模块化机器人组装套件,模块化机器人集群和通过模块化机器人集群完成任务的方法与流程

本发明涉及一种模块化机器人，模块化机器人组装套件，由模块化机器人组装套件建立的模块化机器人集群，以及，通过模块化机器人集群完成任务的方法，特别是在运载工具诸如飞机或航天器的装配、构造、维护和/或修理中。

背景技术：

无人驾驶机器人车辆(Unmanned robotic vehicles，URVs)是由远程控制或自主操纵的车辆，其不需要在车辆上的驾驶员。URVs可以通过地面控制站的控制人员而远程控制，也可以根据预先确定的运动路线或动态路线或导航算法而飞行、游动、浮沉、驾驶或以其他方式自主移动。

这样的URVs可以集群合作以完成复杂任务或任务链。通常情况下，机器人集群由具有类似结构的众多机器人(其具有一个及相同功能或同一组多重功能)组成。集群中的机器人通常被用于执行各种琐碎的任务，否则这些任务由于任务位置难以接近而对于人类工作者来说是一个挑战，其不需要工人的高技术资格、在窄边界条件下具有重复性质、在对人类有危害的环境中执行、具有危险特性或者以协作方式支持人类工作者。

例如，文献US 8755936 B2公开了一种机器人系统结构，其能够创建和使用服务机器人，服务机器人具有多个车载机器人功能作为任意数目机器人在设施内顺次或同时执行功能的共享、集中资源。文献US 2010/0094459 A1公开了多个移动机器人的协作系统，其允许多个移动机器人协同执行一个复杂的任务，基于概念行为单元使用集中式控制架构和机器人协作应用代码，以执行绑定于机器人的实际功能的机器人协作应用。文献WO2013/119942 A1公开了一种移动机器人编队的作业管理系统，其自动确定作业请求的实际位置和实际作业操作，并基于当前状态和/或所选择移动机器人的当前配置，智能地选择合适的移动机器人来处理各个作业请求。

然而，相同或类似构造机器人的集群，要么由于其有限的功能范围而不灵活，要么他们过度利用具有许多功能的大型机器人，而其仅仅在机器人操作的一小部分时间内才能充分利用。因此，现有技术中已经设计出个性化和更灵活的机器人系统。文献US7555363B2、US7720570B2、US8805579B2和WO2013/152414A1中公开了机器人装配系统的实例，其依靠具有不同的功能的单独的机器人部件，这些部件组装以形成个性化的机器人。

分布式机器人也取得了关于结构、任务规划能力、以及移动机器人集群控制方面的进展，特别是解决动作选择、授权和控制的代表、通信结构、机器人的异质性和同质性、实现当地行动的协调、以及解决冲突的问题。该领域的概览可以例如在Arai，T.，Pagello，E.，Parker L.E于2002年10月在“IEEE机器人及自动化公报”第18卷第5期第655-661页发表的“论多机器人系统的进展”(Arai，T.，Pagello，E.，Parker L.E.：“Editorial：Advances in Multi-Robot Systems”；IEEE Transactions on Robotics and Automation，vol.18(5)，October 2002，p.655-661)中找到。

技术实现要素：

因此本发明的一个目的在于，提供一种能够自由和灵活配置的机器人解决方案，并且在多任务环境下可以更有效的方式来采用该方案。

该目的通过具有权利要求1特征的模块化机器人、具有权利要求6特征的模块化机器人组装套件、具有权利要求9或10特征的模块化机器人集群，具有权利要求11特征的机器人系统以及具有权利要求12特征的通过模块化机器人集群完成任务的方法来实现。上述装置、系统和方法可以特别用在运载工具诸如飞机或航天器的装配、构造、维护和/或修理中。

根据本发明的第一个方面，模块化机器人包括机器人平台和机器人工作头以及机器人适配器，机器人平台被配置以将移动性和与外部组件的连接性传递给模块化机器人，机器人工作头被配置以将执行操作任务的能力传递给模块化机器人，机器人适配器附接于机器人平台或机器人工作头并被配置以将机器人平台机械地连接机器人工作头。

