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：

自從人類歷史以來，人們一直在制作各種各樣的構造物。為了使構造更容易，一個構造物被分成多個元件。這些元件被標準化以使生產更容易。對于例如建筑物而言，這種標準化的實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。這種標準化部分的構思還被用于其他類型的構造物，像汽車、計算機以及實際上所有工業(yè)生產的構造物。

這些元件中的大多數(shù)元件具有的問題是，它們需要處理。此外，所述元件被用于特定構造物或特定用途(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“群機器人適應性地構造一個機械結構”?！巴ㄟ^采用滑動機制，機器人的特征是高剛性的。[.]討論了爬行運動的算法和考慮到機器人的機械約束的適應性構造。所提議的算法是基于機器人的局域通信。[.]通過結構的形式自主地規(guī)定一個臨時領導的方案。該方案減少了機器人之間的通信中的信息的量”。所提出的運動模塊僅允許所提出的機器人的有限的移動性。

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，討論了可自構型的機器人，并且給出了許多種類型的可自構型的機器人的綜述。該文獻表明許多構型都是可能的。

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)提供了模塊化機器人的綜述。據(jù)作者所言，他的論文涉及一種可自重構的機器人，其是一種由被連接以形成該機器人的可能許多模塊建造成的機器人。每個模塊具有傳感器、致動器、處理電源以及與連接的模塊通信的裝置。該機器人通過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，這是一種用于在鏈式可自重構的機器人中實施運動步態(tài)的方法和一種控制自重構過程的方法。該方法由兩個組成部分組成。第一個組成部分采取期望形狀的CAD模型并且生成單元化自動機規(guī)則，該單元化自動機規(guī)則在自重構問題中考慮全局方面。第二個組成部分采取這些規(guī)則并且將它們與人工化學梯度變化結合以形成控制系統(tǒng)。

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

技術實現(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：

－在所述元件內的一個中心點；

－被耦合到所述中心點的至少一個面。

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在功能上對準的保持裝置交互，且包括一個保持狀態(tài)和一個釋放狀態(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準的保持裝置接合以用于將所述元件相對于所述類似的元件保持就位，且在所述釋放狀態(tài)中與所述對準的保持裝置脫離接合。

所述面還包括感測裝置，所述感測裝置包括一個用于感測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用于以發(fā)射器圖案發(fā)射電磁輻射的發(fā)射器，一個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所述保持裝置與所述類似的元件的保持裝置對準且所述面相對于所述類似的元件的所述面成一個預定義定向時提供一個對準指示。

所述感測裝置在功能上耦合到所述保持裝置，且其中當所述感測裝置提供所述對準指示時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元件包括：

－在所述元件內的一個中心點；

－被耦合到所述中心點的至少一個面且所述面包括所述保持模塊和所述感測裝置。

在一個實施方案中，所述發(fā)射器被設置成用于當所述元件相對于所述類似的元件處于所述預定位置并且其中所述預定的保持裝置對準時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二維圖案。

在一個實施方案中，所述接收器被布置成用于當所述元件相對于所述類似的元件處于所述預定位置并且其中所述預定的保持裝置對準時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二維圖案。

在一個實施方案中，當所述元件相對于所述類似的元件處于所述預定位置處且其中所述預定的保持裝置對準時所述發(fā)射器圖案和所述接收器圖案導致第三對準圖案。

在一個實施方案中，所述發(fā)射器在所述面處包括一個發(fā)射器元件且在所述面處包括一個反射器，所述發(fā)射器元件和所述反射器相互安置成當所述面相對于所述類似的元件的所述面成所述預定義定向時，來自所述發(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和/或對準檢測。在權利要求書中和實施方案的說明中描述了另一些實施方案。這可以與下文描述的其他特征組合。

發(fā)射器可以被設計以提供一組位置圖案。此組位置圖案可以被存儲且被用來區(qū)別不同的保持模塊的多種對準，和/或面的位置和/或面的區(qū)段的多種對準。

在一個實施方案中，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，以及一個運動模塊，所述元件是三維的且每個元件包括：在所述元件內的一個中心點；被耦合到所述中心點的至少一個面且所述面包括：運動導引模塊，在所述面的至少一部分之上限定一個軌跡；以及運動限制模塊，適于當與所述運動模塊交互時限制所述中心點相對于其他元件中的一個元件的所述中心點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軌跡的移位。

所述運動模塊適于被耦合到所述元件中的一個元件的一個面，且適于當與所述其他元件中的一個元件的運動導引模塊交互時使所述元件中的所述一個元件的所述中心點相對于所述其他元件中的所述一個元件的所述中心點移位，所述運動導引模塊、所述運動模塊和所述運動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遠離所述第二元件的所述中心點且朝向所述第三元件的所述中心點移位，所述第一元件的所述至少一個面中的第一面面對所述第二元件的所述至少一個面中的第二面和所述第三元件的所述至少一個面中的第三面中的至少一個，由此提供面對的面。

為了所述移位，當移位時，所述運動模塊與至少一個運動導引模塊交互，且與至少一個運動限制模塊交互，其中所述面對的面提供所述交互的模塊；當移位時，所述第一面的至少一個模塊與所述面對的面中的至少一個其他面的至少一個不同模塊類型的至少一個模塊交互，以及所述第一面的所述至少一個模塊與所述第二面的不同模塊類型的至少一個模塊和所述第三面的不同模塊類型的至少一個模塊交互。

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地建造一個構造物。使這樣的構造物一致且連貫可以是容易的。如下文將變得清楚，元件可以包括進一步的特征，這些進一步的特征可以允許元件在控制條件下移位或甚至自動地移位。

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造物體。甚至有可能在當前定義內設計所述元件以將所述元件集合成一個物體并且自主地改變一個物體的形狀。

在一個實施方案中，一個元件包括：保持裝置，適于與一個類似的元件的在功能上對準的保持裝置交互，且包括一個保持狀態(tài)和一個釋放狀態(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準的保持裝置接合以用于將所述元件相對于所述類似的元件保持就位，且在所述釋放狀態(tài)中與所述對準的保持裝置脫離接合；以及感測裝置，用于提供抓取檢測，所述抓取檢測包括對選自以下之一的檢測：導致緊握所述元件的動作、緊握在所述元件上、釋放緊握所述元件的動作以及它們的組合，其中所述感測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時在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動所述在功能上對準的保持裝置中的至少一個。在一個實施方案中，至少兩個元件包括這些裝置，在一個具體的實施方案中，該系統(tǒng)的所有元件都包括這些裝置。

因此，可以存在一個或多個感測裝置。如上所述，可以提供感測裝置用于感測位置和對準。此外，引入在上段中描述的用于抓取檢測的感測裝置。在一個實施方案中，這兩種感測裝置甚至可以組合成單個感測裝置。

在一個實施方案中，當所述抓取檢測包括導致緊握所述元件的動作和釋放緊握所述元件的動作中的一個時，在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動所述保持裝置。

在一個實施方案中，所述感測裝置還適于確定到一個類似的元件的距離。此距離可以是最短的距離。例如，此距離還可以是沿著一個預定義的軌跡確定的。換言之，當沿著一個軌跡移動時，確定那個其他元件被移除多遠。尤其是，當感測到一個相鄰的元件的距離時，它允許保持裝置的改進的致動。它還允許例如與一個運動模塊在功能上耦合(下文討論的)，例如用于控制速度，像接近速度。所述感測裝置還可以測量元件相對于一個或多個其他元件的定向。此外或附加地，所述感測裝置可以確定保持裝置與一個或多個其他元件的保持裝置的對準。

在一個實施方案中，所述感測裝置包括時間相關的用于提供抓取檢測的傳感器。所述傳感器的時間相關允許改進的抓取檢測。例如，它允許感測在抓取過程中是否涉及兩個面。

在一個實施方案中，所述感測裝置包括：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。

在一個實施方案中，所述元件是三維的且包括：

－在所述元件內的一個中心點；

－被耦合到所述中心點的至少三個面；

－所述保持裝置被耦合到所述至少三個面中的第一面，適于與一個類似的元件的一個面對的面的所述在功能上對準的保持模塊交互，用于在所述保持狀態(tài)中協(xié)作來將所述第一面相對于所述面對的面保持就位，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面中的第二面；

－所述第二傳感器被耦合到所述至少三個面中的第三面；

其中所述至少兩個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時在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動所述面對的面的所述保持模塊。

在一個實施方案中，所述傳感器裝置包括具有空間分辨率的光學傳感器，尤其是攝像機。

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

在一個實施方案中，所述保持模塊包括一個保持狀態(tài)和一個釋放狀態(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)中面可以相對于彼此移動。

在一個實施方案中，所述保持裝置在每個面上包括一個保持模塊，且所述感測裝置在每個面上包括一個傳感器包括一個傳感器，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時在所述保持狀態(tài)和所述釋放狀態(tài)之間致動所述面對的面的所述保持模塊。

在一個實施方案中，所述感測裝置適于所述保持模塊與面對的面的保持模塊的對準檢測。

在此方面，抓取檢測在其最廣泛的意義上涉及對導致抓取元件的動作、實際保持住所抓取的元件以及釋放對元件緊握的動作的檢測。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元件的位置和/或定向。這可以使用具有如下部分的機器人臂，該部分能夠接合該元件且拾取該元件。例如，它可以優(yōu)選地包括通過人手拾取元件，或通過人手改變定向。通常，這需要接合兩個面。通常兩個相對的面被夾鉗在一個手的手指之間。通常，抓取動作發(fā)生在有限的時間范圍內。通常，手接近一個元件與實際接合該元件之間的時間是處于分鐘的量級或更小的量級。尤其，此時間是處于小于兩分鐘的量級。檢測范圍可以小于50cm。在一個實施方案中，抓取檢測可以包括傳輸?shù)娜四X信號。

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’或‘在系統(tǒng)外’。當元件包括可以與另一個類似的元件的一個面對的面交互的面時，該元件可以被限定為‘在系統(tǒng)內’。例如，當元件包括一個如下的面時，該面既與至少一個其他類似的元件的一個面物理接觸又與至少一個其他類似的元件的一個面適當對準時，該元件可以是在系統(tǒng)內。被限定為‘在系統(tǒng)外’的元件不具有這些必要條件。一個集合的‘在系統(tǒng)內’的元件被指定為或被稱為元件的一個系統(tǒng)。元件的系統(tǒng)的多個(分開的)組合可以緊挨著彼此存在，如‘在系統(tǒng)內’和‘在系統(tǒng)外’的任何組合一樣。‘在系統(tǒng)內’元件之間的適當對準對于允許移位或對于保持一個特定位置是必要的。

當一個元件是‘在系統(tǒng)內’時，則相對于另一個元件的一個鄰近的面，該元件的每個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)可以被限定為一個影響元件的狀態(tài)。

在保持狀態(tài)中，元件的一個面不能夠相對于另一個類似的元件的一個相對的或面對的面移動?？梢越柚谠谙鄬Φ拿嬷g的一個或多個保持模塊達到保持狀態(tài)。也可以借助于其他模塊(例如，在兩個元件之間操作使其運動暫時停止的運動模塊)達到保持狀態(tài)。運動模塊可以與運動限制模塊和/或運動導引模塊協(xié)作，以實現(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保持模塊。保持裝置還可以包括一個來自運動模塊、運動限制模塊、運動導引模塊的選擇。這些模塊可以例如協(xié)作地導致鎖定狀態(tài)。一個面的保持狀態(tài)因此可以被分成‘通過保持模塊的保持狀態(tài)’和‘通過運動模塊鎖定的保持狀態(tài)’。在一個給定時間內，一個元件可以處于這些狀態(tài)中的一個或兩個，且當這些狀態(tài)中的一個或兩個有效時，該元件處于保持狀態(tài)。例如，當使一個元件在其他類似的元件的面之上從一個位置向一個目標位置移動時，當?shù)竭_該目標位置時，‘通過運動模塊鎖定的保持狀態(tài)’被激活。隨后，‘通過保持模塊的保持狀態(tài)’被激活，然后‘通過運動模塊鎖定的保持狀態(tài)’被去激活。

