图示)，使得以与板的旋转取向匹配的旋转取向沿垂直于板的中心的向量对齐操纵器504将保证相配的特征将会如预期那样互锁。在组件402E被接合并且其位置或方位如预期那样更改后，通过暂停对将两个主体保持在一起的电磁铁供电的电流或通过以所述磁铁将会消去可以将组件402E紧固至操纵器504的永久磁铁的力的布置来将电流施加至电磁铁，可以破坏维持操纵器504与组件402E之间的贴附的磁力。
[0059]以类似方式局部消去磁铁的自然吸引力也是移动代理可以将通过磁力绑在一起的组件402分开的手段。
[0060]本领域的技术人员将认识到，上文描述的磁耦合仅是移动代理可以借此操纵组件402 (例如组件402E)的一个实例。如所描述，半主动组件402 (例如组件402E)的状态改变可以方便所述操纵。然而，执行所述状态改变，操纵器504与组件402E之间的可操作互锁可以是移动代理具有接合和操纵的能力的可操作互锁。
[0061 ] 在至少一个实施例中，移动代理使用组件402 (例如组件402E)来建造得益于机械地结合至彼此的组件402的组合件。组件402附接至彼此的机械或其它手段的潜在优点是提高移动代理可能建造的结构的强度或稳定性，无论这些结构是类似组件402 (例如常规的墙)还是非类似组件类型(例如积木栓锁至安装在其上的尖顶积木)的组合件。
[0062]在所描述的实例中，所述机制可以依赖于或可以不依赖于外部操作者提供能量来改变栓锁机构的状态(例如，解锁或锁定)。在至少一个实施例中，半主动组件402 (例如组件402E)可以具有它自己的内部电源(未图示)以支持其功能操作。
[0063]本领域的技术人员将认识到可以使用许多其它类型的半主动组件402。半主动组件402的其它实例可以是装备有用于照明或状态报告的LED的那些组件、具有一体化门的组件402或含有IXD显示器的组件402，其中任一者可以基于可能较宽范围的手段来改变状态，例如组件402表面上的机械开关改变位置或接收提供指示的无线信号。半主动组件402还可以采取多种形式，所述形式本身可能不类似于结构性元件(积木)并且可能不会起到像它们的主要功能那样的作用。此类半主动组件402的实例包括方便或更好地支持移动代理执行其任务的组件402。一个实例是安装有剪叉式升降机的轮式底盘，所述轮式底盘能够将平台从离地面的低高度抬升至较高高度。虽然可能与典型的结构性积木形式有很大的不同，但是所述组件402可以经设计以准许通过移动代理104操作以将它移动至升高的平台将有助于建造较高结构的位置或抬升和降低所述平台。以此方式，具有此性质的半主动组件402可以实现工具(在这种情况中，作为一类施工设备)的功能性作用。
[0064]作为半主动组件402的轮式平台的实例说明了可能是此组件类型的共同特点的事物。人们可以了解到，组件402可以被设计成通过单个移动代理104或一起协作来起作用(例如，一个移动代理104将轮式平台移动至被动组件402将放置在的位置，而另一移动代理104位于所述平台上以将组件402放置于指定位置中)的多个移动代理104来操作。或者，平台还可以装备有与移动代理的硬件类似的硬件以抓取和操纵组件402。以此方式，半主动组件402在此实例中用以扩展移动代理104的操纵和放置能力。
[0065]主动组件402
[0066]主动组件402与众不同之处主要在于它们能够在没有直接机械或电输入或来自移动代理104的指示的情况下自主地起作用或以其它方式执行功能。这类组件402呈现了最广泛类型的功能性以及最多的通用性和自主性。就功能性来说，它们本来可能类似于半主动组件402，但是它们能够表现出很大程度的独立性。这些组件402可以含有(例如)触发导致动作的过程的传感器，和/或它们可以遵照编排好的例程。
