面；圖6C，如圖6B中指示的截面的進(jìn)一步截面)和分立的運(yùn)動(dòng)限制模塊30(圖6D，截面)的一個(gè)機(jī)械的實(shí)施方案。

該運(yùn)動(dòng)模塊在每個(gè)元件1、1’中均包括一個(gè)履帶導(dǎo)軌。履帶軌道10在此接合履帶軌道10’。在履帶軌道10中，一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪或元件在法線方向上或在面3中擴(kuò)展直到它接合履帶軌道10’。該履帶軌道可以是沿著面3的一個(gè)線性軌道，且替代地它是被如圖4A中一樣布置的一對(duì)交叉的履帶軌道。

運(yùn)動(dòng)限制模塊30在此是可擴(kuò)展的銷31，該銷31首先被致動(dòng)以擴(kuò)展進(jìn)入到相對(duì)元件中的孔口32內(nèi)。當(dāng)銷31在孔口32內(nèi)擴(kuò)展時(shí)，銷31繞著它的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。因此，從銷31在橫向方向上延伸出的一個(gè)凸輪34被旋轉(zhuǎn)到孔口32’中的底切開(kāi)口35’內(nèi)。凸輪34由此鉤掛到底切開(kāi)口35’內(nèi)。凸輪34保持元件1、1’之間的距離。這將元件1相對(duì)于元件1’保持就位。在一個(gè)實(shí)施方案中，孔口32’是沿著面3延伸且具有一個(gè)底切凹槽35’的凹槽，因此運(yùn)動(dòng)限制模塊在運(yùn)動(dòng)期間保持所述元件一個(gè)在另一個(gè)的頂部上。元件1和元件1’二者都可以具有運(yùn)動(dòng)限制模塊的部分。

元件1的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊20在此是一個(gè)簡(jiǎn)單的、直的銷21，該銷21在相對(duì)的元件1’中的凹槽22’中行進(jìn)。因此，限定了一個(gè)沿著面3的路線。在一個(gè)實(shí)施方案中且為了更好導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)，銷21的橫向截面是矩形，尤其是正方形。銷配合在凹槽22’中。

在圖7A－圖7D中示意性地示出運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的另一個(gè)替代實(shí)施方案。此實(shí)施方案基于使用壓電元件來(lái)實(shí)現(xiàn)提及的模塊的部分?！畨弘姟挥脕?lái)指使用壓電效應(yīng)的元件。同樣，存在像適合應(yīng)用在所述元件中的線性馬達(dá)的原理。在此實(shí)施方案中，將討論一種類型。

在此實(shí)施方案中，提供了一個(gè)導(dǎo)軌80。此外，在此提供了四個(gè)壓電模塊70。所述壓電模塊是可擴(kuò)展的，在圖7B中，如在圖7A中指示的截面示出元件1的壓電模塊70在縮回位置，并且元件1’中的壓電元件70’也在縮回位置。壓電模塊70、70’具有通過(guò)壓電片72互相連接的兩個(gè)U型元件。當(dāng)被致動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)度L改變且U型元件之間的距離也改變。圖7C示出壓電模塊70的俯視圖，且圖7D示出壓電模塊70的側(cè)視圖。腿71和腿71’之間的距離D是這樣的使得它配合在導(dǎo)軌80的增厚的部分83上。腿71、71’的內(nèi)部部分(尤其是外端)在此被設(shè)置有夾鉗壓電元件73、73’。當(dāng)被激活時(shí)，這些壓電元件73、73’向內(nèi)移動(dòng)且減小腿71、71’之間的間隔D。因此，允許腿71、71’在底切凹槽82、82’中夾鉗在導(dǎo)軌80的側(cè)面上。因此，當(dāng)壓電元件73、73’被激活時(shí)，壓電模塊70、70’被固定到導(dǎo)軌80上。通過(guò)隨后夾鉗U型元件，壓電模塊70在導(dǎo)軌80上的運(yùn)動(dòng)是可能的。如果壓電片72的激活與U型元件的激活異相，則運(yùn)動(dòng)是可能的。

因此，在此壓電模塊70、70’與導(dǎo)軌80一起是運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊。

替代地，該運(yùn)動(dòng)模塊可以是全部根據(jù)輪和輪軸的原理操作的使用起重機(jī)、絞車、齒條和小齒輪、鏈驅(qū)動(dòng)、帶驅(qū)動(dòng)、剛性鏈和剛性帶致動(dòng)器的基于接合的元件。通過(guò)使輪/輪軸(例如，滾筒、齒輪、滑輪或軸)旋轉(zhuǎn)，線性構(gòu)件(例如，纜繩、齒條、鏈或帶)移動(dòng)。通過(guò)移動(dòng)線性構(gòu)件，所述輪/輪軸旋轉(zhuǎn)。因此，可以使元件相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)。

在圖8中，示出了元件1的一個(gè)示意性截面，指示可以在元件1中存在的多個(gè)部件。在此截面中，指示了四個(gè)面3。元件1包括數(shù)據(jù)處理單元100、數(shù)據(jù)通信單元200、能量單元300、傳感器單元400、運(yùn)動(dòng)限制模塊600、運(yùn)動(dòng)模塊500、和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊700。在這些模塊附近可能存在其他模塊：例如，致動(dòng)器，該致動(dòng)器可以移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)所述元件1中的一個(gè)縮回的運(yùn)動(dòng)模塊。數(shù)據(jù)處理單元100可以能夠與其他元件1的其他數(shù)據(jù)處理單元100一起工作且將計(jì)算任務(wù)分配至彼此；這可以是以分布式計(jì)算或云計(jì)算的形式實(shí)現(xiàn)的。