根据本发明的第二个方面，模块化机器人组装套件包括多个机器人平台和多个机器人工作头，多个机器人平台均被配置以将移动性和与外部组件的连接性传递给组装的模块化机器人，多个机器人工作头均被配置以将执行多个操作任务中的一个的能力传递给组装的模块化机器人，其中多个机器人工作头中的每一个均包括机器人适配器，机器人适配器被配置以将机器人平台中的一个机械地连接到各自的机器人工作头。

根据本发明的第三个方面，模块化机器人集群包括：根据本发明第一方面的多个模块化机器人和/或采用根据本发明第二方面的模块化机器人组装套件构造的多个模块化机器人。

根据本发明的第四个方面，一种机器人系统包括：根据本发明第三方面的模块化机器人集群、集中式任务数据库以及任务控制器，集中式任务数据库被配置以存储和更新由模块化机器人集群执行的多个任务，任务控制器耦接到集中式任务数据库并被配置以根据任务的优先级、等级和/或重要性来管理集中式任务数据库中的存储任务。

根据本发明的第五个方面，通过模块化机器人集群完成任务的方法包括步骤：由集中式任务数据库提供任务给多个机器人工作头，每个工作头被配置以将执行多个可操作任务中的一个的能力传递给组装的模块化机器人，通过多个机器人工作头决定多个机器人平台中的要组合的一个，每个机器人平台均被配置以将移动性和与外部组件的连接性传递给组装模块化机器人，通过将多个机器人工作头中的一个或多个与多个机器人平台中所确定的那个相连接，而形成一个或多个模块化机器人，以及通过组合的模块化机器人执行所提供的任务。

本发明所基于的构思是，从提供定位和移动性的机器人平台以及提供机器人功能性和工具性的机器人工作头中，以模块化方式构造机器人。平台和工作头均可以采用通用适配器机制设计，以使得各种平台和工作头可互换和灵活组合。这种模块化机器人的功能能力可以灵活地分布在平台和工作头。该平台可以提供基本的移动性和迁移能力给机器人，该机器人可能由于与该平台结合的工作头的专业化执行定制的任务。单个工作头的功能范围可以有利地限制为一个或较少功能，以使工作头可以保持小型、高效精干和有成本效益。

不同的平台类型可以用来形成不同的机械人类型：平台例如可以是，能够形成无人移动地面车辆(UMGV)的轮式、履带式、刀片、滑板、踏板或吸盘平台。可替代地，该平台可以是能够形成无人驾驶飞行器(UAV)或飞行无人机的有翼的、螺旋桨式、悬停或喷气/火箭发动机平台。该平台还可以是用于静止机器人装置的连接器平台，诸如机器人臂、工业机器人、拾取和放置机器人或任何其他具有有限范围的运动能力的自动机。该平台可能最终也是用于手持工具、达到延长臂或稳定承载架的连接器平台、其通过人类工人或用户而保持、携带与操作。

同样地，不同的工作头类型可以被用于实现由机器人来执行的不同任务的工作功能：该工作头可以专门用于各种监视或监控任务，例如待检查的航空飞行器的内部和/或外部的自主检查和状态参数的自动收集。为此，工作头可以采用一个或多个安装于工作头的传感器，例如照相机、激光扫描仪、超声波传感器、磁传感器、红外传感器、条码扫描器、化学传感器、气体传感器、金属探测器、生物传感器和类似的物理参数检测装置。工作头可以进一步，另外或替代地，包括工作工具，其提供与环境的具体相互作用，例如在装配、建造、维护或修理设置中。工作头可以例如采用清洁装置、印刷装置、紧固装置、焊接装置、螺纹连接装置、电检测装置、夹紧装置、真空处理装置、粘合装置、冲压装置、螺栓连接装置、钻孔装置或任何其它类似类型的加工工具。