[0067]任何数目的专门组件402可以纳入此类别中。这些组件402中的一些可以具有与被动或半主动组件402相同的向外几何形状，从而准许它们堆叠在由(例如)被动和/或半主动组件402建造的结构内。然而，主动组件402还可以起到物理支撑以外的额外功能。一个实例是在其面上装备有传感器以检测其附近的运动的组件402。所述组件402可以经编程以(例如)将无线信号发送至含有电池供电的电动门的另一主动组件402。当第二组件402从第一组件接收到信号时，它致动门机构，从而准许通过组件402。
[0068]在另一实例中，主动组件402可以采用与街灯类似的定时方案并且通过抬升和降低吊桥来控制交通流。将功能性硬件、通信构件和可能还有某程度的可编程性(如果组件402不是由独立的主机装置直接控制)相结合，对于主动组件402在创建交互式建造环境中的作用，存在很多的可能性。主动组件402因此可以以各种方式装备有任何合适的元件，例如声音装置、数字显示屏、灯和/或直接响应于和/或影响在工作表面407上操作的移动代理104的活动的机构、和/或其任何组合。与半主动组件402的描述包括不起结构性作用的工具或可操作组件402同样，移动代理104自身(功能性与在高度自主的情况下起作用)可以被视为一类主动组件402。为了清楚起见，涉及移动代理104的以下描述将继续那样提及它们，但是在本文中描述的情形中所述代理104也可以被视为一类主动组件402。因此，在图18的实例中，组件402可能是被动和/或半主动的，但是代理104可以被视为一类主动组件402。
[0069]—种特定类型的主动组件402是具有某程度的自主移动性的移动代理104。移动代理104可以完全自主地操作，和/或它们可以由用户经由某中央控制单元或个别地进行控制。或者，移动代理104可以按中央控制单元中的自主控制机制所指示般操作。在至少一个实施例中，移动代理104和其它主动组件402可以起作用以尝试达成可以由用户或控制单元指定的高级目标，同时低水平自主地起作用以达成所述目标。
[0070]现在参看图1，示出了描绘根据一个实施例的移动代理104的概念架构的框图，所述移动代理包括电源、感测、处理和通信元件以及致动器和(任选地)输出装置。本领域的技术人员将认识到，图1中示出为包括在移动代理104中的各种元件仅是示例性的，并且所述元件中的一些可以是任选的。另外，在替代实施例中，图1中未示的其它元件可以包括在移动代理104中。另外，可以包括具有不同元件配置的不同类型的移动代理104。
[0071]电源元件102向移动代理104提供电力。电力可以从任何合适的源提供，例如电池、太阳能电池和/或类似者。
[0072]感测元件103 (或传感器)可以包括任何合适的元件或元件组合，例如光学的、加速的、陀螺的、声的、编码组合件(例如，磁性轮式编码器)和/或压力/力和距离传感器(例如，基于红外线或超声波)。根据各种实施例，传感器103可以辅助移动代理104实现各种功能，例如确定和监视位置(定位)、识别其它组件402、操纵组件402、和类似者。传感器103可以用于执行移动代理104对其可取得的任务的执行过程中涉及的任何活动。另外，在一些实施例中，一些传感器103可以用于监视代理104的内部状态，例如提供关于旋转速率或特定旋转角度(在它与位置有关时)的信息的轮式编码器。向外型(Outward-directed)传感器103可以包括例如2D成像器等高级组件以及例如超声波距离传感器等较简单的组件。在至少一个实施例中，向外型传感器103可以用以监视移动代理104的周围环境的状态并且可以检测其中的改变，包括与代理104的操纵或其它组件402的输送有关的信息。
[0073]代理104还可以包括任何合适类型的机载处理器105，例如微控制器和任何相关联的存储器模块和/或任何其它合适的元件。
[0074]代理104还可以包括任何合适类型的通信模块107，所述通信模块可以根据任何已知技术来实施并且可以依赖于任何合适的标准。实例包括任何合适的有线和/或无线技术，例如蓝牙、W1-Fi和/或那些使用射频或红外光的技术、和/或类似者。通信模块107可以经由任何可用通信网络进行通信。