波浪狀箭頭指示多個(gè)模塊和/或單元可以與元件1外部的環(huán)境交互。例如，傳感器單元400可以測(cè)量元件1外部的物理參數(shù)。

能量單元300可以從元件1外部的源充電。充電可以是無(wú)線的(例如，感應(yīng)的)或例如使用導(dǎo)電表面貼片。

數(shù)據(jù)通信單元200可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆?外部，或能夠從元件1外部接收數(shù)據(jù)。這可以是由另一個(gè)元件1傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。它可以是與元件1接觸的元件。數(shù)據(jù)通信可以是模擬的或數(shù)字的，是無(wú)線的——經(jīng)由電磁頻譜、經(jīng)由聲音或經(jīng)由其他已知的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，例如Zigby、藍(lán)牙、WIFI、近場(chǎng)通信(NFC)等。替代地，數(shù)據(jù)通信可以物理地使用元件的面3的表面上的導(dǎo)電貼片。使用傳感器，像(數(shù)碼)攝像機(jī)且分析由該攝像機(jī)獲取的數(shù)據(jù)也是數(shù)據(jù)通信的一種可能形式；已知的實(shí)施例例如是二維碼或條形碼。通信可以穿過(guò)多種程度的距離，甚至是行星間的距離。能量單元300在此實(shí)施方案中向元件1中的部件(模塊和/或單元)提供能量。這是通過(guò)從能量單元300延伸向其他單元和/或模塊的單個(gè)箭頭指示的。能量單元300可以是能量存儲(chǔ)單元，例如，可充電電池、蓄電池、電容器(例如，超級(jí)電容器)等。替代地，能量單元300還可以是發(fā)電機(jī)，生成電力。這樣的能量單元300的實(shí)施例是燃料電池、內(nèi)燃機(jī)、光伏元件或類似的能量單元300。

傳感器單元400可以包括能夠檢測(cè)物理參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)傳感器。合適的傳感器的實(shí)施例是溫度傳感器、檢測(cè)另一個(gè)元件的存在和/或距離的接近傳感器、壓力傳感器、空氣壓力傳感器、光傳感器、定位傳感器(GPS)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)傳感器、加速計(jì)、濕度傳感器、陀螺儀等。還可以被使用的多種傳感器類型也是機(jī)器人領(lǐng)域已知的。

上文已經(jīng)描述了可能的運(yùn)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊的實(shí)施例。所描述的這些模塊可以是基于施加機(jī)械力，或基于電磁力、化學(xué)力、物理力，使用例如“范德瓦爾斯”力、“卡西米爾力”，基于表面張力、真空或空氣壓力等。

數(shù)據(jù)處理單元100可以例如是一個(gè)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)具有計(jì)算機(jī)中已知的各種部件，像存儲(chǔ)器、算術(shù)處理器、數(shù)據(jù)總線等。數(shù)據(jù)處理單元100可以能夠控制元件1中的其他部分。它甚至可以控制至少一個(gè)其他元件的至少一部分。例如，在主從式設(shè)定狀態(tài)中。數(shù)據(jù)處理單元還可以協(xié)調(diào)在元件1之間的合作。它可以運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序。它可以處理從外部源提供的指令。

圖8中的多個(gè)單元或部件是示意性地指示的。所述單元可以被包含在元件中。在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)單元可以至少部分地集成在元件的一個(gè)面中。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)單元可以至少部分地集成到單個(gè)部件中。替代地，可以用計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式包含單元100－700的功能的至少一部分。

在圖9A－圖9K中，例示了包括共享運(yùn)動(dòng)模塊90的元件1(標(biāo)注為‘a(chǎn)’－‘e’)的組件的一個(gè)實(shí)施方案。在所描繪的實(shí)施方案中，元件不具有相同的形狀或尺寸。共享運(yùn)動(dòng)模塊的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)使用有限數(shù)量的相對(duì)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)模塊90，元件的組件可以轉(zhuǎn)變形狀。在圖9A中，元件‘a(chǎn)’被設(shè)置有共享運(yùn)動(dòng)模塊90。在一個(gè)實(shí)施方案中，共享運(yùn)動(dòng)模塊90被臨時(shí)指定給元件‘a(chǎn)’。這可以是通過(guò)用于指定共享運(yùn)動(dòng)模塊以及用于控制該共享運(yùn)動(dòng)模塊90的控制結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。替代地，共享運(yùn)動(dòng)模塊90受使用該共享運(yùn)動(dòng)模塊的元件控制。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該共享運(yùn)動(dòng)模塊是自控的，可以是與元件一起的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的一部分，且甚至是另一些共享運(yùn)動(dòng)模塊的一部分。上文指示的操作形式或操作模式可以被組合，或者所述元件和一個(gè)或多個(gè)共享運(yùn)動(dòng)模塊的組件可以從一個(gè)操作模式切換到另一個(gè)操作模式。因此，可以從共享運(yùn)動(dòng)模塊90操作并控制運(yùn)動(dòng)模塊的處理和操作。替代地(且在頻譜的另一端)，在元件1中完成共享運(yùn)動(dòng)模塊90的操作和控制。操作和處理也可以是分布式的。例如使用主從式設(shè)定，可以將控制從元件1切換到共享運(yùn)動(dòng)模塊90且反之亦然。另外，還可以將共享運(yùn)動(dòng)模塊的控制從一個(gè)元件1切換到另一個(gè)元件1。

在當(dāng)前的實(shí)施方案中，共享運(yùn)動(dòng)模塊90包括接合元件‘a(chǎn)’的附接部分91。在圖9A中共享運(yùn)動(dòng)模塊90處于其活動(dòng)位置。附接部分91在此以這樣的方式接合元件‘a(chǎn)’，使得共享運(yùn)動(dòng)模塊90不能相對(duì)于元件‘a(chǎn)’移位。在此活動(dòng)位置中，共享運(yùn)動(dòng)模塊90可以被進(jìn)一步激活來(lái)接合相鄰的元件以使元件‘a(chǎn)’相對(duì)于這樣的相鄰(尤其是毗鄰)的元件開(kāi)始移動(dòng)。在此，未例示這樣的元件。共享運(yùn)動(dòng)模塊90被定位在軌道11中，該軌道11像例如圖4A中例示的軌道11。在圖9B中，附接部分91被拉入到共享運(yùn)動(dòng)模塊90中。因此，共享運(yùn)動(dòng)模塊90變得自由沿著元件‘a(chǎn)’的軌道11移動(dòng)。為了實(shí)際上沿著元件‘a(chǎn)’的軌道11移動(dòng)，共享運(yùn)動(dòng)模塊90可以被設(shè)置有移位部分92。在一個(gè)實(shí)施方案中，移位部分92接合在元件‘a(chǎn)’的軌道11中。移位部分92可以是機(jī)械部件，物理接合的軌道11。例如，移位部分92可以包括例如與圖4A－圖4L的運(yùn)動(dòng)模塊類似的從動(dòng)輪、上文例示的在元件中的運(yùn)動(dòng)模塊中的且類似于圖6A－7D中例示的實(shí)施方案的壓電元件。移位部分92還可以包括能夠被激活的磁體部分。軌道可以被設(shè)置有響應(yīng)于磁力但是自身不是永磁性的部分，例如，鐵貼片。因此，有可能提供磁性驅(qū)動(dòng)而元件自身不是永磁性的。