此外，一個元件可以以多種方式被鎖定到另一個元件且處于保持狀態(tài)。元件可以使用其自己的保持模塊，它可以被來自那個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’。當與其他模塊協(xié)作時，以上指定是重要的，因為‘保持模塊’可以是‘凸凹皆宜(unisex)’、‘凸的(male)’、或‘凹的(female)’、或‘凸凹同體(hermaphrodite)’的。

當一個元件正改變狀態(tài)，例如，當從保持狀態(tài)到釋放狀態(tài)，且具有一個使其鎖定被接收的面鎖定模塊時，這可以是重要的。為了有可能實現(xiàn)那個改變則可能需要元件之間的通信。

一個面可以具有多個‘保持模塊’。例如，當將一個面劃分成多個象限時，每個象限可以具有一個保持模塊，例如，在象限的中心。因此，當一個面的所有保持模塊都被‘解鎖’時，那個面可以處于‘釋放狀態(tài)’或處于‘通過運動模塊鎖定的保持狀態(tài)’。僅當兩個相對的元件的模塊處于特定物理對準時，它們的兩個協(xié)作的面鎖定模塊才可以一起工作。這暗含兩個元件待被對準。這樣的一個結果可以是，當一個面處于‘通過保持模塊的保持狀態(tài)’時該元件處于它的適當?shù)膶手械囊粋€。‘保持狀態(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‘通過保持模塊的保持狀態(tài)’的轉換僅當一個元件與一個其他類似的元件適當對準時才發(fā)生。此外，可以按照保持模塊區(qū)分兩個其他狀態(tài)：

‘由于保持模塊操作處于對準’或

‘由于保持模塊操作不處于對準’。

當一個元件是‘在系統(tǒng)內’時，意味著例如存在適當對準以用于通過運動模塊的可能移位。稍后將討論元件移位和其對準的話題。

一個‘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(沒有物理的面接觸或沒有適當?shù)膶?且使每個面處于‘釋放狀態(tài)’或換句話說：該元件處于完全‘釋放狀態(tài)’。

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

‘在系統(tǒng)內’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)’。

當一個‘在系統(tǒng)外’元件處于‘移位狀態(tài)’時，這意味著外部系統(tǒng)操縱或外部力負責此移位。例如，一個元件能夠通過人手被拾取。這樣的狀態(tài)組合的另一個實施例是由于重力而降落的一個元件。

當一個‘在系統(tǒng)內’元件處于‘移位狀態(tài)’時，它可以是‘直接移位’或‘間接移位’的動作。

元件的‘直接移位’發(fā)生在當該元件的一個面與至少運動模塊或旋轉模塊接合時。那個面不處于‘保持狀態(tài)’而是處于‘釋放狀態(tài)’。

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

在一個實施方案中，元件是立方體且包括六個面。從元件的立體圖觀察，則有六個方向：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)還包括一個運動模塊，所述元件是三維的且每個元件包括：

－在所述元件內的一個中心點；

－被耦合到所述中心點的至少一個面且所述面包括：

－運動導引模塊，在所述面的至少一部分之上限定一個軌跡；

－運動限制模塊，適于當與所述運動模塊交互時限制所述中心點相對于其他元件中的一個元件的所述中心點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軌跡的移位；

其中所述運動模塊適于被耦合到所述元件中的一個元件的一個面，且適于當與其他元件中的一個元件的運動導引模塊交互時使所述元件中的所述一個元件的所述中心點相對于所述其他元件中的一個元件的所述中心點移位，所述運動導引模塊、所述運動模塊和所述運動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遠離所述第二元件的所述中心點且朝向所述第三元件的所述中心點移位，所述第一元件的所述至少一個面中的第一面面對所述第二元件的所述至少一個面中的第二面和所述第三元件的所述至少一個面中的第三面中的至少一個，由此提供面對的面，以及

其中為了所述移位：

－當移位時，所述運動模塊與至少一個運動導引模塊交互，且與至少一個運動限制模塊交互，其中所述面對的面提供所述交互的模塊；

－當移位時，所述第一面的至少一個模塊與所述面對的面中的至少另一個面的至少一個不同模塊類型的至少一個模塊交互，以及

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

已發(fā)現(xiàn)，具有所述元件的系統(tǒng)允許靈活地構造物體。甚至有可能在當前定義內設計所述元件以將所述元件分組成一個物體且自主地改變一個物體的形狀。在一個實施方案中，至少一個元件可以設置有用于該形狀的建造計劃。在一個替代的實施方案中，該建造計劃可以分布在多個元件之上，且通過通信和分布控制，所述元件一起可以實現(xiàn)轉變該形狀。建造計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結束形狀。

運動模塊、運動限制模塊和運動導引模塊允許元件的(尤其是元件的中心點的)最小移位距離或定向改變，以用于改變元件的形狀和格局。因此改變可以花費較少的時間和/或消耗較少的能量。

在本說明中，一個構型被用于元件的一個組件，所述元件在相對于彼此大體上一致的定向上被分組在一起。在這樣的構型中的元件可以形成一個物體。為了使這樣的物體改變其形狀，一個或多個元件相對于其他元件移動或移位。然而，此陳述反過來并不奏效：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。如果一個物體的元件中的至少一些元件以一個預定義的方式移位，則實際上有可能使整個物體移位。

元件的面面對其他的面。在其最廣泛的意義上，面由此朝向彼此。面對的面可以是彼此相對的。在一個實施方案中，面對的面可以至少部分重疊。

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

所述多個模塊和部分是‘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，在一個實施方案中，它被用于涵蓋連接。具體地，在一個實施方案中，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。在一個實施方案中，交互涉及處于接觸的模塊和/或元件。在一個實施方案中，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元件移位的過程。它還可以包括用于使元件移位的準備。為了移位還可以包括后處理。例如，它可以包括一個或多個運動模塊在一個元件的一個或多個面之上或在元件之間的一個或多個面之上移位向它們開始使元件移位的一個面上的實際位置。例如，它還可以包括在使用之后存儲運動模塊，或將一個結束位置傳輸?shù)狡渌??！疄榱艘莆弧邕€可以包括時間，在該時間期間在準備中交換數(shù)據(jù)以用于設置處于運動中的元件。

‘在移位時’指的是元件實際處于運動期間的時間范圍。為了使元件移位，可以發(fā)生多個‘在移位時’的實例。

面被設置成允許一個面對另一個面施加力或傳輸力。

一個元件的移動實際上可以被分成一個元件的中心點的實際移位和定向的改變。定向的改變例如是繞著穿過該中心點的線旋轉：該中心點不改變其位置。在此方面，一個元件的運動模塊有助于一個元件的中心點的實際移位。一個元件還可以包括一個定向模塊，以用于改變元件的定向。在一個實施方案中，該運動模塊和該定向模塊可以被組合。

一個元件可以包括限定元件的一個外輪廓的部分。例如，一個元件可以包括肋。一個元件包括一個面。一個面至少具有允許一個元件停留在另一個元件上的支撐。肋例如限定這樣的一個面。肋之間的空間可以是開口的。替代地，可以通過施加力(例如，氣動力或電磁力)提供支撐。在一個實施方案中，每個元件還可以包括一個面，所述面在距所述中心點一個表面距離處設置有一個表面。這樣的一個表面提供一個固體的物理支撐。一個表面可以被完全封閉。替代地，一個面可以包括一個具有開口的表面。例如，該表面可以是有網(wǎng)孔的。通常，這樣的面是平面的，限定一個有邊界的平面。

在某種意義上，運動模塊實際上驅動一個元件相對于另一個元件的移動。

在某種意義上，運動導引模塊操縱一個元件相對于另一個元件的移位的方向。在一個元件與另一個元件接觸的情況下，運動導引模塊可以在一個元件上包括一個軌道且另一個元件遵循那個軌道。

所述元件中的一個或多個元件還可以包括一個運動限制模塊，該運動限制模塊適于當與其他元件的運動模塊交互時限制所述中心點相對于其他元件中的一個元件的所述中心點向選自所述軌跡和所述其他元件的軌跡中的至少一個軌跡的移位。來自一個元件的面的運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊中的至少一個與來自一個具有面對的面的元件的至少一個不同模塊之間的交互實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離彼此移動。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/或分開的動作，該交互還可以相對于彼此元件限制保持這些元件的定向。此功能在運動模塊、運動限制模塊和運動導引模塊交互時發(fā)生。這也可以是當元件不再移位時的情況。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)。

當前系統(tǒng)(尤其是元件)的模塊提供了對元件的可靠的移位。移位的結果是至少部分可預測的。移位遵循一個軌跡的至少一部分。一個或多個運動模塊、一個或多個運動導引模塊、以及一個或多個運動限制模塊之間的交互限制了一個中心點相對于其他元件的一個或多個其他中心點向至少一個軌跡的移位。這樣的軌跡可以被預定義。它可以是在一個面之上的一個固定的路由。例如，一個軌道提供這樣的一個固定的路由。

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，每個元件包括：

－在所述元件內的一個中心點；

－一個運動導引模塊，被耦合到所述中心點且在所述元件之上限定一個軌跡；

－一個運動模塊，適于使用其他元件的運動導引模塊使該中心點相對于其他元件中的一個元件的第二中心點移位；

－一個運動限制模塊，適于限制所述中心點相對于所述第二中心點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軌跡的移位；

其中所述元件中的至少兩個元件的所述運動導引模塊在功能上耦合，以用于使所述運動模塊能夠使與其他兩個元件中的一個元件接觸的第三移位元件的中心點遠離所述其他兩個元件中的一個元件的中心點且朝向所述其他兩個元件中的另一個元件的中心點移位且與所述其他兩個元件中的該另一個元件接觸。

在一個實施方案中，所述第一面改變它的交互模塊以用于所述移位。在一個實施方案中，當移位時，所述運動模塊被耦合到所述第一面。

在一個實施方案中，當移位時，所述第二面的至少一個模塊和所述第三面的至少一個模塊與所述第一面的一個不同模塊交互。

在一個實施方案中，所述第二面的所述模塊和所述第三面的所述模塊一個接一個地交互。

在一個實施方案中，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不同模塊一個接一個地交互以用于所述移位。

在一個實施方案中，當移位時，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。

在一個實施方案中，為了所述移位，來自所述第一面、所述第二面和所述第三面中的每個的所述模塊中的至少一個交互。

在一個實施方案中，所述元件中的每一個都包括運動模塊。尤其，所述元件中的每個元件都包括至少一個運動模塊。這增加了靈活性和速度。

在一個實施方案中，所述元件的所述至少一個面中的每個都包括運動模塊。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。

在一個實施方案中，每個元件包括所述面中的至少兩個。通過使一個元件的多個面相對于彼此的適當定向，例如，二維運動且甚至三維運動變得更容易實現(xiàn)。

在一個實施方案中，所述運動模塊適于改變所述一個元件和一個其他元件相對于彼此的定向，所述一個元件耦合到所述運動模塊，所述一個其他元件具有一個具有與所述運動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動模塊的所述面和面對耦合到所述運動模塊的所述面的一個面相對于彼此旋轉。更尤其，用于繞著穿過所述一個元件的所述中心點的一個軸線旋轉。所述旋轉軸線可以垂直于所述面。