附图说明

本发明将参考附图中所描绘的示例性实施方式进行更详细地说明。

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入并构成本说明书的一部分。附图图示本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。本发明的其它实施方式和许多的本发明的预期优点将很容易理解，因为通过参考下面的详细描述而更好理解。附图元件不一定相对于彼此按比例绘制。类似的参考标号表示相应的类似部分。

图1示意性示出根据一实施方式的示意性模块化机器人。

图2示意性示出根据另一实施方式的示意性模块化机器人。

图3示意性示出根据另一实施方式的示意性模块化机器人。

图4示意性示出根据另一实施方式的用户手持着的示意性模块化机器人。

图5示意性示出根据另一实施方式的示意性模块化机器人。

图6示意性示出根据另一实施方式的模块化机器人的结构细节。

图7示意性示出根据另一实施方式的具有特定工作头的示意性模块化机器人。

图8示意性示出根据另一实施方式的具有特定工作头的示意性模块化机器人。

图9示意性示出根据另一实施方式的具有特定工作头的示意性模块化机器人。

图10示意性示出根据另一实施方式的具有特定工作头的示意性模块化机器人。

图11示意性示出根据另一实施方式的具有特定工作头的示意性模块化机器人。

图12示意性示出根据另一实施方式的模块化机器人集群的工作环境。

图13示意性示出根据另一实施方式的模块化机器人集群的控制系统架构。

图14示意性图示出根据另一实施方式的由模块化机器人集群完成任务的方法的步骤。

附图标记

1-机器人适配器；2-机械连接器；3-数据接口；4-电源连接器；5-处理器；6-机械接收器；7-数据接口；8-电源连接器；9-微处理器；10-机器人平台；11-直升机叶片；12-轮；13-延伸臂；14-冷气喷嘴；20-机器人工作头；21-真空清洁器装置；22-栅格；23-黑光；24-摄像机单元；25-3D打印系统；26-辊清洁器；27-电线固定器；30-工业机器人；40-人类工人；50-机身部分；60-脚手架；70-乘客甲板；80-载货甲板；100-工作环境；C-任务控制器；D-集中式任务数据库；F-集群；M-方法；M1-M6-方法步骤；R1-R11-模块化机器人；R12-连接器平台；S1-S2-监视机器人；W-工人。

实施方式的详细描述

尽管已示出和描述具体实施方式，但是本领域普通技术人员可以理解的是，在不脱离本发明范围情况下各种替换和/或等效实现方式可以适于所示出并描述的具体实施方案。一般地，本申请旨在覆盖这里讨论的具体实施方式的任何修改或变型。

本发明所指的机器人可以包括由电子电路或计算机软件来控制的任何自动机器或人工代理。具体地，本发明所指的机器人可包括移动机器人，该移动机器人包括能够运动的任何自动化技术。本发明含义范围内的移动机器人并不绑定到单一的物理位置，并能朝向另一物理位置向前推进自身。本发明所指移动机器人包括任何自主行动工具(“自主移动机器人”，AMR)和外部引导工具(“自动导引车”，AGV)。

机器人可特别包括任何无人驾驶运载工具(UMV)，其包括无需人类飞行员乘坐控制的无人飞行器(UAV)和无人地面车辆(UGV)。无人飞行器和无人地面车辆可具有空基或陆基移动，其或者自主地由机载计算机控制，或者通过在地基控制站或其他车辆内的驾驶员远程控制。

UAV例如可以包括四轴飞行器、四旋翼直升机、四角直升飞机机器人、或四转子。通常，四轴飞行器是由四个转子推进的空中旋翼机。在某些实施方案中，UAV运动的控制可通过改变一个或多个转子的桨距或旋转速度来实现。适合无人飞行器的其它配置也是可能的，包括多转子设计，例如，双转子、三转子、六转子和八转子，或单转子设计如直升机。本发明所指的无人机也可包括固定翼无人飞行器。无人飞行器可以有垂直起飞和降落(VTOL)能力。在一些实施方案中，无人飞行器的转子可以由软的、能量吸收和耐冲击的材料制成。在一些实施方案中，无人飞行器具有包围转子的框架。包围转子可以具有优点，如减少UAV或其周围的损坏危险。也可以引入推进系统。在某些实施方案中，UAV可以是复合旋翼机，例如，具有在向前飞行时提供一些或所有升力的机翼。在一些实施方案中，UAV可以是倾转旋翼飞行器。在另一个实施方案中，UAV可以具有喷气式发动机或火箭发动机，并为了稳定性使用反作用轮，以使它们也可能在真空环境的任务中操作，用于如空间站或卫星外部位置的维护的任务。