在圖9B－9G中，例示了移位部分92如何引起共享運(yùn)動(dòng)模塊90沿著多個(gè)元件(‘a(chǎn)’、‘c’、‘d’)的軌道11行進(jìn)以到達(dá)被指示為‘e’的元件1。當(dāng)從圖9C到圖9D時(shí)，運(yùn)動(dòng)模塊沿著軌道11，即使軌道11繞過(guò)一個(gè)拐角。當(dāng)從圖9E到圖9F時(shí)，運(yùn)動(dòng)模塊90離開(kāi)元件‘a(chǎn)’且繼續(xù)其在元件‘d’的軌道11內(nèi)的路程。當(dāng)從圖9F中的情形到圖9G時(shí)，運(yùn)動(dòng)模塊90首先遵循元件‘d’的軌道11，然后走到元件‘e’的軌道11。這些軌道11在此彼此連接并且對(duì)于運(yùn)動(dòng)模塊90存在一個(gè)連續(xù)的軌道11。

在圖9H中，例示的是共享運(yùn)動(dòng)模塊90激活其附接部分91以接合元件‘e’。因此，通過(guò)附接部分91固定或鎖定共享運(yùn)動(dòng)模塊90在元件‘e’上的位置。在此，附接部分91被例示為在共享運(yùn)動(dòng)模塊90的一側(cè)處。顯然，當(dāng)觀察圖9A和圖9H時(shí)，附接部分91可以從多個(gè)側(cè)面接合運(yùn)動(dòng)模塊90。在此例示了兩個(gè)側(cè)面。在一個(gè)實(shí)施方案中，附接部分91被設(shè)計(jì)成允許接合運(yùn)動(dòng)模塊90的所有側(cè)面。替代地，附接部分91未被包含在運(yùn)動(dòng)模塊90自身中，但是可以是集成在元件中的運(yùn)動(dòng)模塊的一部分。例如，附接部分91可以被設(shè)計(jì)成沿著圖6A－圖6D中示出的運(yùn)動(dòng)限制模塊的線。實(shí)際上，甚至有可能提供這樣一個(gè)部分，該部分被允許起運(yùn)動(dòng)限制模塊作用且起用于運(yùn)動(dòng)模塊90的附接部分的作用。

在圖9H中，移位部分92未被指示，為了說(shuō)明該移位部分92自這個(gè)階段起不再起作用。

在一個(gè)實(shí)施方案中，像例如圖7A中示出的，元件1包括兩個(gè)交叉運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊11，每個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊11繞著元件1行進(jìn)。在這樣的實(shí)施方案中，可以限定兩種類型的共享運(yùn)動(dòng)模塊，一種類型的運(yùn)動(dòng)模塊用于第一運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊11且另一種類型的運(yùn)動(dòng)模塊用于第二運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊11。這些類型的運(yùn)動(dòng)模塊90和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊11可以是相同的，但是被不同地定向。

在圖9I中，例示了如何將元件移位部分93激活到其活動(dòng)位置中。元件移位部分93從共享運(yùn)動(dòng)模塊90且從元件‘e’擴(kuò)展到元件‘b’的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊(在此是軌道11)內(nèi)。同樣，元件移位部分93可以類似于圖4A－圖7D中例示的類型，即，基于機(jī)械操作，像輪、有齒的齒輪等，磁性操作/激活操作的元件，或例如壓電式元件。元件移位部分93現(xiàn)在接合到元件‘b’的軌道11中。它開(kāi)始經(jīng)由與軌道11的接合在元件‘b’上施加力。因此，元件‘d’相對(duì)于元件‘b’移位。圖9J例示了這種情況。接下來(lái)，在圖9K中示出的一個(gè)實(shí)施方案中，共享運(yùn)動(dòng)模塊90被存儲(chǔ)在元件(在此是元件‘d’)中的存儲(chǔ)空間內(nèi)。因此，軌道11是自由的，且共享運(yùn)動(dòng)模塊90可以處于待被充電的位置中，或待被保護(hù)免受環(huán)境影響。

在一個(gè)實(shí)施方案中，移位部分92和元件移位部分93可以在功能上組合。

在圖10A－圖10H中，示意性地呈現(xiàn)了具有運(yùn)動(dòng)模塊10的元件1的另一個(gè)構(gòu)思。在此構(gòu)思中，該構(gòu)思可以與先前構(gòu)思組合，元件1具有至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊10和一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分95，該運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分95允許元件1中的運(yùn)動(dòng)模塊10的移位或定向改變。這樣，可以顯著減少元件1中的運(yùn)動(dòng)模塊10的數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，元件1包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊10，該運(yùn)動(dòng)模塊10包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分95，該運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分95允許一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊被移位或被重新安置以在每個(gè)面3處具有一個(gè)活動(dòng)位置。因此，僅一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊10就可以足以使元件1相對(duì)于另一個(gè)元件1移位。實(shí)際上，多于一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊10可以被包括在一個(gè)元件1中。在圖10A和圖10B中，例示了這樣的運(yùn)動(dòng)模塊10的一個(gè)實(shí)施方案，其包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分95，該運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分95允許運(yùn)動(dòng)模塊10在元件1內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)。以此方式，位于面3處的活動(dòng)位置的運(yùn)動(dòng)模塊1，允許與抵靠面3的表面的毗鄰元件(未示出)的接合。在圖10B中，運(yùn)動(dòng)模塊10繞著旋轉(zhuǎn)軸線R旋轉(zhuǎn)到在元件1的鄰近面3處的活動(dòng)位置。