在一個實施方案中，所述元件中的至少一個元件還包括一個定向模塊，適于改變所述一個元件和所述元件中的另一個元件相對于彼此的定向。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耦合到所述定向模塊的所述面的一個面相對于彼此旋轉，更尤其，繞著穿過所述一個元件的所述中心點的一個軸線旋轉。該旋轉軸線可以垂直于所述面。

在一個實施方案中，所述運動模塊適于將其自己從所述面解耦。

在一個實施方案中，當從所述面解耦時，所述運動模塊可移位。

在一個實施方案中，當所述運動模塊從所述面解耦時，所述運動模塊可移位到一個相鄰的元件。

在一個實施方案中，所述一個元件包括至少兩個面，且所述運動模塊從所述一個元件的一個面可移位到所述一個元件的下一個面。

在一個實施方案中，當所述運動模塊從所述面解耦時，所述運動模塊在所述元件的內部從所述一個元件的一個面可移位到所述一個元件的另一個面。允許一個運動模塊從一個面移動到另一個面，或甚至從一個元件移動到另一個元件，可以節(jié)省在元件的一個系統(tǒng)中需要的運動模塊的量。

在一個實施方案中，所述運動模塊、所述運動限制模塊和所述運動導引模塊包括一個保持狀態(tài)，在該保持狀態(tài)中，至少部分重疊的面對的面被保持在它們的相互位置中，所述保持狀態(tài)尤其涉及來自一個面的至少一個運動模塊和來自面對所述一個面的一個面的運動限制模塊。

在一個實施方案中，每個元件包括被耦合到一個面的保持模塊，以用于與一個面對的面的保持模塊交互，從而將所述面相對于所述面對的面保持就位。該保持模塊保持位置和定向中的至少一個。在一個實施方案中，一個元件的保持模塊可以接合另一個元件。在一個實施方案中，所述保持模塊包括兩個部分，該兩個部分適于向彼此施加力，以用于將元件相對于彼此保持就位和/或將元件相對于彼此保持在它們的定向上。在一個實施方案中，一個元件致動它的第一保持模塊部分以接合另一個元件的第二保持模塊部分。在此實施方案或另一個實施方案中，其他元件可以反過來致動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。

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

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

在一個實施方案中，所述保持模塊包括一個保持狀態(tài)和一個釋放狀態(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，面可以相對于彼此移動。

在一個實施方案中，所述每個元件的所述至少一個面被連接到所述元件。

在一個實施方案中，所述運動模塊被連接到所述面。

在一個實施方案中，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)提供所述至少一個面中的第四面。

在一個實施方案中，為了所述移位，所述第四面面對所述第一面。

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

當在不同于所述第一方向的另一個方向上，尤其以與所述第一方向成一個角度地進一步移位時，所述第一面的至少一個模塊與所述第四面的至少一個不同模塊類型的至少一個模塊交互。

在一個實施方案中，所述第一元件還包括所述面中的另外至少一個面，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所述第四面。

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

所述第五面面對所述第四面，以及

在所述移位期間當在不同于所述第一方向的另一個方向上進一步移位時所述第五面的至少一個模塊與所述第四面的至少一個不同模塊類型的至少一個模塊交互。

在一個實施方案中，所述元件中的至少一個元件的運動導引模塊適于將所述軌跡設置成在功能上圍繞所述元件。

在一個實施方案中，所述至少一個元件的所述運動導引模塊適于限定與所述預定義的第一軌跡交叉的另一個第二軌跡。這允許在操作中其他元件中的一個元件在二維上移位。所述軌跡例如環(huán)繞中心點或圍繞中心點行進。

在一個實施方案中，所述元件包括所述面中的至少兩個面，在距所述中心點一個表面距離處設置有一個表面。

在一個實施方案中，所述運動模塊的至少一部分適于在所述元件的內部在內側移位。

在一個實施方案中，所述運動模塊的至少一部分適于在所述元件的內部改變其定向。

在一個實施方案中，所述元件包括所述面中的至少兩個面，所述元件彼此相鄰且所述面的所述運動導引模塊連接至彼此。

在一個實施方案中，所述面包括邊界，其中所述運動導引模塊行進到所述邊界中的至少一個邊界。

在一個實施方案中，所述運動導引模塊包括一個可檢測的指示的路線，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。當設置有一個或多個傳感器時，可以遵循該路線。

在一個實施方案中，所述軌跡包括一個物理軌道。

在一個實施方案中，所述軌跡包括一個導軌。導軌的一個實施例是例如火車使用的導軌的類型。

在一個實施方案中，所述軌跡至少部分地遵循一條直線。

在一個實施方案中，所述元件包括至少一個面，所述面包括一個設置有所述運動導引模塊的表面。

在一個實施方案中，所述運動導引模塊包括限定一個平面的至少兩個運動導引部分。

在一個實施方案中，兩個運動導引部分具有至少一個交叉，尤其地，所述運動導引部分是直的且彼此成直角地交叉。

在一個實施方案中，所述元件包括至少一個面，所述面包括一個設置有所述運動模塊的表面，尤其地所述表面是一個形成所述元件的一個面的平坦表面。

在一個實施方案中，所述元件包括至少一個面，所述面包括一個設置有所述運動模塊和所述運動導引模塊的表面。

在一個實施方案中，所述元件包括一系列面，每個面具有一個表面，尤其所述面限定所述元件。

在一個實施方案中，所述元件包括所述面中的一系列至少兩個面，尤其所述元件包括形成所述元件的面的一系列耦合的面。

在一個實施方案中，所述元件包括至少4個面，尤其至少6個面，更尤其相對的且具有一個法線方向的正交法線。

在一個實施方案中，所述元件是規(guī)則體。

在一個實施方案中，所述元件大體上是一個塊，更尤其是立方體。立方體的一個優(yōu)點是它們允許容易堆疊。

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

在一個實施方案中，所述運動限制模塊包括第二運動限制模塊部分，該第二運動限制模塊部分被布置成用于物理地接合一個其他元件且限制在第二方向上的運動，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分量。

本發(fā)明還涉及一種元件，包括：

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

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

本發(fā)明還涉及一種元件，所述元件是三維的且包括：

－在所述元件內的一個中心點；

－被耦合到所述中心點的至少一個面且所述面包括：

－運動導引模塊，在所述面的至少一部分之上限定一個軌跡；

－運動限制模塊，適于當與所述運動模塊交互時限制所述中心點相對于一個類似的元件的中心點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軌跡的移位；

－運動模塊，

其中所述運動模塊適于被耦合到所述元件的一個面，且適于當與一個類似的元件的運動導引模塊交互時使所述中心點相對于所述類似的元件的中心點移位，所述運動導引模塊、所述運動模塊和所述運動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遠離所述類似的元件的所述中心點且朝向另一個類似的元件的中心點移位，所述元件的所述至少一個面中的第一面面對所述類似的元件的所述至少一個面中的第二面和所述另一個類似的元件的所述至少一個面中的第三面中的至少一個，由此提供面對的面，以及

其中為了所述移位：

－當移位時，所述運動模塊與至少一個運動導引模塊交互，且與至少一個運動限制模塊交互，其中所述面對的面提供所述交互的模塊；

－當移位時，所述第一面的至少一個模塊與所述面對的面中的至少一個其他面的至少一個不同模塊類型的至少一個模塊交互，以及

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

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

－至少一個保持模塊，用于相對于至少一個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；

－至少一個運動模塊，用于使所述元件大體上沿著至少一個其他類似的元件的一個外表面或大體上在至少一個其他類似的元件的一個外表面上相對于至少一個其他類似的元件移動，所述移動選自使質量中心相對于彼此移位，使重心相對于彼此移位，以及使相對于彼此改變定向；

－通信模塊，用于與至少一個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，當所述軟件在所述數(shù)據(jù)處理模塊上運行時，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設定位置，該設定位置選自地點和定向以及它們的組合；

－檢索當前位置信息；

－產生用于所述運動模塊的至少一個運動指令，以用于通過使所述元件的外表面在所述至少一個其他類似的元件的外表面之上移動或沿著所述至少一個其他類似的元件的外表面移動而使所述元件從所述當前位置移動到所述設定位置；

－給所述運動模塊提供所述至少一個運動指令。

在此方面，產生一個運動指令可包括計算一個運動指令，或它可以包括計算中間步驟。因此，它可以包括計算至少一個運動指令以用于使所述元件朝向所述設定位置移動。

元件和/或系統(tǒng)的多個特征可以組合。例如，一個元件可以包括運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊，且還可以包括保持模塊和感測模塊。一個系統(tǒng)可以包括具有所有這些模塊的元件。一個系統(tǒng)還可以包括具有這些模塊或裝置中的一個或多個模塊或裝置的元件，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，一個元件的每個面的特征可以都不同。

在一個實施方案中，在操作中所述元件與至少一個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其他類似的元件的一個外表面的至少一部分。

在一個實施方案中，元件包括至少一個外表面且當移位時，所述表面大體上平行于另一個類似的元件的一個鄰接外表面移位。在一個實施方案中，所述表面相對于彼此滑動，例如，通過在所述表面之間的氣墊，或通過例如使用磁懸浮的一小段距離。一個元件由此可以‘盤旋’在另一個元件之上。

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

在一個實施方案中，所述位置感測部分包括一個相對位置感測部分，以用于感測所述元件相對于至少一個其他類似的元件的位置。這樣的元件可以與所述元件接觸。

在一個實施方案中，所述位置感測部分包括一個局部絕對位置感測部分，以用于感測所述元件相對于一個集合的元件內的一個定位的局部位置。

在一個實施方案中，所述位置感測部分包括一個絕對位置感測部分，以用于感測所述元件的全局位置。

在一個實施方案中，一個元件包括一個定向感測部分，該定向感測部分在功能上耦合到數(shù)據(jù)處理模塊。

在一個實施方案中，所述定向感測部分包括一個相對定向感測部分，以用于感測所述元件相對于與所述元件接觸的至少一個其他類似的元件的定向。

在一個實施方案中，所述定向感測部分適于感測所述元件相對于一個力場的定向，所述力場例如重力場、靜電力場、磁力場。

在一個實施方案中，所述運動模塊包括一個具有移位器(displacer)的導軌。為了實際上使一個元件相對于另一個元件移位，一個元件的一個移位器在另一個元件的導軌內或上行進。該移位器可以物理地接合該導軌。替代地，它可以向該導軌施加一個或多個力，甚至在不與導軌物理接觸的情況下，像例如施加磁力。

在一個實施方案中，所述導軌在至少二維上運行，尤其在外表面上/內。

在一個實施方案中，元件可以包括共享移位器。

在一個實施方案中，所述運動模塊包括至少一個壓電元件(“分檔器”)。

在一個實施方案中，所述元件包括限定一個元件的外邊界的壁。

在一個實施方案中，至少一個外壁可以被設置有一個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造物。

在一個實施方案中，所述密封件具有一個接合位置和脫離接合位置。

在一個實施方案中，所述密封件相對于元件的一個壁是圓周或外周。該密封件可以包括沿著一個壁的側面行進的部分。

在一個實施方案中，至少一個壁包括一個平面的表面部分。

在一個實施方案中，一個元件包括至少一個功能表面，例如包括一個光伏元件。替代地或結合地，一個功能表面被設置有一個或多個顯示器元件。一個顯示器元件可以包括可以形成顯示器的一個或多個像素。在一個實施方案中，多個元件的相鄰的表面可以形成一個顯示器。因此，元件允許視覺信息的呈現(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，允許例如觸摸板的形成。在一個實施方案中，元件可以被組合以形成一個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顯示器中。