UGV例如可以包括天体登陆车、陆基无人机、全向轮地面车辆、万向轮式车辆以及能够沿着地面或在地面上移动的其他移动机器人。例如，该UGV还可包括六足机器人、四足机器人、轮腿机器人、双足机器人、具有传送异时运动(metachronal motion)的输送装置或允许机器人自己从一个地方自主运送到另一地方的其它机构的机器人。

图1到5示意性示出根据相对于模块化概念的本发明实施方式的模块化机器人的原理。图6示意性示出了根据本发明实施方式的、适用于任何模块化机器人的模块化机器人的一般结构细节。图7至图11示出具有用于不同功能应用的具有不同工作头(workheads)的各种模块化机器人的概念草图。在图1到图11中所描述的模块化机器人的共同细节将首先结合图6进行说明，特别是关于模块化机器人的机器人平台和机器人工作头。此后，机器人平台以及机器人工作头的各种实施方式示例将分别结合图1到5和图7到11进行说明。

如图6所示，模块化机器人的一般结构包括机器人平台10和机器人工作头20，它们经由通用的机器人适配器1连接。机器人平台10被设计为模块化机器人的基本机箱模块并且被配置成将移动性和与外部组件的连接性传递给机器人。而机器人工作头20被设计成定制功能模块，并且被配置为将执行某些操作任务的能力传递到机器人。机器人适配器1通常可以是机器人平台10和机器人工作头20之间的结构、通信和/或电源链接。由连接的机器人平台10和机器人工作头20组成的模块化机器人是完全自主系统，其能够，尤其是在飞机或航天器的建造、装配、维护和/或修理期间的人体不适宜的(non-ergonomic)条件下，执行操作任务。在示范性实施方式中，每个模块化机器人可具有约3公斤的最大重量和约20厘米的最大宽度、高度或深度。

机器人适配器1可具有机械连接器2，其被设计和构造成与对应机器人模块中的相应机械接收器6机械互锁。例如，机器人适配器1可形成为从机器人平台10或机器人工作头20的某一固定位置、关于机器人平台10和机器人工作头20中的另一个上的接收器6突出的结构元件，如适用。各种锁定机构可被用于机械连接器2中，如卡口锁定、卡扣配合锁定、或螺纹啮合机构。此外，机器人适配器2可以具有防止平台10和工作头20被错误连接的内置防错机制。

机器人适配器1还可以被配置以形成机器人平台10和机器人工作头20之间的数据通信链路。由于每个平台10和工作头20均装备有形成部件的控制逻辑的电子电路，诸如ASIC(“应用型专用集成电路”)、FPGA(“现场可编程门阵列”)、微处理器或类似的可编程逻辑器件，因此与相应的平台10和暂时连接的工作头20相关联的数据可经由数据通信协议进行交换。机器人适配器1可具有数据接口3，其与适配器接收器内的数据接口7接合。数据接口3和7例如可以是USB端口和该数据通信可以通过标准化通信协议来实现，如USB协议。其他连接器和协议可能也同样可行，如火线(Firewire)、计算机与其外围部件互联标准(PCI)、PCIexpress、雷电(Thunderbolt)、串行ATA接口规范(SATA)、RS-232或类似的通信标准。