在圖10C－圖10H中，例示了具有替代的運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分96的運(yùn)動(dòng)模塊10的一個(gè)替代實(shí)施方案。在此實(shí)施方案中，運(yùn)動(dòng)模塊10平行于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊11移動(dòng)。它處于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊11內(nèi)。在此實(shí)施方案中，運(yùn)動(dòng)模塊10包括運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分96，該運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分96允許如在隨后的圖10C－圖10G中指示的運(yùn)動(dòng)模塊10的移位。運(yùn)動(dòng)模塊10平行于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊11(在此是軌道11)從圖10C中的位置移動(dòng)或移位到圖10D中的位置。運(yùn)動(dòng)模塊10在此在元件1內(nèi)部移位。在此，運(yùn)動(dòng)模塊10在元件的中心點(diǎn)和軌道11之間移動(dòng)或移位，留下軌道是自由的?？梢酝ㄟ^(guò)施加機(jī)械力來(lái)致動(dòng)該運(yùn)動(dòng)模塊。上文例示了一些實(shí)施例。替代地，可以使用電磁力。上文也例示了這種情況的一個(gè)實(shí)施例。這樣，一個(gè)元件可以包括最少一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊10，減少了元件的復(fù)雜性。也可能將元件1配備多個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊。

在圖10F中，運(yùn)動(dòng)模塊10被移動(dòng)進(jìn)入其工作位置中。在此實(shí)施方案中，該運(yùn)動(dòng)模塊具有一個(gè)工作位置。在其他實(shí)施方案中，該運(yùn)動(dòng)模塊可以被設(shè)計(jì)成在不止一個(gè)定向上移動(dòng)。

在圖10G中，運(yùn)動(dòng)模塊10處在鄰近面3處的其新活動(dòng)位置。在那里，運(yùn)動(dòng)模塊10可以被鎖定在元件1中的其位置中。在圖10H中，示意性地，運(yùn)動(dòng)模塊10釋放一個(gè)元件移位部分93。在此實(shí)施方案中，它可以包括一個(gè)從動(dòng)輪，像圖4A－圖4L的實(shí)施方案。其他元件移位部分93也可以是可想到的，例如，上文所描述的壓電元件，或較早描述的磁性部分。此實(shí)施方案可以顯著簡(jiǎn)化元件1，因?yàn)樵?中可以最少包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊10。該運(yùn)動(dòng)模塊可以包括元件功能零件的一部分。在一個(gè)極端的實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)模塊10包括元件1的所有功能零件(圖8)。

圖10A－圖10H的實(shí)施方案可以與圖9A－圖9K的實(shí)施方案組合。例如，一個(gè)元件可以包括一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部可移位的運(yùn)動(dòng)模塊10，與一個(gè)物體中的一個(gè)或多個(gè)共享運(yùn)動(dòng)模塊組合。在另一個(gè)實(shí)施方案中，運(yùn)動(dòng)模塊可以是內(nèi)部運(yùn)動(dòng)模塊，且它可以起共享運(yùn)動(dòng)模塊10的作用。

圖11示意性地示出元件1的另一個(gè)或替代實(shí)施方案。在此實(shí)施方案中，手51將要抓住元件1以使其移位。元件1的此實(shí)施方案可以具有所描述的特征中的一個(gè)或多個(gè)，或它們的組合。替代地，它可以僅包括一個(gè)用于抓取檢測(cè)和保持裝置的傳感器。在圖11中，示意性地示出元件的一個(gè)實(shí)施方案，其中示意性地指示運(yùn)動(dòng)模塊10、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊20和運(yùn)動(dòng)限制模塊30。在此示意性指示中，示出了一個(gè)機(jī)械實(shí)施方案，該機(jī)械實(shí)施方案可以像圖4的實(shí)施方案或圖9的實(shí)施方案或圖10的實(shí)施方案。此實(shí)施方案的元件1可以是建造塊且在此實(shí)施方案中具有立方體形狀，盡管如較早已經(jīng)解釋的，也可以考慮其他形狀。實(shí)際上，它還可以使用一組形狀，像用作兒童玩具的老式積木盒中的不同的積木。

圖11的元件1基本上可以被挑選、被放置和被堆疊，像一組積木中的一個(gè)積木，或像眾所周知的在此實(shí)施方案中，元件1包括用于抓取檢測(cè)的一組傳感器400。這些傳感器400可以例如是接近傳感器、熱傳感器、或攝像機(jī)、或它們的組合，且組成一個(gè)感測(cè)裝置。此外，該感測(cè)裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)控制器、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器，包括圖像處理器。用于解譯感測(cè)到的參數(shù)的裝置可以是該感測(cè)裝置的一部分。在圖8中，提供了感測(cè)裝置如何在功能上耦合的一個(gè)實(shí)施例。在允許容易的抓取檢測(cè)的一個(gè)實(shí)施方案中，傳感器400包括攝像機(jī)，例如被設(shè)置在元件1的每個(gè)面3上的攝像機(jī)。以此方式，可以檢測(cè)例如接近元件1的手51。

元件1還包括保持裝置50。在此實(shí)施方案中，元件1具有一組保持模塊50。在此，保持模塊被設(shè)置在每個(gè)面3上。以此方式，一個(gè)元件1可以與另一個(gè)類似的元件面對(duì)面地鎖定。一個(gè)實(shí)施例是例如圖3F中所描述的鎖定。更具體地，在此實(shí)施方案中，每個(gè)面3包括一個(gè)子集的(在此是4個(gè))保持模塊50。在此保持模塊50被設(shè)置在面3的每個(gè)象限上。以此方式，元件1可以被鎖定到另一個(gè)類似的元件上，其中一個(gè)象限鎖定到另一個(gè)象限上，允許靈活建造積木或塊。此外，可以以該方式實(shí)現(xiàn)之前被提及的結(jié)合。