在一個實施方案中，所述元件包括在所述元件內的一個容器空間，尤其一個可關閉的容器空間。

在一個實施方案中，所述容器空間包括一個封閉件或一個致動器以用于關閉所述容器。在一個實施方案中，所述致動器在功能上耦合到所述數(shù)據(jù)處理模塊。

在一個實施方案中，所述元件包括至少一個致動器，所述至少一個致動器用于可選擇地操作所述運動模塊，在一個實施方案中，以用于將所述運動模塊縮回在所述元件內。在一個實施方案中，所述致動器在功能上耦合到所述數(shù)據(jù)處理模塊。

在一個實施方案中，所述數(shù)據(jù)處理模塊可以包括選自以下的任何一個：存儲器、主從式設定、動態(tài)主從式設定、建造計劃、基于時間的位置指令、計時部分。

在一個實施方案中，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，包括將所述材料設置在上文所描述的至少一個元件中。

本發(fā)明還涉及一種元件，包括：

－允許移位的至少一個外表面，例如一個壁；

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

－至少一個運動模塊，用于使所述元件大體上在所述外表面之上相對于其他類似的元件移位；該運動模塊還可以是一個與至少一個其他元件共享的分立的部分，例如可見于導軌，或它可以包括線性移位、旋轉、使質量中心相對于彼此移位、改變相對于彼此的定向；改變所述元件相對于其他類似的元件的距離。此外，一個望遠鏡部分可以被設置在元件上。

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，例如用于向所述運動模塊、所述運動限制模塊、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、無線傳遞以及來自其他類似的元件的能量來提供所述能量，該能量模塊還可以提供存儲能量。

在此方面，‘類似的’指的是包括設置有一個保持模塊和一個允許協(xié)作的運動模塊的至少一個面的元件。

在一個實施方案中，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，限定一個接觸區(qū)域。

將一個構造元件按壓到另一個構造元件上的力可以經(jīng)由一個運動模塊、一個保持模塊、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物體中，在該物體中，所述元件的位置可以相對于該物體或相對于其他元件被限定。在此方面，相鄰關系可以是重要的。在一個實施方案中，該相鄰關系被限定為超過所述元件一個元件。在一個實施方案中，該相鄰關系可以是超過所述元件兩個元件。

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

在一個實施方案中，在元件的組件中的元件一起工作，其中所述元件具有一個主/從式設定，尤其一個動態(tài)主/從式設定。

本發(fā)明還涉及一種游戲組件，包括一個上文所描述的系統(tǒng)，以及一個與所述元件中的至少一個元件通信的計算設備，所述計算設備運行一個計算機程序，當該計算機程序在所述計算設備上操作時，其執(zhí)行步驟：

－請求用于限定所述元件的開始構型的用戶輸入；

－請求用于限定所述元件的結束構型的用戶輸入；

－將所述開始構型和所述結束構型傳送到所述元件中的至少一個。

本發(fā)明還涉及一種計算機實施的構造工具，包括一個計算機程序，當該計算機程序在一個計算機設備上運行時，其執(zhí)行步驟：

－在一個存儲器中限定一個集合的至少三個元件，每個元件包括：

－在所述元件內的一個中心點、一個相對位置和一個定向；

－一個運動導引功能，被耦合到所述中心點且在所述元件之上限定一個軌跡；

－一個運動功能，使用其他元件中的一個元件的運動導引功能限定該中心點相對于那個其他元件的第二中心點的移位；

－一個運動限制功能，適于限制所述中心點相對于該第二中心點向選自所述軌跡和所述其他元件的第二預定義的軌跡中的至少一個軌跡的移位；

其中所述元件中的至少兩個元件的所述運動導引功能限定元件之間的在功能上的耦合，以用于使所述運動功能能夠使與其他兩個元件中的一個元件接觸的第三移位元件的中心點遠離所述其他兩個元件中的一個元件的中心點且朝向所述其他兩個元件中的另一個元件的中心點移位且與所述其他兩個元件中的該另一個元件接觸。

在此方面，該構造工具也可以被看作一個游戲、一個游戲、或一個仿真，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：

－感測其他元件；

－在存儲器中限定所述元件的開始構型；

－在存儲器中限定所述元件的結束構型。

本發(fā)明還涉及一種用于玩游戲的方法，包括提供一種計算機程序，當該計算機程序在一個計算機設備上運行時，其執(zhí)行：

－在存儲器中限定一個集合的至少三個三維元件，每個元件具有一個中心點和至少一個面；

－通過所述集合的元件的一個開始外邊界和每個元件相對于所述外邊界的至少一個位置，在存儲器中限定所述集合的元件的開始狀態(tài)；

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

－提供一個功能工具箱，包括：

－一組運動導引功能，所述運動導引功能耦合到所述中心點且在所述元件之上限定一個軌跡；

－一組運動功能，使用其他元件中的一個元件的運動導引功能限定該中心點相對于那個其他元件的第二中心點的移位；

－一組運動限制功能，適于限制所述中心點相對于所述第二中心點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軌跡的移位；

－一組傳感器功能，提供與一個元件的環(huán)境有關的信息；

－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元件選擇至少一個功能；

－為每個元件提供一個在操作上耦合所述選擇的功能的一個元件計算機程序，且當被執(zhí)行時該元件計算機程序收集傳感器輸入、相對位置輸入，且允許運動；

－在每個元件上運行所述元件計算機程序。

此外，游戲還可以是或包括如上文所解釋的仿真。

尤其地，該方法包括提供關于與至少一個面接觸的另一個元件的存在的輸入。

在一個實施方案中，所述方法還包括通過所述集合的元件的一個結束外邊界，在存儲器中限定所述集合的元件的目標狀態(tài)。

在一個實施方案中，所述方法還包括通過為至少一個元件限定一個與所述集合的元件有關的要求，在存儲器中限定所述集合的元件的目標狀態(tài)。

在一個實施方案中，所述方法還包括通過為至少一個元件限定一個與所述集合的元件中的至少一個元件有關的要求，在存儲器中限定所述集合的元件的目標狀態(tài)。

在一個實施方案中，所述方法還包括通過為至少一個元件限定一個與所述集合的元件中的至少一個特定元件有關的要求，在存儲器中限定所述集合的元件的目標狀態(tài)。

在一個實施方案中，元件的行為具有一個隨機性因子。例如，運動方向的選擇可以包括一個隨機性因子。在一個實施方案中，元件的運動可以基于一個遺傳算法。在一個實施例中，隨機生成器影響例如運動方向的選擇。假如這樣的隨機選擇具有良好效果，例如，它使一個元件更靠近最終目標，與該方向相關聯(lián)的權重因子的值增加。如果該隨機選擇具有不良效果，則該權重因子的值減小。

在較廣泛的意義上，使用進化算法，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)所面對的問題。在此實施方案中，一個元件包括一個控制器，該控制器包括使用進化算法的機器指令。進化算法使用受自然進化啟發(fā)的技術生成對于優(yōu)化問題的解決方案。遺傳算法實際上是一種類型的進化算法。進化算法的其他實施例是遺傳、突變、選擇和交叉。一個進化算法使用例如受生物進化啟發(fā)的機制，諸如，復制、突變、重組和選擇。這些算法和機制中的許多具有隨機性或偶然性因子：需要做出的性能或選擇可以至少部分地基于隨機選擇。以此方式，可以發(fā)現(xiàn)為問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，可能在一個可用時間范圍內不總能計算出精確解決方案或甚至最佳解決方案，和/或例如一個解決方案可以達到最終目標的統(tǒng)計概率。當例如一個元件改變其位置時，另一個元件處的計算/另一個元件的計算可以變得失效。

類似于進化算法的類似技術在實施細節(jié)和特定應用的問題的性質上不同。同樣，這些技術是計算機軟件開發(fā)領域已知的。一個元件、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：通過應用運算符諸如重組和突變(有時應用一個，有時應用兩個)，元件可以使用該遺傳算法用于解決問題，例如，以數(shù)字串的形式(傳統(tǒng)上二進制，但是最好的表示通常是反應關于被解決的問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。在解決問題時評估例如計算機程序的部分的效力，且通過它們解決(計算)問題的能力確定它們的配合度。

進化編程：通常，計算機程序的結構是固定的且它的數(shù)值參數(shù)被允許發(fā)展。

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

進化策略－使用實數(shù)的向量作為解決方案的表示，且通常使用自適應突變率。

文化基因算法－它是基于種群的方法的混合形式。既受達爾文自然進化原理啟發(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)行局部改進的個體學習程序耦合的基于種群的算法的形式。

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

神經(jīng)進化－類似于遺傳編程，但是基因組通過描述結構權重和連接權重來表示人工神經(jīng)網(wǎng)絡。基因組編碼可以是直接的或間接的。

學習分類器系統(tǒng)是與增強學習和遺傳算法關系密切的機器學習系統(tǒng)。例如，它包括一個二進制規(guī)則的種群，基于該二進制規(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學習技術。

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－基于通過信息素通信形成路徑的螞蟻覓食的理念。當面臨組合優(yōu)化和圖表問題時，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。當元件面對像路由和調度這樣的問題時。

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)化問題。

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

其他基于種群的啟發(fā)式算法包括：

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

和聲搜索算法－基于樂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。用于制造產率、平均配合度或平均信息的最大化。參見，例如熱力學和信息理論中的熵。

已發(fā)現(xiàn)，為一個元件限定其動作的一組確定性指令不總是起作用：有時，由于環(huán)境和選項數(shù)量中的可能的改變，用于實現(xiàn)一個目標的‘最好解決方案’的動作并不存在，或可能花費太長時間來計算。例如，當另一個元件改變其位置或定向時，一個元件中的計算可能變得無效。替代地，動作的一個或多個子集可以被限定以實現(xiàn)中間目標。

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，每個元件包括：

－在所述元件內的一個中心點；

－運動導引模塊，被耦合到所述中心點且在所述元件之上限定一個軌跡；

－運動限制模塊，適于限制所述中心點相對于所述第二中心點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軌跡的移位；

所述系統(tǒng)還包括：

－運動模塊，適于使一個元件的中心點相對于其他元件中的一個元件的第二中心點移位，所述運動模塊適于接合所述元件中的至少一個元件的運動導引模塊；

其中所述元件中的至少兩個元件的所述運動導引模塊在功能上被耦合，以用于使所述運動模塊能夠使與其他兩個元件中的一個元件接觸的第三移位元件的中心點遠離所述其他兩個元件中的一個元件的中心點且朝向所述其他兩個元件中的另一個元件的中心點移位且與所述其他兩個元件中的該另一個元件接觸。

在一個實施方案中，所述運動模塊(也被稱作共享運動模塊)可以沿著一個元件從一個面移動向另一個面。在一個面處或在一個面上的位置處，該共享運動模塊可以在功能上執(zhí)行其運動模塊的功能。當沿著一個元件從一個面移動向另一個面時，一個元件的中心點可以保持靜止。在一個實施方案中，該共享運動模塊甚至可以從一個元件向另一個元件(尤其一個相鄰的元件)行進。

在一個實施方案中，該共享運動模塊接合運動導引模塊。因此，它使用已經(jīng)存在于一個元件中或上的措施。例如，如果元件被設置有軌道，共享運動模塊的運動導引模塊接合部分可以接合運動導引模塊。這樣的運動導引模塊可以例如被設置在該元件的一個面的表面以下，像例如，齊平安裝的軌道。這允許一個共享運動模塊在一個元件的一個面的表面以下移位。

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

為了能夠使一個元件移位，該共享運動模塊可以包括一個元件移位部分。這樣的元件移位部分接合在一個其他元件上的一個運動導引模塊。通常，該其他元件是一個與(臨時)容納該共享運動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元件的一個運動導引模塊上。此移位力可以是機械力，例如來自在軌道中運行的輪、在齒條導軌上運行的齒輪，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動模塊接合的元件的一個表面延伸出。