此外，机器人适配器1可以进一步被配置为提供机器人平台10和耦合的机器人工作头20之间的电源连接。为此，机器人适配器1可具有电源连接器4，电源连接器4可以被耦合到适配器接收器内的电源连接器8。机器人平台10或机器人工作头20可以配备电源系统，或者替代地两者都可以配备电源系统，诸如发电系统、燃料电池、太阳能电池板、蓄电池、可再充电电池或可更换电池。在平台10和工作头20中的一个未配备自己的电源的情况下，相应的其他部件可通过电源连接器4和8越过机器人适配器1提供电力。电源的电压电平可例如是5V，并且可以特别通过标准化电源接口来执行。它可以是例如通过用作数据接口3和7的USB接口来供电。

机器人平台10和机器人工作头20可以都分别装有微处理器5和9，用于分别执行软件或固件以负责平台10和工作头20的自主功能。微处理器5和9可以被配置为提供无线通信、网络接入能力以及数据交换能力。另外，微处理器5和9可以具有内置或附加的数据存储装置，用于暂时和/或永久存储平台10和工作头20的应用软件、模块操作系统和/或配置数据。

根据图5给出的一般概念来实现的模块化机器人可特别通过避免人体不适宜的工人位置而提高人体工程学情况。由于机器人履行其委托任务时的自主性，即使是在没有工人的轮班情况下，可以进一步通过改进重复性而改进生产质量。机器人可以在任务完成中协作工作以支持人类工人和/或集群中的其他机器人。当采用许多模块化机器人时，因为机器人的所有部件和组件可根据功能的定制范围制造并且机器人自身可灵活组合以创建更多种类的独立机器人，使得每件开发和生产的效率更高且成本更低。由于灵活性和移动性，模块化机器人可以不仅在不同的站内，而且在若干建筑/机库内充分地使用其能力。模块化机器人可以在限定的范围内独立地移动，优势不局限于一个特定的机库。

图1至5示出不同机器人平台10的示范性实施方式。机器人平台10可以是标准化“即插即用”平台，其负责模块化机器人的位移、重定位和移动。独立于模块化机器人的操作功能或应用，机器人平台10可根据访问性和位置需求来选择。机器人平台10可以是例如空中飞行器例如具有直升机或四轴飞行器叶片11(图1)或冷气体喷嘴14(图5)的无人机、具有移动输送运动学设备如蜘蛛腿，吸盘或轮12的地面车辆(图2)、用于耦合到工业机器人30的连接器平台(图3)，或者安装在延伸臂13上的、可以由人类工人40手持和承载的连接器平台(图4)。具有用于输送空中运动的机器人平台10的模块化机器人可能在原则上也可以作为用于水下勘探、维护或维修任务的潜水机器人。

图7至11示出不同机器人工作头20和绑定特定任务的模块化机器人的实施的示例性实施方式。机器人工作头20可以例如是真空清洁器系统21，真空清洁器系统21可用于抽空钻孔过程剩余的所有碎片和灰尘(图7(A))。真空清洁器入口可以在地面附近配备格栅22，以避免碎片和真空清洁器系统21的泵系统之间的接触(图7(B)-图7(A)的仰视图)。真空清洁器机器人可以由轮式平台10控制，其检查已经清洁的区域并促使它们驱动到尚未清洁的剩余区域。真空清洁器机器人可以排出钻孔过程中剩余的碎片和灰尘，以及留在地板上的螺钉、螺栓、铆钉、粘合胶带、胶带、夹钳、夹子、支架或废线。

机器人工作头20还可以包括监测和监视单元，其包含有黑光23和摄像系统24以检查表面保护质量(图8)。监测和监视单元机器人可以记录探测到无质量证据(non-quality evidences)的位置，并且可以在机器人平台10的控制下，对已经检查的区域检查或重新定位到尚未检查的区域。监测和监视机器人可以方便地以使用具有直升机叶片11的空中机器人平台10，以对工作环境具有更好的了解。它们可用于对表面保护或涂装缺陷的质量控制、以及铆钉和螺栓的目视检查。

机器人工作头20还可以包括3D打印机系统25来打印必要支架或其它紧固件，以维持特定系统，或者可使用附加制造技术打印的任何其他塑料部件(图9)。这样的打印机器人可以有利地将人类工人从组装飞机机身支架的人体不适宜的位置中的工作解放。打印机器人的机器人平台10可以控制机器人移动、检查已经打印的支架、并且以有组织的方式将其重新定位到需要支架被打印的下一个位置。