傳感器400可以在功能上耦合到數(shù)據(jù)處理器100(未示出)。以此方式，不同面3上的至少兩個(gè)傳感器的輸入可以被組合在更多樣的抓取檢測(cè)中。例如，通過(guò)每個(gè)面3上的攝像機(jī)具有例如至少縫連在一起的視角，可以具有全方位抓取檢測(cè)。實(shí)際上，當(dāng)在兩個(gè)不同的面上檢測(cè)手或手指的接近時(shí)，可以提高對(duì)元件1的抓取的預(yù)測(cè)和預(yù)料。在這樣的設(shè)置中，每個(gè)攝像機(jī)可以具有大于45°的視角。尤其，每個(gè)攝像機(jī)的視角可以大于90°。以此方式，已經(jīng)從大約8cm或更小的距離，通過(guò)立方體的每個(gè)表面上的攝像機(jī)可以容易地實(shí)現(xiàn)全方位觀察。元件的表面中的一個(gè)或多個(gè)可以是彎曲的。在此方面，指的是凸曲率。最極端的實(shí)施例包括球體和圓柱體。在此方面，球體具有一個(gè)彎曲的表面。圓柱體(尤其是具有圓形端面的圓形圓柱體)具有三個(gè)面。在這樣的形狀中，例如，抓取檢測(cè)可以需要較少數(shù)量的攝像機(jī)。例如，從大約5cm距離處的抓取檢測(cè)。

使用數(shù)據(jù)處理器(例如，數(shù)據(jù)處理器100)可以完成對(duì)攝像機(jī)的圖像的圖像處理，且圖像解譯使用已知的圖像解譯例程。

此外，保持模塊50還可以在功能上耦合到數(shù)據(jù)處理器100。以此方式，一個(gè)或多個(gè)傳感器400的抓取檢測(cè)可以與一個(gè)或多個(gè)保持模塊50的鎖定動(dòng)作和/或解鎖動(dòng)作組合和耦合。元件1還可以在抓取檢測(cè)時(shí)接觸鎖定到元件1的一個(gè)或多個(gè)類似的元件，且根據(jù)它的當(dāng)前狀態(tài)請(qǐng)求被解鎖或請(qǐng)求被鎖定。

在一個(gè)實(shí)施方案中，允許元件1預(yù)料被抓住，或預(yù)料從抓住被釋放：當(dāng)傳感器400中的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)到一個(gè)手51正接近元件1以抓住元件1時(shí)，保持模塊50可以解鎖。這允許該手抓住元件1且實(shí)際上拾取它且將它從其他元件移除。另一種相反的方式，當(dāng)元件1被手51保持且被放在一個(gè)或多個(gè)類似的元件上并且其中一個(gè)或多個(gè)保持模塊在功能上對(duì)準(zhǔn)時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)保持模塊可以在預(yù)料中開(kāi)始鎖定。在此方面，當(dāng)保持模塊能夠互相施加鎖定力時(shí)，相對(duì)面的保持模塊在功能上對(duì)準(zhǔn)。相對(duì)面的機(jī)械操作保持模塊例如可以是自搜索的(self－searching)或自攻型的(self－tapping)。例如，保持模塊的入口可以是圓錐形的，以用于將插入端導(dǎo)引向中心。

保持模塊50允許向一個(gè)或多個(gè)保持模塊或其他類似的元件施加力和/或從一個(gè)或多個(gè)保持模塊或其他類似的元件接收力。尤其是，保持模塊50允許力具有與面3正交的分量，且指向面3。以此方式，使用一個(gè)或多個(gè)保持模塊50，元件1可以(面向)鎖定到一個(gè)或多個(gè)其他類似的元件。施加的力可以是例如磁性的、電的、機(jī)械的。

在一個(gè)實(shí)施方案中，保持元件是允許施加機(jī)械力的機(jī)械部分。例如，每個(gè)保持模塊50可以包括一個(gè)帶螺紋的端，該帶螺紋的端可以被擴(kuò)展且被接收在另一個(gè)類似的保持模塊中。這樣的帶螺紋的端可以例如是中空的。這可以允許對(duì)準(zhǔn)控制，或從一個(gè)元件到另一個(gè)元件的信號(hào)傳輸。替代地，保持模塊50可以包括一個(gè)鉤掛部分，該鉤掛部分可以被鉤掛在一個(gè)接收部分中(且可以從該接收部分釋放)。在一個(gè)實(shí)施方案中，保持模塊50可以是“凸的”、“凹的”、“凸凹皆宜的”，或可以是“凸凹同體的”。這可以允許保持模塊50鎖定到另一個(gè)保持模塊中，或允許被另一個(gè)保持模塊鎖定。

在所討論的實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)傳感器400在功能上耦合到一個(gè)或多個(gè)保持模塊50。這允許保持模塊50響應(yīng)于傳感器測(cè)量，像抓取檢測(cè)。因此，例如，元件1可以在它實(shí)際上被手51觸碰之前解鎖，允許元件1被拾取且被移位。也可以允許或者以結(jié)合方式允許元件1甚至在其被手51釋放之前就鎖定到一個(gè)或多個(gè)其他類似的元件。這賦予元件1對(duì)“響應(yīng)性”的感測(cè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，不需要施加力來(lái)鎖定元件，且將一個(gè)或多個(gè)元件取走也不需要附加動(dòng)作。

在一個(gè)實(shí)施方案中，元件1包括保持所述傳感器400并且支撐保持模塊50的框架結(jié)構(gòu)(未示出)。此外，這樣的框架結(jié)構(gòu)可以提供支撐或限定一個(gè)面。以最小的方式，它可以提供限定一個(gè)面的三個(gè)支撐。它也可以提供或支撐限定一個(gè)面3的表面。該框架結(jié)構(gòu)可以由任何材料制成，像聚合物、增強(qiáng)聚合物、金屬、它們的組合等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將識(shí)別合適的材料。該框架結(jié)構(gòu)可以是使用任何類型或生產(chǎn)方法(包括3D打印)生產(chǎn)的。

所述感測(cè)裝置(尤其是攝像機(jī))包括一個(gè)視場(chǎng)。在這樣的視場(chǎng)中，可以限定一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)錐體。在圖11的實(shí)施方案中，兩個(gè)攝像機(jī)可以包括第一檢測(cè)錐體和第二檢測(cè)錐體。在抓取檢測(cè)過(guò)程中，可以涉及在大體上相反的方向上打開(kāi)的檢測(cè)錐體。替代地或結(jié)合地，檢測(cè)錐體可以具有一個(gè)在至少90度的角下的軸線。此外，保持裝置適于提供保持力，該保持力具有指向且垂直于這些檢測(cè)錐體的連接線的保持力的分量。