為了沿著一個元件移位，或甚至從一個元件移動到另一個元件，共享運動模塊包括一個運動模塊移動部分。此運動模塊移動部分可以接合該共享運動模塊在其之上或之中移位的元件的運動導引模塊。在一個實施方案中，該運動模塊移動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動模塊的元件上工作，或在該共享運動模塊行程上或內工作。例如，一個或多個輪可以在遠離該元件的方向上從該共享運動模塊延伸出，因此使得能夠接合一個相鄰的元件。這些輪可以被縮回以在一個相對端處從該共享運動模塊延伸出，允許使用該共享運動模塊接合該元件。

一個元件可以包括一個或多個存儲措施以用于存儲共享運動模塊。

共享運動模塊可以包括在此說明書中提及的元件的一個或多個功能部分。共享運動模塊還可以包括在此說明書中提及的元件的一個或多個功能部分中的至少一部分。例如，共享運動模塊可以包括選自數(shù)據(jù)處理設備、數(shù)據(jù)存儲器、能量存儲設備、能量生成設備、數(shù)據(jù)通信設備以及它們的組合中的一個或多個。已經(jīng)關于一個元件描述了這些設備和/或功能。這甚至可以允許相對簡單的元件僅具有無源功能部分以及允許共享運動模塊具有用于接合一個元件的有源部分。在一個實施方案中，一個元件可以包括至少一個運動模塊，所述至少一個運動模塊可以從在一個面處的功能位置向在一個元件的另一個面處的功能位置移位。因此，一個元件可以被設置有一個或多個運動模塊，這減少了元件的復雜性。這使得元件的每個面不再需要至少一個運動模塊。

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，在一個平面表面上將元件簡單地放置在一起已經(jīng)使一個物體是三維的。然而，根據(jù)當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元件的物體。這樣的三維物體或3D物體將具有至少4個元件。實際上，當一個或多個元件相對于其他元件在平面外時，三個元件已經(jīng)可以形成一個3D物體。

一般而言，元件可以包括可被限定為是“極性(polar)”的一個或多個面。假定一種類型的面可以被限定為相對于運動模塊、運動限制模塊、運動導引模塊中的至少一個具有性能“加”且另一種類型的面可以相對于運動模塊、運動限制模塊、運動導引模塊中的至少一個具有性能“減”?，F(xiàn)在假定一個加面僅可以耦合到一個減面且在該減面之上移位。當使用像那樣的元件時，當用元件組成或建造一個物體時，元件相對于彼此的總體順序變得重要。在總體組成中，一個元件包括如下至少一個面，所述至少一個面包括當面對另一個元件的至少一個面時鑒于選自運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊中的至少一個模塊相對于那個另一個元件的至少一個面的至少一個鏡像對稱。這些對稱可以被稱為面間對稱。在一個實施方案中，所述至少一個面包括相對于至少一個其他面關于其形狀的至少一個鏡像對稱。因此，兩個元件具有相對于彼此的至少一個如下定向，在該定向中它們具有一個相應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或移位。為了提供由元件建造物體的靈活性，在一個實施方案中，一個元件包括至少兩個非極性的面。在一個實施方案中，一個元件包括少于四個的極性的面。更尤其，一個元件包括少于三個的極性的面。特別地，多個極性的面沒有設置在一個元件的相對側面上。

另一方面，元件可以包括如下一個或多個面，所述一個或多個面在正交于該一個面或多個面的一個或多個鏡像平面內具有關于運動模塊、運動限制模塊和/或運動導引模塊的鏡像對稱。因此，可以提供一定程度的面內對稱。當使用這樣的元件時，為了元件耦合這樣的面或在這樣的面之上移位，僅需要相對于一個正交于這些面的旋轉軸線的適當?shù)男D定向。當在兩個垂直的鏡像平面內存在鏡像對稱時，則耦合變得甚至更容易。當相應的面例如是正方形且這兩個鏡像平面延伸通過正方形的中心時，則兩個正方形的面總是準確地一個耦合在另一個的頂部上。因此，一個面相對于其運動模塊和/或其運動限制模塊和/或其運動導引模塊的增加的對稱性減小了檢查元件相對于彼此的旋轉定向的需要。當由元件建造物體時，這又增加了靈活性。

在一個實施方案中，一個元件的至少一個面在正交于該面且通過該面的中心的一個鏡像平面內具有鏡像對稱。尤其，該面在正交于彼此且正交于該面的兩個鏡像平面內具有鏡像對稱。在一個實施方案中，該面的形狀的對稱和運動模塊、運動導引模塊以及運動限制模塊中的至少一個模塊的對稱同時存在。

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變形狀到第二形狀，其中在所述轉變形狀期間至少一個元件相對于所述元件中的至少一個其他元件的位置改變。

所述元件實際上可以形成用于組裝一個物理結構——例如，建筑物、住宅等——的構造元件。為此，一個元件的形狀的一種或多種對稱簡化了元件的物體的構造。

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

最常見的轉換群是在二維(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換群。這些等體積包含反射、旋轉、平移以及這些基本操作的組合。在一個等體積轉換下，如果經(jīng)轉換的物體與原始物體全等，則幾何物體是對稱的。為了元件容易地產生一個物體，在一個實施方案中所述元件在至少一個等體積轉換下是對稱的。

在一個實施方案中，所述元件具有一個形狀以允許在至少二維上的棋盤形布置。更正式地，棋盤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。許多棋盤形布置是由有限數(shù)量的原型形成的；棋盤形布置中的所有瓦片全等于給定的原型中的一個。如果一個幾何學形狀可以被用作一個原型以創(chuàng)建一個棋盤形布置，則該形狀以棋盤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。在當前討論中，元件是三維的且在一個實施方案中具有允許大體上無縫地填充一個空間的形狀。這也被稱為棋盤形布置。在一個簡單的實施例中，相同的立方體容易填充一個空間。一般而言，例如多面體可以被設置成允許填充一個空間。同樣，在數(shù)學上，這樣的形狀是已知的?？臻g填充的多面體，有時被稱作準面體(plesiohedron)(Grünbaum和Shephard 1980)，是可以用來生成棋盤形布置的空間的多面體。在三維中的棋盤形布置也被稱為蜂窩。

一些文獻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)。然而，存在允許棋盤形布置的其他相同的形狀。人們可以通過將一個立方體切割成規(guī)則的塊來簡單證明這一點。在另一個方面或附加地，四面體或八面體的組合確實填充空間(Steinhaus 1999，第210頁；Wells 1991，第232頁)。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)。在1914年，發(fā)現(xiàn)了四面體和截頂四面體的空間填充的復合物(Wells 1991，第234頁)。

似乎僅有五個具有規(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；Wells 1991，第233－234頁)以及第26約翰遜固體(gyrobifastigium)(Johnson 2000)。菱形十二面體(Steinhaus 1999，第185－190頁；Wells 1991，第233－234頁)和細長的十二面體，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)，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、細長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)。

在1974－1980時期，Michael Goldberg試圖窮盡地編錄空間填充多面體。根據(jù)Goldberg，存在27個不同的空間填充六面體，加上除五棱錐之外的全部7個六面體。在34個七面體中，16個是空間填充物，這16個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11面體、十六個十二面體、四個13面體、八個14面體、沒有15面體、一個最初由發(fā)現(xiàn)的16面體(Grünbaum和Shephard 1980；Wells 1991，第234頁)、兩個17面體、一個18面體、六個二十面體、兩個21面體、五個22面體、兩個23面體、一個24面體以及一個被相信的最大26面體。在1980年，P.Engel(Wells 1991，第234－235頁)當時發(fā)現(xiàn)了總共172個更多的17個面到38個面的空間填充物，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)學上的棋盤形布置是復雜的。在當前的發(fā)明中，在一個實施方案中，大量的棋盤形布置可能已經(jīng)足夠。在一個實施方案中，元件可以被設置有使得能夠填充元件之間的剩余空間的密封措施。

通過將元件放置成一個在另一個的頂部上，可以將元件組合到物體內。通過允許物體內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。當將元件組合成物體時，元件可以被大體上放置成一個在另一個的頂部上。因此，元件可以在三維上對準。

替代地，例如為了提供更多連結，元件可以被組合在砌合(bond)中。例如，在二維上(實際上，一維的)，在順磚砌合或另一個已知砌合中。這些砌合通常是技術人員已知的。還可以在三維上概括這些砌合。因此，面可以在一個方向上部分地重疊。在其他兩個方向上，元件對準。還可以在兩個方向上設計砌合。因此，創(chuàng)建元件的平面。甚至可以在三個方向上設計砌合，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，在一個實施方案中，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，元件可以被設置有間隙密封措施。在一個實施方案中，為了允許元件在沒有來自附加元件的幫助的情況下相對于彼此移位，所述元件在每個面上包括運動模塊、導引模塊和運動限制模塊。

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

在一個實施方案中，運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊以這樣的方式被設計，使得具有兩個相對的相鄰元件的一個元件在遠離那些相鄰元件的方向上相對于這些相鄰元件移動而這些相鄰元件維持它們的位置。尤其，這是當元件最初被耦合到其相鄰元件時的情況。在移動遠離或移位之前，所述元件從所述相鄰元件分離。更尤其，一個元件被設計成使得它被至少四個相鄰的元件圍繞以在遠離所述相鄰的元件的方向上移動，該至少四個相鄰的元件圍繞所述元件且最初耦合到該元件。基于塊狀的且具有相同尺寸的元件會最容易地解釋這一點。

假定9個塊狀元件形成一個3×3元件的塊物體。元件處于面接觸且運動限制模塊將該9個元件中的各個元件耦合在一起使得它們以塊的形狀形成一個物體。則存在一個中心元件，該中心元件具有與其處于面接觸的4個元件，并且存在四個‘拐角元件’。如果該中心元件希望或需要移動出該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平面的方向上移位。在這樣的情形下，例如相關元件的運動限制模塊可以被致動使得該中心元件不再耦合到其他元件?，F(xiàn)在，運動模塊可以被致動來設定運動中的中心元件。

元件例如是對稱的，例如具有三個正交鏡像平面。當元件是塊狀時，容易的堆疊是可能的。

在一個實施方案中，感測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，強度根據(jù)在發(fā)射場中的位置而變化。如果干擾圖案是已知的，則使用檢測器元件可以導出發(fā)射場中的位置和定向。

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

還可以通過一個或多個線圈提供這樣的干擾場。在這樣的實施方案中，可以使用像霍爾傳感器、干簧管傳感器的傳感器來檢測電磁場，但是也可以使用像天線和/或線圈的替代傳感器。

在另一替代實施方案中，該場可以是聲場。使用一個或多個發(fā)聲元件，可以產生在預定位置具有最小值和最大值的聲場。使用感測元件，這允許推導出相對于發(fā)聲元件的位置和定向。聲音可以在人能夠聽見的范圍內，但是聲音也可以涉及超聲。超聲的更短的波長允許更好的空間分辨率。

在一個實施方案中，可以使用一個或多個壓敏元件來檢測聲波的強度水平。

在實現(xiàn)這種基于干擾的感測裝置中，元件相對于彼此移位，以便感測發(fā)射場中的變化。以這種方式，可以確定位置、定向、接近度和/或對準。

感測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度的場。例如，遠場和/或近場傳輸可以用于感生發(fā)射器圖案?？梢允褂枚鄠€天線和/或線圈中的一個來檢測這種發(fā)射器圖案。此外，對發(fā)射場的了解允許例如確定對準指示。

在一個實施方案中，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)之間的轉變。在一個實施方案中，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，在一個實施方案中，該改變是可逆的。當改變其相時，這可以引起保持模塊在保持狀態(tài)與釋放狀態(tài)之間的轉變。例如，保持部分可以包括實心的銷，且該銷被插入以用于鎖定。這種保持部分可以通過改變物理參數(shù)來使其相改變。保持部分可以例如變成液體。當這種情況發(fā)生時，保持部分不再包括銷。相變可以例如由局部電磁場的改變、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：

