Аннотация на русском языке: В работе предлагается концепция автономного роботизированного модуля дециметрового масштаба, предназначенного для децентрализованной сетевой самосборки в крупномасштабные пространственные конструкции в условиях микрогравитации или гидростатической компенсации веса. В отличие от существующих систем модульной робототехники, предлагаемый блок наделен двумя качественно новыми свойствами: гетерогенной репарацией (способностью заменять любую внутреннюю подсистему через координированное взаимодействие с соседними модулями) и метаболическим ростом (способностью извлекать вещество из внешней среды и наращивать твердые структуры на своей поверхности посредством управляемой кристаллизации или фазово-барометрического осаждения).
Обосновывается выбор дециметрового пространственного масштаба как оптимального компромисса между управляемостью физической системы (пренебрежимо малое броуновское движение) и текущей инженерной реализуемостью. Описываются минимальные требования к энергообеспечению, вычислительной сети и интермодульным интерфейсам. Проводится компаративный анализ предложенного решения с проектами M-Blocks, Claytronics и Utility Fog. В заключении формулируются открытые вопросы синхронизации, энергетического бюджета роста и утилизации отходов репарации.
The summary in English: This paper proposes a concept for an autonomous, decimeter-scale robotic module designed for decentralized, networked self-assembly into large-scale spatial structures under microgravity or hydrostatic weight compensation conditions. Unlike existing modular robotics systems, the proposed module possesses two fundamentally new properties: heterogeneous repair (the ability to replace any internal subsystem through coordinated interaction with neighboring modules) and metabolic growth (the ability to extract material from the external environment and build solid structures on its surface through controlled crystallization or phase-barometric precipitation).
The choice of a decimeter-scale spatial scale is justified as an optimal compromise between the controllability of the physical system (negligible Brownian motion) and current engineering feasibility. The minimum requirements for power supply, computing network, and intermodular interfaces are described. A comparative analysis of the proposed solution is conducted with the M-Blocks, Claytronics, and Utility Fog projects. Finally, open questions regarding synchronization, growth energy budget, and waste disposal are addressed.
Ключевые слова:
программируемая материя, модульная робототехника, самовосстановление, метаболический рост, микрогравитация, фазово-барометрическое осаждение.
Key words:
programmable matter, modular robotics, self-healing, metabolic growth, microgravity, phase-barometric sedimentation.