抓取檢測(cè)中涉及的傳感器的兩個(gè)檢測(cè)錐體的軸線可以限定一個(gè)平面。在抓取檢測(cè)時(shí)，被致動(dòng)的保持裝置適于施加具有與該平面正交的分量的力。該力通常指向元件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，第一檢測(cè)錐體和第二檢測(cè)錐體包括一個(gè)連接線，且保持裝置適于提供保持力，該保持力具有指向且垂直于該連接線的分量。

在一個(gè)實(shí)施方案中，該感測(cè)裝置還適于檢測(cè)所述保持裝置與類似元件的保持裝置的對(duì)準(zhǔn)。該感測(cè)裝置可以提供對(duì)與實(shí)際對(duì)準(zhǔn)的相對(duì)的保持裝置的距離的測(cè)量。

元件可以具有不同形狀和/或?qū)儆诓煌愋汀Ｔ摳袦y(cè)裝置可以適于確定一個(gè)其他元件的類型和/或形狀。該感測(cè)裝置可以適于測(cè)量或感測(cè)其他元件的接近。在根據(jù)圖11的元件的情況下，且其中感測(cè)裝置在每個(gè)面處具有一個(gè)攝像機(jī)，該攝像機(jī)具有的視角允許檢測(cè)錐體遠(yuǎn)離該面打開(kāi)，例如具有與一個(gè)面正交的軸線，可以確定上述參數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，元件包括一個(gè)感測(cè)裝置，該感測(cè)裝置包括位置傳感器。該位置傳感器可以包括一系列部件。此外，一系列位置傳感器可以被設(shè)置在每個(gè)面上。位置傳感器可以包括用于電磁輻射的發(fā)射器和接收器。電磁輻射可以例如是紅外線(IR)輻射，也被稱作紅外線光。例如，可以應(yīng)用具有在750nm到1200nm之間的波長(zhǎng)的紅外線光。這樣的輻射的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它對(duì)人眼是不可見(jiàn)的。因此，該位置傳感器不會(huì)干擾其他功能。例如，發(fā)射器可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射電磁輻射的源，比如一系列紅外線LED。該發(fā)射器可以間歇地發(fā)射輻射。該發(fā)射器還可以包括反射元件。在一個(gè)實(shí)施方案中，在一個(gè)元件的面處的發(fā)射器實(shí)際上與另一個(gè)元件的面上的反射元件協(xié)作。反射的輻射可以由該接收器檢測(cè)。

該接收器可以包括一系列檢測(cè)元件。接收器的一個(gè)實(shí)施例可以是對(duì)由發(fā)射器發(fā)射的電磁輻射敏感的條或行掃描檢測(cè)器。該接收器還可以包括攝像器，所述攝像器包括具有空間分辨率的二維檢測(cè)器。這樣的攝像器的一個(gè)實(shí)施例可以是基于CCD元件等。一個(gè)行掃描元件產(chǎn)生有限量的數(shù)據(jù)，且是快速的。如果接收器的靈敏度被限制到限定的帶寬(例如，通過(guò)使用濾波器)，則這甚至保持更多。

在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)射器被設(shè)置成用于在運(yùn)行中以發(fā)射器圖案產(chǎn)生輻射。當(dāng)兩個(gè)元件一個(gè)在另一個(gè)之上移動(dòng)(例如滑動(dòng))或相對(duì)于彼此移動(dòng)(例如滑動(dòng))并且它們的面之一面對(duì)面時(shí)，此發(fā)射器圖案改變。當(dāng)這些面對(duì)的面的至少一部分處于一個(gè)預(yù)定義的位置且其中一個(gè)或多個(gè)保持模塊對(duì)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)射器圖案將形成第一位置圖案，尤其向著接收器。尤其，該第一位置圖案是一個(gè)二維的第一位置圖案。在一個(gè)實(shí)施方案中，位置傳感器包括一組預(yù)定義的位置圖案，該組預(yù)定義的位置圖案允許區(qū)別一個(gè)面上的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)選項(xiàng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，象限可以被限定在一個(gè)面上，且預(yù)定義的位置圖案允許單獨(dú)地或組合地區(qū)別所述象限中的每個(gè)的對(duì)準(zhǔn)。下文將解釋一個(gè)這樣的實(shí)施例。

在一個(gè)實(shí)施方案中，該第一位置圖案是實(shí)際上可以源于另一個(gè)元件的一個(gè)面的至少一部分的輻射或是由另一個(gè)元件的一個(gè)面的至少一部分反射的輻射。因此，為了提供每個(gè)都充分起作用的元件，一個(gè)面被設(shè)置有形成位置傳感器的所有部分，但是為了工作，在一個(gè)元件的面上的位置傳感器的部分可以與在另一個(gè)元件的一個(gè)面上的位置傳感器的部分一起工作。作為一個(gè)實(shí)施例，第一元件可以包括一個(gè)發(fā)射器，該發(fā)射器傳輸在另一個(gè)、第二元件的面上反射的輻射。(向后)反射的光由該第一元件上的接收器檢測(cè)。替代地，一個(gè)元件可以傳輸所述輻射，且另一個(gè)元件檢測(cè)所述輻射。此外，兩個(gè)元件都可以保持發(fā)射器和接收器以充分運(yùn)行。元件的位置傳感器可以一起工作(例如，以分布式方式)，以能夠確定位置和/或?qū)?zhǔn)。

在一些實(shí)施方案中，發(fā)射器的元件和接收器的元件以這樣的方式被安置在一個(gè)面上或相對(duì)于一個(gè)面被安置，使得輻射需要行進(jìn)一段距離然后才到達(dá)接收器。這可以以不同的方式實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)射器和接收器中的一個(gè)或二者被安置在一個(gè)面的表面以下。例如，一個(gè)源或輻射和/或一個(gè)檢測(cè)元件可以被安置在一個(gè)面中的凹槽或溝槽中。替代地，波導(dǎo)管可以用于在一個(gè)面上定位發(fā)射器位置和/或接收器位置。因此，例如，可以從遠(yuǎn)離一個(gè)源的位置的一個(gè)面上的位置發(fā)射輻射，從而提供設(shè)計(jì)自由和圖案型式的自由。同樣地，一個(gè)接收器位置可以遠(yuǎn)離一個(gè)實(shí)際檢測(cè)器位置。