[0075]代理104还可以包括任何合适类型的致动器106，所述致动器可以操作以直接地(或间接地)对移动代理104和/或其周围环境的各方面实施改变。所述改变可以包括(例如)移动或重定向代理104和/或与组件和/或其它代理104交互(例如，为了拾取和移动积木或其它组件)。致动器106可以包括在机械意义上实施改变的元件，例如推进机构、电动机、音圈、臂和类似者。
[0076]代理104还可以包括输出装置107，但是所述装置是任选的。所述输出装置107可以包括适于提供用户可感知的输出的任何元件；实例包括扬声器、LED和/或LCD显示器。输出可以是视觉上的、听觉上的、触觉上的和/或其任何组合。在至少一个实施例中，输出装置107可以产生可以经由其它代理104的传感器103对其它代理104发信号(或给出对其它代理104发信号的外观)的输出；例如，一个代理104可以对另一代理104产生的输出作出响应。由代理104产生的所述输出可以是或可以不是人类可感知的，即便它是其它代理104可感知的。输出装置107在被包括时可以被视为一类致动器106。
[0077]由装置112产生的输出的实例包括:向用户通知移动代理104具有需要满足的请求；情绪响应的指示；反馈；请求的详细表达(作为通过装置上的专用用户接口来这样做的替代或作为它的补充)；和/或类似者。
[0078]在至少一个实施例中，移动代理104可以含有图1中标示的一些或全部元件的多个副本。相反地，移动代理104不需要含有图1中标示的所有元件。因为移动代理104可以采取各种形式，所以硬件构造可以根据代理104的特定功能性能力而变化。
[0079]在至少一个实施例中，移动代理104辨识并维护关于其相对于工作环境的位置和方位的数据。在至少一个实施例中，代理104在上面进行操作的工作表面407提供了可以被增强以支持代理定位的平面。操作表面不需要是平坦的；而是，在至少一个实施例中，它可以具有弯曲、不连续性和/或其它不规则性。
[0080]定位
[0081]在至少一个实施例中，移动代理104具有它们在空间中的当前位置和方位的工作知识，以便实现和支持涉及运动或移动性的任务的最佳执行，以及彼此协作、竞争和以其它方式交互。较高级的过程(例如路径规划、物体操纵和多个代理104间努力的协调)是通过提供对位置和方位或个别代理104的持续监视来实施。可以使代理104察觉到其它代理104的位置，以方便代理104间的各种类型的交互。
[0082]在至少一个实施例中，所述系统维护代理104在环境内的位置的虚拟模型。所述虚拟模型可以集中存储和/或以分布方式存储，并且可以使之为个别代理104可用，使得可以使它们察觉到它们相对于其它代理104和相对于工作表面407、组件402和/或其它环境元件的相对位置。在至少一个实施例中，所述系统和方法维持代理104在物理环境内的实际物理位置与所述代理104在虚拟环境中的虚拟表示的对应位置之间的对等性。如2013年8月9日提交的相关美国实用新型申请序列号13/963,638 “具有一个或多个计算装置的机器人系统的集成(Integrat1n of a Robotic System with One or More ComputingDevices) ”(代理人案号ANK002)中所描述，维持对等性可以包括检测物理和虚拟位置并相应地调整一者或另一者。可以优先考虑物理环境，在所述情况中，基于对物理位置的检测来调整虚拟位置。或者，可以优先考虑虚拟环境，在所述情况中，指示代理104移动自身和/或组件402以便与对应元件在虚拟环境中的位置一致。
[0083]出于若干原因，维持虚拟与物理环境之间的对等性可能是有益的。在至少一个实施例中，代理104基于环境的虚拟表示来安排动作并对事件作出响应；因此，物理环境与其虚拟模型之间的差异可能会使动作的成功执行变复杂。因此，通过帮助检测不一致并对它们进行修正，维持对等性可以帮助代理104更准确地执行它们安排好的动作。