－在所述元件內的中心點；

－被耦合到所述中心點和所述面的至少一個面，包括：

－運動導引模塊，該運動導引模塊在所述面的至少一部分上限定一個軌跡；

－運動模塊，該運動模塊適于使元件的所述中心點相對于其他元件中的一個元件的第二中心點移位，所述運動模塊適于接合所述元件中的至少一個元件的運動導引模塊，以及

－感測裝置，該感測裝置包括用于感測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于類似元件的位置、定向、速度和加速度中的至少一個的指示，

其中所述感測裝置在功能上耦合到所述運動模塊，并且其中所述運動模塊被設置用于響應于所述指示來調整其移位。

提供該指示可以允許例如基于對元件的定向、元件相對于彼此的位置或定向的預測來操作所述運動模塊。

在一個實施方案中，感測裝置還可以在功能上耦合到如上所述的保持裝置。

在一個實施方案中，本發(fā)明涉及這些元件中的至少兩個的組件，其中一個元件的感測裝置在功能上耦合到其他元件的運動模塊，用于向該其他元件提供其指示。

本領域技術人員將理解本申請中的術語“大體上”，諸如“大體上封閉”中或“大體上擴展直到”中的。術語“大體上”還可以涵蓋具有“整體地”、“完全地”、“全部地”等的實施方案。因此，在實施方案中，形容詞大體上也可以被移除。在可適用的情況下，術語“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％。術語‘包括’還涵蓋其中術語“包括”意指“由…組成”的實施方案。

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

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

應注意，上述的實施方案例示了本發(fā)明而不是限制本發(fā)明，且在不偏離附隨的權利要求書的范圍的前提下，本領域技術人員能夠設計許多替代實施方案。在權利要求書中，放置在括號之間的任何參考符號不應被認為限制權利要求。使用的動詞“包括”以及其詞形變化不排除在權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(a/an)”不排除多個這樣的元件的存在。可以借助于包括多個不同元件的硬件和借助于適當編程的計算機實施本發(fā)明。在枚舉多個裝置的設備或儀器的權利要求中，這些裝置中的多個裝置可以由同一個硬件的東西實施。某些措施被記載在互相不同的從屬權利要求中的僅這一事實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執(zhí)行任務，可能通過全部元件都具有的特征，或使用元件中的僅一個元件或一部分具有的一個或多個特征。

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

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

附圖說明

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

圖1A－圖1F是示出三個元件的互相移位的一個實施例的多個隨后步驟的透視圖；

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

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

圖4A－圖7D涉及多個可能的運動模塊、運動導引模塊、運動限制模塊和它們的組合，其中具體地：

圖4A－圖4L示出一個組合的運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊；

圖5A－圖5C示出一個基于磁力的運動模塊；

圖6A－圖6D示出分立的運動模塊和運動導引模塊；

圖7A－圖7D示出基于壓電元件的運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊的一個替代組合；

圖8示出一個示意圖，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示出一個分立的、共享的運動模塊的使用；

圖10A－圖10H示出可以改變在元件內部的定向的運動模塊；

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裝置的元件。

附圖不必按比例繪制。

具體實施方式

在實施方案的此詳細描述中，元件具有總體參考數(shù)字1，且將用字母‘a’、‘b’……單獨指示，以使它們互相區(qū)分開。在討論中，當參考元件‘a’、‘b’等時，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，則質量中心與形心相同。

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

首先，將展示元件的一些實施例以及元件相對于彼此的移位。

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

圖1A－圖1F示出元件c相對于元件a和元件b的示例性六個隨后步驟。元件a和元件b相對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的開始位置。元件c從它僅與元件a的一個面的表面接觸的位置開始。元件c開始向紙的右側移動。在圖1B中，元件c向右移動且被定位在元件a和元件b之間，且繼續(xù)移動到附圖的右手側。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)向右側移動，且在圖1D中它到達元件b的面3的表面的一端。元件c能夠繼續(xù)向右移動且在圖1E中，它到達所描繪的位置。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)在開始沿朝向紙內的方向移動并且相對于較早方向交叉。

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的實施例中，元件a－c使用運動模塊、運動導引模塊和/或運動限制模塊在彼此上施加力?？梢允褂秒姶帕?、使用化學力以及任何其他物理力或它們的組合機械地施加這些力。在化學力的情況下，例如不在表面上留下痕跡的可逆過程的可能應用可以延長未來沿著這樣的表面移動的可用性。當描述移動階段時，必須理解的是，移動可以在速度和加速度上變化。甚至移動、無移動和再次移動的一個中斷序列也是可能的。當移動或不移動時，一個元件可能經(jīng)受施加在該元件(內部或外部)的一個或多個力，該一個或多個力選自例如重力、機械力、電力、化學力和氣候力。元件的一個可能應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。在此實施例中，元件a－c的面3的表面實際上可以彼此接觸。下文闡明了運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊的多種實施方案且它們可以被用于圖1A－圖1F中示出的運動。

在圖2A－圖2E的實施例中，示出四個元件1，被指示為a－d。這些元件a－d相對于彼此移位。元件1在此實施例中是相同形狀的立方體。在此實施例中，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的影響。在圖2A中指示了元件a－d的開始位置。如果將重復圖2A－圖2E中指示的移位動作，則四個元件a－d的構造物作為一個整體向右移動。

在圖2A中，元件a開始沿著元件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。實際上，當元件a在向上的方向移動時，元件a的中心2遠離元件b的中心移動且更靠近元件d的中心。

在圖2B中，元件a到達最靠近元件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一起開始向紙的右側移動。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的運動模塊開始在(想要)運動的方向上作用于元件d。這導致元件a和元件d的運動。當元件a和元件d向右移位如此多時，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?，F(xiàn)在元件a的運動模塊的一部分可以接合元件b的運動模塊的一部分。在該階段，可以使用元件a、元件b或元件d的運動模塊、或者這些運動模塊的組合引起元件a和元件d的組合運動。

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開始在向下的方向上移位，該元件d的中心移動遠離元件a的中心且朝向元件c的中心。同樣，可以通過元件a、元件c或元件d的運動模塊、或者這些運動模塊中的任意個的組合努力的作用引起上述運動。

在圖2E中，元件a－d實際上具有類似的外部構型。因此，實際上產生了與圖2A中的構造相同的構造，但是被向右移位，其中位移量等于元件的一個側面的長度。在已經(jīng)使元件a－d移位之后，接下來將描述本發(fā)明的另一個附加方面：運輸。當一個物體被臨時耦合到元件a時，例如，將一個具有材料的籃筐放置在元件a頂部上或元件a內部；元件a現(xiàn)在使用其自己的或其他元件的移動能力將此其他物體從一個位置運輸?shù)搅硪粋€位置。替代地，一個元件可以包括一個內置存儲空間。因此，該元件可以在功能上是一個用于保持材料的容器或包括一個用于保持材料的容器。

在圖3A－3H中，18個元件1的構造實際上通過使元件相對于彼此移動而改變形狀。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，新構造的功能也可以不同。

在18個元件1的布置中，頂部9個元件被標示為a－i。為了得到圖3H中描繪的這些元件的一個新布置，許多方案是可能的。圖3B－圖3G示出元件的多個中間布置。這些可能方案中的一個是首先將完整的行d－f向左移位兩個位置(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的運動模塊、或者這些元件中的選定元件的共合作用完成的。接下來，元件d向左移動直到實現(xiàn)圖3H的構型。因此，此方案需要7個步驟，將總共四個元件(c、d、e、f)移位總共12個位置：當從圖3A到圖3B時，發(fā)生移位三個位置；從圖3B到圖3C，移位三個位置；從圖3C到圖3D，移位一個位置；從圖3D到圖3E，移位一個位置；從圖3E到圖3F移位兩個位置；從圖3F到圖3G移位一個位置；以及從圖3G到3H再移位一個位置。這加起來總共12個位置。還可以以另一種方式實現(xiàn)元件的相同的結束情形或構型。這在圖3I－3M中示出。為了容易理解，在附圖中重復圖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在向紙內的方向上移位直到其中心在相對于元件c的中心最近的位置。

接下來，在圖3K中，元件a－f作為一個組向右移動一個位置。替代地，a、b、c、f作為一個組移動且d、e作為第二組移動。速度可以不同。接下來，元件e向右移動(圖3L)。圖3M描繪了當元件e向下移動時它的中間位置；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的左側的元件。隨后，再次實現(xiàn)圖3H的構圖。此方案需要五個步驟(不算圖3M)，將6個元件(a－f)移位總共12個位置。后一個方案可能需要較少量的(動力學)能量，例如，元件d目前僅移位1個位置。

在圖3N－圖3P中，例示的是當元件1被其他元件1圍繞時可以如何移動。這里，在圖3N中，26個元件1被組裝成一個單個立方體，在元件1的中間層右行中具有一個自由空間。26個元件因此形成一個物體：具有一個開口的立方體。在圖3N－圖3P中，頂部9個元件1被提升僅出于例示目的。因此，在圖3N中，元件‘e’與5個其他元件1——包括元件‘b’、‘d’和‘h’——處于面接觸。在此實施方案中，運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊允許元件‘e’向位置3O移動且繼續(xù)向圖3P中指示的位置進一步移動，而其他元件1保持在它們的位置。下面，介紹多個模塊的實施方案的例子。這些模塊或其變體允許多個側面被其他元件圍住的一個元件(或元件集群)離開一個物體或在一個物體內移位。在圖3N－圖3P的實施例中，元件‘e’的運動模塊將使用與其處于“面接觸”的元件中的至少一個的運動導引模塊。在一個實施方案中，為了防止元件‘e’阻塞，元件‘e’可以使用除了其面向遠離運動方向的面3以及其面向運動方向的面3以外的所有運動模塊。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，可以設想的是，僅在下面的面(與攜帶指示‘e’的面相反)中/處的一個運動模塊是可操作的。為了到達圖3P中指示的位置，在一個實施方案中，元件‘e’的運動模塊隨后使用例如圖3N中直接在元件‘e’下面的元件1的運動導引模塊、和/或圖3P中在元件‘e’下面的元件1的運動導引模塊、或者如果可能則使用這兩個運動導引模塊的組合。替代地或結合地，如有可能，元件‘e’也可以使用元件b、c、h、i的運動導引模塊和/或運動模塊。一般，它可以使用與元件‘e’接觸的元件的運動導引模塊和/或運動模塊。

當比較這些結束位置和實現(xiàn)這些結束位置的方式時，可以考慮多個方面。在最高層面，可以評估元件的系統(tǒng)作為一個整體的性能。在較低層面，可以評估一個集合的元件的性能。在最低層面，單個元件的性能可以是性能評估的主題。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元件上的力或元件之間的力、需要的中間位置、用于導航或解決問題的原則、達到元件的一個特定構型的速度、能量消耗。