例如，可以以下面的方式實(shí)施位置傳感器。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述元件具有根據(jù)圖4A的形狀，具有圖4D的軌道10且具有例如軌道10和如圖11中指示的保持模塊。在一個(gè)軌道的底部上，多個(gè)輻射源中的一個(gè)可以被設(shè)置在已知位置處。這些源以定義的圖案發(fā)射例如紅外線光，例如多個(gè)紅外線光錐體中的一個(gè)。輻射從軌道發(fā)射出且遠(yuǎn)離所述面。所述元件的表面可以被設(shè)置有用于反射所發(fā)射的輻射的反射部分。這些反射部分可以具有已知圖案。例如，可以沿著一個(gè)面的邊緣設(shè)置反射材料條。這些反射部分被設(shè)置在第二元件的一個(gè)面上用于將源于第一元件的面的輻射向后反射到那個(gè)第一元件的面。接收器可以例如包括兩個(gè)條檢測(cè)器，所述兩個(gè)條檢測(cè)器每個(gè)可以包括行檢測(cè)元件。這些條可以相對(duì)于彼此成一個(gè)角度，因此形成一個(gè)接收器圖案。當(dāng)面處于一個(gè)期望的位置且保持模塊對(duì)準(zhǔn)時(shí)，與由源和反射器的組合產(chǎn)生的第一位置圖案一起，該接收器可以產(chǎn)生第三、檢測(cè)或?qū)?zhǔn)圖案。以此方式，當(dāng)兩個(gè)元件處于一個(gè)期望的位置并且面彼此面對(duì)且一個(gè)或多個(gè)保持模塊對(duì)準(zhǔn)時(shí)，有可能在檢測(cè)元件的接收器圖案上生成第一位置圖案。實(shí)際上，生成第三、作為結(jié)果的對(duì)準(zhǔn)圖案。因此，位置傳感器可以確定(或使用由位置傳感器產(chǎn)生的信號(hào)，可以確定)一個(gè)預(yù)定義的、期望的位置和對(duì)準(zhǔn)是否存在。

可以以下面的方式實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)位置傳感器和一個(gè)或多個(gè)保持模塊的功能耦合。位置傳感器和保持模塊可以被耦合到數(shù)據(jù)處理單元或數(shù)據(jù)處理器100。數(shù)據(jù)處理器100從檢測(cè)到的信號(hào)或多個(gè)信號(hào)可以計(jì)算出實(shí)現(xiàn)了一個(gè)期望的位置和/或?qū)?zhǔn)，以及可以激活哪個(gè)保持模塊或哪些保持模塊。數(shù)據(jù)處理器100然后可以將那個(gè)保持模塊或那些保持模塊激活進(jìn)入保持狀態(tài)。然后可以使用所述保持模塊將部分面對(duì)的面或甚至整個(gè)面對(duì)的面保持在一起。例如，一個(gè)面可以被細(xì)分成面的區(qū)段，例如象限。每個(gè)面的區(qū)段可以允許單獨(dú)的位置感測(cè)、對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)，并且每個(gè)面的區(qū)段可以具有保持模塊。下文使用一個(gè)被分成相等象限的正方形面例示了可能的選項(xiàng)。

位置傳感器或多個(gè)位置傳感器還可以允許動(dòng)態(tài)位置檢測(cè)。使用動(dòng)態(tài)位置檢測(cè)，可以檢測(cè)到接近對(duì)準(zhǔn)或遠(yuǎn)離對(duì)準(zhǔn)且可以預(yù)料保持模塊的激活。

位置傳感器可以與(一個(gè)或多個(gè))抓取檢測(cè)傳感器組合使用，和/或可以與一起形成感測(cè)裝置的元件的其他傳感器組合使用。實(shí)際上，感測(cè)裝置可以包括一個(gè)允許處理和/或組合來(lái)自所述感測(cè)裝置的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理器。來(lái)自計(jì)算或處理的結(jié)論/結(jié)果可以被用于激活和/或控制其他模塊，像運(yùn)動(dòng)模塊、保持模塊、運(yùn)動(dòng)限制模塊、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊。

在圖12中，示出一個(gè)實(shí)施方案的實(shí)例，在此基于圖11的元件1，但是不必需存在抓取檢測(cè)。在這樣的元件1上，可以以不同的方式安置多個(gè)其他類似的元件。元件1在此具有凹槽或溝槽，該凹槽或溝槽以10、20、30指示。然而，這還可以是對(duì)于發(fā)射器的輻射是透明或幾乎透明的材料的通道。因此，例如，可以提供一個(gè)面的一個(gè)平滑或平坦的表面。上文描述的其他部分(運(yùn)動(dòng)模塊10、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊20、運(yùn)動(dòng)限制模塊30)可以存在于此元件中，但是這不是必須的。

元件1被設(shè)置有一個(gè)位置傳感器，該位置傳感器被指示在元件1的正面上，但是實(shí)際上所有面上都可以設(shè)置有這樣的位置傳感器。該位置傳感器在此具有多個(gè)部分。每個(gè)面的區(qū)段或象限實(shí)際上可以具有它的位置傳感器。然而，所述位置傳感器以下面的方式集成和組合：它們實(shí)際上可以作為一個(gè)單個(gè)位置傳感器運(yùn)行。保持模塊50在此被設(shè)置在每個(gè)象限上。正面的象限在此具有指示A－D。該位置傳感器在此包括發(fā)射器，在此是輻射源60，尤其是紅外線LED 60。所述發(fā)射器在此還包括反射器61，在此是沿著每個(gè)象限的邊緣的條。