[0084]另外，非既定事件或安排好的活动路线外的那些事件可能会打断参与任务的一个或多个代理104。例如，如果积木的结构坍塌，无论是由于人类旁观者的蓄意破坏还是出于某其它原因，那么在至少一个实施例中，所述系统提供代理104借此可以辨识到物理环境已明显偏离其虚拟模型的机制。代理104可以进一步辨识到，所述偏离可能会阻止继续当前一组动作，所述一组动作是围绕可能是部分或完全不相关的虚拟模型的状态进行安排的。
[0085]因此，在至少一个实施例中，所述系统通过以下操作来维持虚拟与物理环境之间的对等性:获得例如如通过可用的检测构件确定的代理104和组件402的地点、位置和/或方位等信息；将所述信息与虚拟模型中的对应空间进行比较；和相应地调整物理和/或虚拟环境。在至少一个实施例中，最希望的是在任何差异的量值与它存续的持续时间方面最小化在物理环境与其虚拟表示之间可能会出现的任何差异。然而，人们可以了解到，在其它实施例中，尤其是如本文中所描述个性要素会影响代理104的操作的那些实施例，物理与虚拟之间丧失对等性的时间与代理104作出响应来调整其动作的时间之间的延迟可能会对意欲通过代理104演示的个性特点或由代理104展现的认知的整体印象提供增强。例如，如果代理具有意欲使其动作类似于低认识度的常规观念的个性概况，那么在物理环境与虚拟模型之间产生实质差异的事件发生的时间与代理104对所述事件作出响应的时间之间可能会引入较长的滞后时间。就此来说，虽然设法维持物理与虚拟之间的对等性的过程可能会检测到差异，但是与向代理104呈现个性要素有关的算法可以人为地使代理推迟它对差异的识别和它对差异的响应。如本文中所论述，所述滞后时间还可以向人类观察者提供娱乐来源。
[0086]在物理环境与虚拟表示之间导致偏离的计划外事件(例如物理结构坍塌的前述实例)还可以充当与可能是代理104的个性概况的一部分的情绪响应相关联的一个或多个动作的触发器。例如，作为建造进展的阻碍，结构倒塌将可能是令参与到建构任务中的人类感到泄气或感到挫败的事件。因此，在本系统的情形中，代理104可以投射挫败感的指示符，例如代理104高速地绕圈行驶或传达拟人性质的显示器外观的改变(例如，正常地描绘意欲表示眼睛和眉毛的图像的LCD显示器使所述图像动画化以表示斜视、眉毛下弯和眼睛颜色变红、可听噪声或表达恼怒的语音和/或类似者)。一般来说，所述系统可以使用物理或数字动画的提示，所述提示可以利用身体语言的广泛社会习惯来传达对事件的情绪响应。
[0087]在检测到偏离后，在至少一些实施例中，为了维持物理环境与其虚拟表示之间的对等性，所述系统可以支持代理104探查所述偏离的程度和性质。在具有许多组件402(例如积木)的结构坍塌的情况中，人们可以了解到，恢复物理与虚拟之间的对等性的过程可能要花一些时间并且可能会涉及到许多代理104在分散的组件402周围导航以提供关于它们的新位置和地点的数据。在所述情况中，所述系统可以使对地形的所述探查在制定响应之前完成，尤其是在引导代理104的动作的过程将指示尝试重建造所述结构的情况下。在一些情况中，在例如结构的不受控坍塌等偏离之后对环境进行探查可能会得到所有组件402的不完全映射，因为一些组件402被其它组件挡住使代理104可用的所有观察手段和位置看不到或因为组件402不再处于正式的环境中(例如，代理104是在台面上操作的而一个或多个组件402已掉落到下面的地板上)。就恢复在偏离之前物理空间中的组件的构造来说，在所述情形中引入的不确定性可以纳入到针对代理104制定的动作中，尤其是如在不能够虑及之前存在于结构中的所有组件402的实例中。一些实施例还可以包括代理104参与到探查过程中，所述探查过程包括对组件402进行分类和组织以便清理出用于重建造的区域和/或确定哪些组件402已卷入到坍塌中以及(除了那些情况之外)不再考虑哪些组件402 (例如，如果它们已经翻滚到代理可够得到的区域之外)。完成这个之后，代理104可以接着确定行动过程，是否使用组件402进行重建造和在需要时用别处可取得的其它组件来补充那些缺失的组件、通知用户需要进一步指示或者作为响应而执行某其它动作。