為了實現(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、機器學習、(路徑尋找)算法、比例邏輯、游戲論或本領域已知的其他方法。可以從一個或多個中心點操縱或控制元件。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，一個元件或一個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)境的反饋中學習。元件可以通過計算來研究其能夠做出的多個可能動作或動作序列。隨后，元件可以為自身或為一個或多個其他元件確定哪個動作對該元件或對一個或多個其他元件最有益。然后它可以選擇那個動作或動作序列，且執(zhí)行那個動作或動作序列。此外，動作時序或動作序列可以被納入考慮：元件可以計劃它們的動作序列，其中該計劃可以考慮來自其他元件的動作，或者它可以預料其他元件的動作。元件僅可以接收實現(xiàn)元件的最終構型所需要的信息的一部分且因此需要與其他元件或設備通信?？梢允褂没虿杉{客戶－服務器、主從式、點對點、推或拉系統(tǒng)、輪詢、分群或其他(混合)方法/技術。有時(個體元件或元件組的)平行移動在順序移動之后發(fā)生。因此，元件d和元件e向它們的最終位置的移動可能已經(jīng)在從圖3F直接到3H的一個步驟中同時發(fā)生，而不是像在當前的圖3F接著是3G(元件e的移動)和3H(元件d的移動)中所描述的順序地發(fā)生。有時僅可以通過以下一種方法達到元件的某一構型，在該方法中一個元件幫助另一個元件。助手元件可以臨時被插入和被使用，然后從其他元件撤回，因此在元件的最終構型中根本不具有位置。由于元件的可重復使用性，隨著時間過去可以實現(xiàn)元件的大量構型。精心設計的元件不必被回收但是可以被重復使用，即使出于不同目的。這以多種方式減少了對我們的自然環(huán)境的負擔。如果一個物體中的元件不適當?shù)仄鹱饔没蚴菗p壞，則它可以被容易地移除，例如，通過其他元件的動作，且被替換成起作用的元件。所述元件還可以被維修。

一個集合的元件可以呈現(xiàn)第一構型，隨后相對于彼此移動到第二構型。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‘形狀轉變’。在此過程中，元件可以被重復使用。

通過使可重復使用的元件移位的這種形狀轉變允許例如由一個集合的元件形成一個桌子。當在稍后階段不再需要此桌子時，該組中的至少一個元件可以被指令以在該組的至少一個其他元件上施加某種形式的控制或與該組中的至少一個其他元件通信。該通信可以是直接的、無線的，但是也可以通過例如信使元件實現(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。該組元件的一個任務因此可以包括改變其當前形狀，例如將椅子改變成桌子，并且再次改變回椅子。因此，元件開始相對于彼此移動。首先滿足椅子要求的元件的格局將其形狀轉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)可用的進行重新自我組織來滿足椅子的要求。因此，重復使用元件的任務由所述元件執(zhí)行。

不需要與施加物理控制(例如，拾取、堆疊、或替換一個或多個元件)的人交互。這是與需要人交互的用例如樂高(Lego)建造構造物不同的方法。在此實施例中清楚的是，關于機械學、構造、建筑學的一些形式的智力或規(guī)則可以由元件應用或通過設備被賦予給元件，使得一個人實際上可以使用該椅子坐在上面而該椅子不會由于例如連接元件的分解或斷開而散架。

元件可以是各種尺度的實物。首先，它們的尺寸可以變化。它們的尺寸可以與玩具塊相當。因此，元件可以具有1－5cm之間的截面。元件可以是用于構造建筑物的建造塊。在這樣的實例下，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別個體元件。在這樣的一個實施方案中，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且例如分子馬達或原子馬達。這些元件可以被用來建造本發(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制混凝土元件的尺寸。當不考慮元件的物質性時，元件可以被仿真以確定或預測是否可以實現(xiàn)元件的一個構型。為了實現(xiàn)目標狀態(tài)，當從起始狀態(tài)或開始狀態(tài)開始時，元件可能需要程序或應用程序的組合，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器。可用的傳感器可以給元件或程序輸入，潛在地導致一個功能或一組功能的不同結果。這些屬性和交互同樣可以是機器人學領域已知的。

由此可理解這樣一個游戲或仿真，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)實現(xiàn)某一目標狀態(tài)。此游戲可以由一個單獨的人或由計算機來玩?？梢杂芍辽僖粋€人對抗至少一個其他人或對抗至少一個其他計算機、或它們的組合來玩。

一些具體參數(shù)度量成功：參數(shù)比如能量消耗、速度、個體元件或整個組的移動的量、存儲器/cpu使用的量、目標狀態(tài)的強度、或達到結束狀態(tài)所需要的時間。當例如通過使用人工智能以某一程度的元件自主權和隨機性應用這種度量時，玩家預先并不知道結果。對一個元件的調節(jié)約束的過度會限制元件良好地響應于其他情形/目標狀態(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備上設計某一個目標狀態(tài)并且給予某些元件所選擇的性能：從一組程序、一組致動器或運動模塊、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，一個元件的這些性能可以作用在其他元件或設備上。該設計可以被至少一個元件使用。該設計被部分地或作為一個整體提供給一個或多個元件，并且元件開始移位且根據(jù)給定的性能可以實現(xiàn)或不實現(xiàn)該設計，所述設計實際上是一個目標狀態(tài)。改變該設計允許元件試圖實現(xiàn)另一個目標位置。元件可以是實物或虛擬的，且根據(jù)給定的性能自己移位。元件可以被構型以使元件彼此或與另一個設備交換至少一個性能或功能。元件可以包括存儲器以便重新調用先前的情形或計算可能的未來情形。這同樣是計算機科學領域已知的?？梢杂貌煌绞较薅ㄒ粋€目標狀態(tài)。例如，一個集合的元件的外邊界可以被用作一個目標狀態(tài)。例如，結束形狀是立方體、或板。

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

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

目標狀態(tài)也可以由數(shù)學函數(shù)、對元件的組裝上的總體或數(shù)學需求或要求表示，例如元件的組件或構型必須具有一個特定的對稱平面、中空的內部空間、限定的周長、限定的體積、層的數(shù)量等。

目標狀態(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。或者該位置應使得功能被優(yōu)化。例如，具有光伏面的元件應被定位和/或安置成使得它們的產出最大化。該目標狀態(tài)甚至可以演變、改變或被修改，甚至在元件朝向原始目標狀態(tài)運動期間。目標狀態(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，或可以是時間相關的。目標狀態(tài)還可以是一種否定定義，或是一個排除。

此外，外部交互可以是可能的。例如，將一個元件插入到一個特定狀態(tài)，或從一個特定狀態(tài)移除一個元件。這可以是例如通過人使用他的/她的手來物理地完成。當通過考慮元件可以如何彼此附接/交互來完成時，一個與新添加的元件鄰近的元件可以注意/感測此交互且將此用于其自己以及潛在地用于該元件構型中的其他元件的行為。當回到在設備上設計一個目標狀態(tài)的實施例時，該設備也可以考慮至少一個元件的插入或移除。替代地，可以使用預設計的目標狀態(tài)。

關于此的一個實施例是兒童使用元件設計城堡。想象該兒童使用一個計算機設備。存在可使用的設備的許多實施例。例如，手持式設備，諸如例如包括(觸摸)屏的手持式設備。這樣的設備的實施例包括智能手機、iPad、智能手表或類似的設備。這些設備可以經(jīng)由觸摸屏、語音控制、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造的。物理地，該城堡通過元件自身的動作和移位形成于一個房間中。在所述形成之后或期間，兒童通過物理地添加兩個更多的元件擴展該城堡。一個設備可以例如包括一個運行在設備(像iPad)上的“app(應用程序)”，該設備從形成城堡的一部分的一個元件接收添加了兩個元件的信息。兒童可以保存他的/她的變更版本的城堡。當玩耍結束時，兒童借助于該應用程序指令元件以移動到某一起始狀態(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。此實施例然后可以使用無線通信或多個設備(像例如，多個iPad)，所述設備可以被用于甚至在遠程位置或杳無人跡的位置處(像在行星火星上)做出合作構型的元件。

另一個目標可以如下的。由于例如一個或多個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條件優(yōu)化。這可以是通過例如物理地移動一個或多個植物、通過遮擋太陽來提供陰涼而實現(xiàn)的。元件的兩個組件可以通過優(yōu)化兩個植物的生長條件的方式使兩個植物或兩組植物相對于彼此移位。在一個實施方案中，元件可以形成一個保持植物的容器(例如，盆)。在這樣的容器中，一個或多個元件可以例如在該容器中提供一個開口以用于允許過量的水流出該容器。該容器的一些部分可以形成一個遮陽罩，或者元件可以完全移動植物。

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檢測僅其直接相鄰元件。替代地，傳感器可以能夠檢測遠離兩個位置的另一個元件，或者一個元件可以詢問或接收來自一個其他元件的關于該其他元件是否接觸那個遠離兩個位置的元件的信息。傳感器可以通過使用電磁頻譜或音頻頻譜來使用接觸/接近檢測。

另一個實施例是當兩個用戶在例如兩個分立的設備上(例如，在兩個iPad上)玩游戲時，兩個用戶玩一個游戲，在該游戲中達到某一給定的物理的或虛擬的目標狀態(tài)是該游戲的目的。如先前所述，這可以是通過為元件選擇合適的性能、功能或工具實現(xiàn)的。在此游戲中，當玩該游戲的一級時可能存在對某些性能的限制或對多少不同的元件構型可以被用于某一目標狀態(tài)的限制?？梢詫崿F(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使用可應用于物理元件的設計規(guī)則時被虛擬地設計的東西。

在圖4A－圖7C中，例示了運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊的多個實施方案。這些實施方案是示出對于物理元件1如何運用本發(fā)明的方式的實施例。

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

在圖4A－圖4C的實施方案中，示意性地示出兩個元件1的一部分的一個實施方案。元件1的運動模塊10的一部分是一個可縮回的輪。運動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接合表面的一部分。軌道11還提供運動導引模塊的一部分和運動限制模塊的一部分。

在此實施方案中，元件1’具有相同的模塊。圖4A以俯視圖示出一個元件，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的可縮回的輪擴展且接合元件1’的運動導引模塊，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，可滑動的蓋12在其閑置位置中。這里，它滑向圖中的右側。元件1’使其可滑動的蓋12’關閉。在此實施方案中，蓋12’與軌道11一起提供一個連續(xù)軌道。軌道11相對于表面或面3凹陷。在圖4C中，更詳細地示出運動模塊。運動模塊10包括可縮回的輪，包括被耦合到軸16的支柱18，軸16相對于支柱18交叉。在此實施方案中，軸16承載輪17。用于輪17的驅動馬達在此是電動機19，該電動機19可以被設置為輪16內部的輪輞馬達。替代地，該電動機可以被設置在軸16內。這里，在軸16的相對末端設置了運動限制模塊的部分15，該運動限制模塊的部分15可以在軸16的軸向方向上擴展或縮回。在擴展位置中，它可以接合在凹槽14中(圖4B)，且在縮回位置中，運動模塊10可以被縮回。

在圖4A中，僅示出了元件的一個面。在一個實施方案中(上文已經(jīng)討論了該實施方案的部分)，元件1可以是立方體。這樣的立方體可以被設置有六個類似的面。實際上，六個面還可以是相同的。在圖4A的實施方案中，一個面承載一個十字形軌道。在此，交叉的中心被定位在該面的中心處。在一個實施方案中，該元件可以具有另一些被設置有類似的、十字形軌道的面。為了元件能夠以靈活的方式相對于彼此移位，一側上的軌道功能上連接到另一個相鄰的面上的軌道。在圖4D的實施例中，元件1具有一個單個、封閉的、凹陷的軌道，該軌道在元件1的四個側面或面的整個周圍延伸。在此圖中，凹槽14不同于圖4A和圖4B的實施方案。凹槽14的壁中的一個與軌道11的表面延伸相等。在圖4A的實施方案中，元件具有至少兩個軌道。這些軌道在相對的面處具有兩個交叉，且在圖4A中所述交叉中的一個是可見的。