机器人工作头20还可以包括可扩展的辊26，来在表面保护之前和/或某些操作已在表面上进行之后(如钻孔、扩孔或相似的操作)清洁表面(图10)。辊清洁器机器人可通过轮式机器人平台10来控制，其使机器人监视已经清洗的区域并促使它们驱动到尚未被清洁的区域，使用例如抹布、海绵和/或液体化学品和洗涤剂。

机器人工作头20还可以包括电线固定件27，电线固定件27包括用于电线和支架的支撑件和多个电子螺丝刀，其被构造为将电线定位固定在它们的正确位置，并随后用螺钉固定支架(图11)。这种电线固定机器人可通过空中平台10控制，其保证电线固定过程所需的位置稳定性和同步性。

其他类型的机器人，当然也可以合并，例如用于铆钉头密封、在难于访问的区域应用表面保护、在表面和紧固件或螺纹连接上提供密封涂层。机器人可以被设计为支持其他机器人或者人类工作，例如在精确位置中放置、处理和定位零部件的工作，并测量他们精确定位。

图12示意性示出采用模块化机器人集群的工作环境100。模块化机器人集群可能包括工作机器人R1至R11，其在飞机机身部分50附近的不同地点执行不同的任务和子任务。一些机器人R4、R5和R6可在机身部分的外侧工作，例如在脚手架60上。一些其他机器人R7、R8、R9、R10和R11可以在机身部分50的内部工作，例如在飞机的飞行甲板70上。一些机器人R1、R2可以例如在飞机的载货甲板80上工作。机器人集群例如可以包括监测和监视的机器人S1、S2，其任务是监督工作环境，在出现问题的情况下报警和/或将任务完成信息传达给集中式数据库D。集中式数据库D可以包括要执行的任务的分级列表。任务控制器C可以负责管理存储在集中式数据库D中的任务。图12的工作环境100也可以空间站模块实现，其中集群机器人执行装配任务、维护任务和/或实验。

由于其模块性和灵活性，集群机器人可能能够在任何环境中工作，甚至在难以访问的区域、在货物和舱底区、或在具有污染物或危害风险的区域，如高压线区域。具有移动输送模块的机器人平台10允许机器人改变机库。移动机器人可以装备有防碰撞系统，以能够在工作环境中自主移动，并且与另一机器人或工人W具有低碰撞风险，另一机器人或工人W与用于手持和手动应用的连接器平台R12一起工作。

在合适的地点，停车的库房设施、充电和交换功能的工具和设备可以远离工作现场而设置。为了给定的机器人平台10上的机器人工作头20改变或对于给定机器人工作头20的移动平台10改变，机器人可以朝向这样库房设施被定向。通过使用支持机器人和/或通过人工干预，可以由机器人本身自主地进行模块化机器人的重新组装。

工作环境100也可用于特别是具有人类组员的航天器或空间站。模块化机器人集群可以特别地包括无人机，其构造及设计以在没有重力或重力很小的空间内工作。这种机器人的机器人平台10例如可以包括喷气推进系统或具有冷气体喷嘴和反作用轮的火箭发动机。被设计来辅助空间站内人类机组人员的移动机器人可配备有攀爬腿，使它们的运动自由度受空间站机械结构限制。

图13示意性示出模块化机器人的集群F和机器人模块的控制系统架构。集群F可以包括组合的机器人和/或作为分立的集群成员的机器人平台10和机器人工作头20。由于机器人平台10和机器人工作头20中的每个可具有其自身的带有控制逻辑的微处理器，因此这些平台10和工作头20的每个都可以作为单个集群成员单独参与功能群智能。