[0088]可以使用任何合适的手段来执行定位。在至少一个实施例中，使用主动方法，例如通过发出信号并基于对信号反射的接收来确定位置。这些方法包括基于超声波或基于光的测量技术。此类方法可以通过特意放置在工作环境的范围中的元件来增强，例如可以被触发以根据所发出的信号作出响应的反射器或信标。也存在较被动的方法，包括基于从相机或用于收集关于物理(空间)环境的数据的其它基于光学的构件采集图像的那些方法。被动过程也可以利用标记或其它元件，所述标记或其它元件意欲对环境进行结构化以使经开发以辨识所述标记的系统较易于进行定位。对于非光学的被动系统(例如依赖于磁场检测的那些被动系统)，标记在可用于代理操作的空间的范围内的某一分布可以用于定位。
[0089]在至少一个实施例中，移动代理104在上面进行操作的工作表面407 (或垫子)可以借助于存在于表面407上的可读码(例如，光学码、RFID和/或磁码)来提供定位信息。在至少一个实施例中，如2010年5月27日提交并且在2013年I月15日作为美国专利号8，353，737发布的相关美国实用新型申请序列号12/788，605 “自主控制型玩具车辆的分布式系统(Distributed System of Autonomously Controlled Toy Vehicles)，，(代理人案号ANK001)中所描述，代理104可以用光学方式检测并解码表面407上的标记以作出关于代理104的环境和它在所述环境内的位置的确定。然而，在其它实施例中，工作表面407可以被省去和/或可以不提供定位信息；而是，移动代理104可以使用用于定位自身的其它机制，包括(例如)使用环境中的物体或信号进行三角测量、对其它代理104和/或参考特征进行光学检测、和/或类似者、或其任何组合。
[0090]可以使用许多方法中的任一者来用信息或参考点对环境进行结构化，所述信息或参考点便于基于局部观察和/或码的读取来确定位置或方位。例如，在至少一个实施例中，移动代理104采用光学观察系统，在所述系统中，代理104上的相机收集工作表面407的含有光学码的部分的图像。所述光学码可以包括任何合适的图案或类似结构的标记。还可以使用涉及非光学码(例如RFID和/或磁码)的其它系统。
[0091]例如，如上文引用的相关美国专利号8，353，737中所描述，工作表面407可以包括与优选行进路径共线的光学可读编码方案。以此方式，码可以提供关于沿着移动代理104的径迹段的位置的信息。所述方法因此提供了定位到许多特定参考点中的一者的手段并且适于通过利用码结构中的规律性来推断出所述点之间的相对位置。现在参看图16，示出了根据所述结构来布置的码601A、601B的实例。
[0092]在至少一个实施例中，如图16的实例中所示，包括计量线，所述计量线由窄间距的且与优选行进路径共线定位的重复刻度线或类似指示符的线组成。以此方式使用计量线作为参考，可以基于由码的参考点确定的任何绝对位置来计算相对定位的精确度可以由沿着给定长度的计量线的构成刻度线或破折号的频率来界定。其它方法可以将计量直接结合到提供为引导路径的线中。例如，在形成栅格(例如图6和图14的六边形栅格)的码601中，刻度线或某(些)其它指示符可以包括在栅格的单元格之间的边界中。
[0093]如图16的示例码601A中所示，在至少一个实施例中，胜于使用均一宽度的线，系统使用其宽度以规则步长在较厚截面与较窄截面之间交替的线。虽然路径保持连续，但是宽度的阶梯式改变的规则间隔会得到与对称方波类似的外观；这可能可用于监视其它位置信息标记之间的行进距离。
[0094]在又一实施例中，如示例码601B中所示，行进路径