位置傳感器在此包括接收器62。所述接收器在此是具有成行地排列的檢測(cè)元件的行掃描元件62。行掃描元件62的行相對(duì)于一個(gè)十字(在此是元件1的對(duì)稱線)成一個(gè)角度。該角度在此是大體上90度。這里的所述行掃描元件在凹槽(以10、20、30指示)的寬度上延伸。這允許檢測(cè)面或部分的面是否幾乎對(duì)準(zhǔn)或遠(yuǎn)沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)。發(fā)射器在此還在凹槽或溝槽中設(shè)置有反射貼片63。形式上，一個(gè)LED 60，以及一個(gè)有角度的反射器條61形成一個(gè)發(fā)射器，且兩個(gè)半行掃描元件62形成一個(gè)接收器。因此，每個(gè)象限A－D在此都具有它自己的位置檢測(cè)器。如上所述，這些元件在此可以這樣的方式在功能上集成且一起工作，使得一個(gè)面上的元件60、61、62和63也可以被看作一個(gè)位置傳感器。

可以出現(xiàn)下面的可能性：

－沒(méi)有元件面對(duì)元件1的面；

－1個(gè)元件可以用它的面與元件1的面完全對(duì)準(zhǔn)；

－1個(gè)元件可以將兩個(gè)鄰近的象限與元件1的兩個(gè)鄰近的象限(AB、BD、DC或CA)對(duì)準(zhǔn)；

－1個(gè)元件可以將一個(gè)象限與元件1的象限A－D中的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)；

－2個(gè)元件可以將一個(gè)象限與象限A－D中的每個(gè)對(duì)準(zhǔn)；

－2個(gè)元件可以每個(gè)都將它們的鄰近象限中的兩個(gè)與元件1的鄰近的象限對(duì)準(zhǔn)；

－2個(gè)元件，一個(gè)元件將兩個(gè)鄰近的象限與元件1的兩個(gè)鄰近的象限對(duì)準(zhǔn)，且一個(gè)元件將一個(gè)象限與元件1的一個(gè)象限對(duì)準(zhǔn)；

－3個(gè)元件可以每個(gè)都將一個(gè)象限與元件1的一個(gè)象限對(duì)準(zhǔn)；

－3個(gè)元件，一個(gè)元件對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)鄰近的象限且其他兩個(gè)元件每個(gè)均對(duì)準(zhǔn)一個(gè)象限，以及

－4個(gè)元件，每個(gè)均對(duì)準(zhǔn)元件1的面上的一個(gè)象限。

圖12的當(dāng)前位置傳感器允許檢測(cè)所有這些選項(xiàng)的對(duì)準(zhǔn)。實(shí)際上，甚至可以檢測(cè)到部分對(duì)準(zhǔn)，允許動(dòng)態(tài)位置檢測(cè)。

貼片63甚至可以除了反射貼片或代替反射貼片包括輻射源，貼片63允許檢測(cè)一個(gè)元件的一個(gè)面與元件1的面完全對(duì)準(zhǔn)。這些貼片被設(shè)置在凹槽中。它們的位置可以變化。它甚至可以有助于檢測(cè)偏離對(duì)準(zhǔn)。圖12的實(shí)施方案允許區(qū)別上文指示的對(duì)準(zhǔn)的所有選項(xiàng)，光源60中的每個(gè)可以例如具有它們自己唯一的頻率強(qiáng)度，允許進(jìn)一步區(qū)別。同樣適用于反射元件61的反射性能、寬度或其他性能。

在運(yùn)行中，其他元件的反射元件61反射來(lái)自元件1的源60的輻射，且該輻射被元件1的接收器62接收。在一個(gè)替代的實(shí)施方案中，反射器61可以例如是輻射源。在此，反射器61的寬度小于凹槽的寬度，且小于條檢測(cè)器62的長(zhǎng)度，允許接近對(duì)準(zhǔn)的位置的檢測(cè)。

在圖12中，反射器61沿著象限A－D的外邊緣設(shè)置。

發(fā)射器部分61和接收器部分62的正交布置允許區(qū)別可能的情形以及甚至部分對(duì)準(zhǔn)。發(fā)射器部分和接收器部分的大小相互適配且被選擇用于提供對(duì)上文概述的可能情形的檢測(cè)。此外，發(fā)射器部分相對(duì)于接收器部分的相互定位允許區(qū)別部分對(duì)準(zhǔn)，估計(jì)離對(duì)準(zhǔn)有多遠(yuǎn)、以及面部分地面對(duì)元件1的一個(gè)面的實(shí)際可能性。附加地，位置傳感器和/或其部分可以被單獨(dú)地校準(zhǔn)例如用于處理位置和尺寸中的容差。

所例示的位置傳感器允許元件1檢測(cè)另一個(gè)元件的一個(gè)面的位置而不需要其他元件1的主動(dòng)參與。

還將清楚的是，以上描述和附圖被包括用于例示本發(fā)明的一些實(shí)施方案，而并非為了限制保護(hù)范圍。從本公開(kāi)內(nèi)容出發(fā)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到許多其他實(shí)施方案。這些實(shí)施方案都在本發(fā)明的保護(hù)范圍和實(shí)質(zhì)內(nèi)，并且是現(xiàn)有技術(shù)和本專利的公開(kāi)內(nèi)容的明顯組合。

參考標(biāo)記

1 元件

2 元件的中心

3 元件的面

10 運(yùn)動(dòng)模塊

11 運(yùn)動(dòng)模塊：軌道部分

12 可滑動(dòng)的蓋

14 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引/運(yùn)動(dòng)限制模塊

15 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引/運(yùn)動(dòng)限制模塊

20 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊

21 直的銷

22 凹槽

30 運(yùn)動(dòng)限制模塊

31 銷

32 孔口

34 凸輪

35 孔口32中的底切開(kāi)口

50 保持模塊

60 輻射源

61 反射器

62 檢測(cè)器

63 反射貼片

51 手

70 壓電模塊

71 腿

72 壓電片

73 壓電元件

80 導(dǎo)軌

82 底切凹槽

90 (共享)運(yùn)動(dòng)模塊

91 附接部分(一個(gè)或多個(gè))

92 移位部分

93 元件移位部分

95 運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分

96 運(yùn)動(dòng)模塊移動(dòng)部分

100 數(shù)據(jù)處理單元

200 數(shù)據(jù)通信單元

300 能量單元

400 傳感器單元

500 運(yùn)動(dòng)模塊

600 運(yùn)動(dòng)限制單元

700 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引模塊