由于每个构件10、20内的智能功能性模块，不同集群元件10、20(以及可能的组合机器人)可以通过具有分散智能而在集群方式中操作。集群操作的基础可以是例如多智能控制机构(multi-agent control mechanism)或神经网络。该集群成员可以一方面，与集中式数据库D通信以收集新的任务、将任务的完成结果或与任务管理相关的任意更新传递到集中式数据库D作为作业卡进度。任务控制器C可以在集中式数据库D中检索动态更新信息、建立新任务、删除完成的任务或相对于彼此重新优化任务。另一方面，集群成员能够彼此之间沟通以共同同意最佳的“组”设置来完成所需任务。这需要一些机器人工作头20自主地与某些最佳机器人平台10装配以便灵活地形成工作环境中当前所需的模块化机器人。

工作头应用的功能智能(知识)可以通常位于机器人工作头20的微处理器内，而定位智能(知识)则可以是通常位于机器人平台10的微处理器内。平台10和工作头20之间的模块间通信可能交换功能和位置的数据和信息。机器人工作头20能够从集中式任务数据库D或由任务控制器C直接查询来自主地选择将要执行的下一个任务。

合适的机器人平台20可以被自主和/或通过请求它而找到。如果任务需要的话，可请求额外的支持集群机器人单元援助。例如，钻孔工作头可以与空中平台组装，并且另外请求来自真空清洁器工作头(其可以与轮式平台组装来用于此目的)的援助。计量工作头可以在钻孔机器人的钻孔任务之后被要求，以出于质量控制的目的而对钻孔机器人工作的详细测量值进行记录。

当目前不使用或空闲时，任何机器人平台10或机器人工作头20可指示给任务控制器C和/或剩余集群成员为自身可用。此外，当机器人平台10或机器人工作头20需要被重新充电或清洁时，其可以指示给任务控制器C和/或剩余集群成员为自身故障。该集群F可以自主(例如由于其自身所赋予的移动性)，或者由人类操作人员的支持而设置/组装。每个机器人平台10和机器人工作头20可以配备有某种程度的自动化机制，允许工作过程迅速且即时地中断，以用于平台10和工作头20自身的维护、检查和修理。剩下的集群成员可以独立地继续其分配的任务，使得一些集群成员的临时故障不会带来整个任务执行的停止。

如图14示意性所示，使用模块化机器人集群完成任务的方法M的步骤被示出。方法M可以特别用于结合图12所示和解释的工作环境100中，并且可以采用结合图1到11所示和解释的一个或多个模块化机器人。方法M在飞机或航天器的构造、组装、维护、拆装、操作和/或维修期间的执行任务中可以特别有利的。飞机和航天器例如可以包括客机、无人驾驶飞机、直升机、运载火箭、助推器、宇宙飞船、卫星和空间站。

方法M包括，在M1由集中式任务数据库D提供任务给多个机器人工作头20。每个机器人工作头20被配置以将执行多个可操作任务中的一个的能力传递给组装的模块化机器人。根据所提供的任务，随后在M2，多个机器人工作头20决定将与多个机器人平台10中的哪一个相组合。每个机器人平台10均被配置以将移动性和与外部组件的连接性传递给组装的模块化机器人。在M3，随后通过将多个机器人工作头20中的一个或多个与多个机器人平台10中所确定的那个相连接，而形成一个或多个模块化机器人。那些模块化机器人随后能够在M4执行所提供的任务。

当任务已经完成时，集中式任务数据库D可通过在M5中分别分配的机器人而进行更新。然后，机器人可以通过在M6从组合的机器人平台10断开机器人工作头20而再次拆卸。断开的零件-工件头20和平台10-然后再次自由以承担来自集中式任务数据库D的另一个任务。

在前述的详细描述中，出于简化本公开的目的，一个或多个实施方式或示例中的各种特征组合在一起。但应该理解的是，上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。其意在覆盖所有替换、修改和等同物。在阅读上述说明书后，许多其它示例对于本领域技术人员将是显而易见的。

选择并描述实施方式以最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够以适合于预期的特定用途的各种修改最佳地利用本发明和各种实施方式。在所附的权利要求书和整个说明书中，术语“包括”和“其中”分别用作术语“包含”和“在其中”的各自等效普通英语。此外，本发明中的“一个”或“一”并不排除多个。