現(xiàn)在假定圖4A中示出的類型的兩個元件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元件1的面之上移動且繼續(xù)在相鄰的元件1之上移動，一個類似的相鄰的元件必須在相同水平處具有一個類似的凹陷軌道，以允許移動模塊穿過兩個間隙(每個元件產生一個間隙。它也可以被看作一個單個間隙)。圖4E－圖4L以平行通過元件的軌道的中心的截面示意性地描繪了3個元件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’的擴展的輪模塊10正在元件‘b’的軌道中運行。圖4F描繪了輪模塊10試圖穿過第一間隙的情形。顯然，不存在輪模塊可以通過其單獨地使元件‘a’在元件c的方向上進一步移位的牽引力。附接到元件1‘a’的一個或多個助手元件1在此情況下可以解決那個問題?？赡艿?，圖4D的元件1具有一個不同的運動模塊10：一個具有多個輪的運動模塊10(圖4G)。首先這樣的運動模塊10朝向軌道擴展。隨后運動模塊10擴展它的輪距長度且兩個輪將跟隨該軌道。在此實施方案中，連接兩個輪軸線的框架擴展。圖4G和圖4H中的輪可以具有圖4E的單個輪的寬度的一半。以此方式，圖4G和圖4H的實施方案中的這些輪可以滑動出彼此且配合到軌道中。這兩個輪的旋轉軸線之間的距離使得兩個輪跨越兩個間隙，這在圖4H中被描繪：當一個輪不具有牽引力時，另一個輪具有牽引力。這兩個輪的旋轉軸線之間的距離可以被設定。這兩個輪可以彼此聯(lián)合地或獨立地使用一個機動化部分。

在另一個實施方案中，多個運動模塊10被設置成彼此相距一定距離。這允許如下移動，在所述運動模塊10中的一個橫過所述兩個間隙時另一個運動模塊10在軌道11上移動(圖4I－圖4L)。

圖4I示出了一個具有兩個擴展的運動模塊10的元件1，所述兩個擴展的運動模塊10正使元件a在元件b上且朝向元件c移動。在圖4J中，由于第一間隙，右輪不再具有牽引力。左輪使用它的動力以繼續(xù)使元件a移位。在圖4K中，到達第二間隙。然而，左輪接合元件b且進一步朝向元件c推動元件a。在圖4L的情形中，兩個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’完全在元件‘c’的頂部上，則所述兩個輪可以改變角色。

在立方體形的元件的實施方案中，實際上提供了三個連續(xù)的軌道，所述軌道環(huán)繞立方體且彼此交叉。每個軌道通常在兩個交叉處與其他軌道交叉。實際上，每個均具有其他優(yōu)點的更多個軌道是可能的。具體地，將展示一個實施方案，在該實施方案中，可以在一個面之上做出一個或多個軌道，位于在該面之上的幾乎每個所選擇的路徑上。在本文本中，使用磁性部分提供這樣一個實施方案。在此提及的軌道的一些具體的其他布局是將一個面設置具有兩組雙軌道。每組與另一個組交叉。一個組中的軌道可以相對于一個面的中心對稱地被設置。因此，實際上，所述軌道以#符號的形狀被安排。尤其是，兩組平行軌道相對于彼此垂直。當提供十字形軌道時，一個元件(尤其當該元件是立方體時)通常僅可以當兩個元件的面彼此面對、平行于運動方向時才在另一個元件上移動。尤其是，這些面是面內的。因此，當需要另一個運動時，可能需要另一個元件的幫助。十字形軌道的一個優(yōu)點是相對簡單的布局。此外，可以使用每個面上的、一個軌道的交叉處的單個運動模塊提供運動。因此，在立方體的實施方案中，可能需要六個運動模塊以使能完全運動能力。在圖4A的實施方案中，每個軌道11被設置有四個運動模塊。這可以是需要的，以提供足夠的牽引力、靈活運動。運動模塊在軌道中的其他放置可以是可能的，且每個軌道可以使用另一個數(shù)量的模塊。在一個已經(jīng)提及的簡單的實施方案中，在一些條件下，在軌道的交叉處一個運動模塊也可以是足夠的。

圖4B在示意性截面中示出一個實施方案，在該實施方案中更詳細地示出了運動模塊10。在此實施方案中，運動模塊10的一部分是一個可擴展的驅動單元，該驅動單元可以相對于面3、3’向上和向下移動。它可以被縮回，使得面3自由，且它可以被擴展以擴展超出面3的表面且接合另一個元件的軌道11。

在此實施方案中，可以想出許多方式來提供運動限制模塊。此外，可以發(fā)現(xiàn)許多方式來提供運動導引模塊。在此實施方案中，提出了一種機械解決方案。因此，使用軌道11的兩側處的一組凹槽14提供運動限制模塊和運動導引模塊的一部分。凹槽14在此提供沿著與元件的面正交的線進行的相對的法向鄰接，和沿著相對于一個面在平面內的一條線且相對于軌道交叉進行的相對的橫向鄰接。在一個簡單的實施方案中，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14一起提供運動限制模塊和運動導引模塊的一部分。實際上，凹槽14可以被認為是部分底切的凹槽，包括在凹槽14的兩個相對縱向側的底切。

在這個實施方案中，通過在凹槽14中延伸的部分15實現(xiàn)運動限制模塊和運動導引模塊的另一部分。所述部分15在凹槽14中延伸且提供凹槽14中的鄰接。在此示出的多個原理可以被組合。

在圖5A－5C中，展示了用于運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊的一個替代實施方案。這個實施方案展示了一個避免用于實現(xiàn)運動模塊、運動導引模塊和運動限制模塊的機械裝置的實施方案。非機械實施方案的部分和機械實施方案的部分可以被組合。這個實施方案使用磁力。為此，永磁體和可切換的磁體可以被組合。

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

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

所述元件可以在一個面3處或附近設置有至少兩條磁體部分40，并且所述至少兩條磁體部分40被設置成大體上交叉。同樣，這在上文一個機械的實施方案中已被討論。還可能在一個面處設置多個條。

甚至可以在下面的實施方案中提供可選擇性地可切換的磁體部分40的使用，提供對一個停留在另一個的頂部上的兩個元件的相對于彼此的運動的控制。在圖5C中，一個元件被設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，但是還可以被設置在面3的表面下。當元件1、1’被放置成一個在另一個頂部上且面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，這可以提供一個2D運動模塊。當以相對的方式激活相對的磁體部分40時，設置在一個網(wǎng)格中的2D磁體部分40提供一個運動限制模塊。通過一個元件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2D網(wǎng)格中的磁體部分40交互。當相對的磁體部分被相反地極化時，兩個元件被附接和貼合在一起。當隨后的磁體部分被激活時，實現(xiàn)平面馬達的效果。隨后，沿著面3上的線激活磁體部分將使元件1沿著該線相對于彼此移動。實際上，2D磁體部分因此還提供運動導引功能。通過激活成組的磁體部分40可以實現(xiàn)更快的運動。

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。

除至少一個條和/或2D磁體部分網(wǎng)格以外，還可以提供至少一個機械運動模塊、運動導引模塊和/或運動限制模塊。例如，機械運動限制模塊可以被激活來以不需要使用能量源的方式至少臨時地相對于彼此固定兩個元件的位置。

在圖6A－圖6D中，示意性地示出使用分立的運動模塊10、運動導引模塊20(圖6B，截面；圖6C，如圖6B中指示的截面的進一步截面)和分立的運動限制模塊30(圖6D，截面)的一個機械的實施方案。

該運動模塊在每個元件1、1’中均包括一個履帶導軌。履帶軌道10在此接合履帶軌道10’。在履帶軌道10中，一個驅動輪或元件在法線方向上或在面3中擴展直到它接合履帶軌道10’。該履帶軌道可以是沿著面3的一個線性軌道，且替代地它是被如圖4A中一樣布置的一對交叉的履帶軌道。

運動限制模塊30在此是可擴展的銷31，該銷31首先被致動以擴展進入到相對元件中的孔口32內。當銷31在孔口32內擴展時，銷31繞著它的縱向軸線旋轉。因此，從銷31在橫向方向上延伸出的一個凸輪34被旋轉到孔口32’中的底切開口35’內。凸輪34由此鉤掛到底切開口35’內。凸輪34保持元件1、1’之間的距離。這將元件1相對于元件1’保持就位。在一個實施方案中，孔口32’是沿著面3延伸且具有一個底切凹槽35’的凹槽，因此運動限制模塊在運動期間保持所述元件一個在另一個的頂部上。元件1和元件1’二者都可以具有運動限制模塊的部分。

元件1的運動導引模塊20在此是一個簡單的、直的銷21，該銷21在相對的元件1’中的凹槽22’中行進。因此，限定了一個沿著面3的路線。在一個實施方案中且為了更好導引運動，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中示意性地示出運動模塊、運動限制模塊和運動導引模塊的另一個替代實施方案。此實施方案基于使用壓電元件來實現(xiàn)提及的模塊的部分?！畨弘姟挥脕碇甘褂脡弘娦脑Ｍ瑯?，存在像適合應用在所述元件中的線性馬達的原理。在此實施方案中，將討論一種類型。

在此實施方案中，提供了一個導軌80。此外，在此提供了四個壓電模塊70。所述壓電模塊是可擴展的，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’具有通過壓電片72互相連接的兩個U型元件。當被致動時，長度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的側視圖。腿71和腿71’之間的距離D是這樣的使得它配合在導軌80的增厚的部分83上。腿71、71’的內部部分(尤其是外端)在此被設置有夾鉗壓電元件73、73’。當被激活時，這些壓電元件73、73’向內移動且減小腿71、71’之間的間隔D。因此，允許腿71、71’在底切凹槽82、82’中夾鉗在導軌80的側面上。因此，當壓電元件73、73’被激活時，壓電模塊70、70’被固定到導軌80上。通過隨后夾鉗U型元件，壓電模塊70在導軌80上的運動是可能的。如果壓電片72的激活與U型元件的激活異相，則運動是可能的。

因此，在此壓電模塊70、70’與導軌80一起是運動模塊、運動限制模塊和運動導引模塊。

替代地，該運動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、絞車、齒條和小齒輪、鏈驅動、帶驅動、剛性鏈和剛性帶致動器的基于接合的元件。通過使輪/輪軸(例如，滾筒、齒輪、滑輪或軸)旋轉，線性構件(例如，纜繩、齒條、鏈或帶)移動。通過移動線性構件，所述輪/輪軸旋轉。因此，可以使元件相對于彼此運動。

在圖8中，示出了元件1的一個示意性截面，指示可以在元件1中存在的多個部件。在此截面中，指示了四個面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、運動限制模塊600、運動模塊500、和運動導引模塊700。在這些模塊附近可能存在其他模塊：例如，致動器，該致動器可以移動或旋轉所述元件1中的一個縮回的運動模塊。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100一起工作且將計算任務分配至彼此；這可以是以分布式計算或云計算的形式實現(xiàn)的。

波浪狀箭頭指示多個模塊和/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。充電可以是無線的(例如，感應的)或例如使用導電表面貼片。

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，是無線的——經(jīng)由電磁頻譜、經(jīng)由聲音或經(jīng)由其他已知的無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，例如Zigby、藍牙、WIFI、近場通信(NFC)等。替代地，數(shù)據(jù)通信可以物理地使用元件的面3的表面上的導電貼片。使用傳感器，像(數(shù)碼)攝像機且分析由該攝像機獲取的數(shù)據(jù)也是數(shù)據(jù)通信的一種可能形式；已知的實施例例如是二維碼或條形碼。通信可以穿過多種程度的距離，甚至是行星間的距離。能量單元300在此實施方案中向元件1中的部件(模塊和/或單元)提供能量。這是通過從能量單元300延伸向其他單元和/或模塊的單個箭頭指示的。能量單元300可以是能量存儲單元，例如，可充電電池、蓄電池、電容器(例如，超級電容器)等。替代地，能量單元300還可以是發(fā)電機，生成電力。這樣的能量單元300的實施例是燃料電池、內燃機、光伏元件或類似的能量單元300。

傳感器單元400可以包括能夠檢測物理參數(shù)的一個或多個傳感器。合適的傳感器的實施例是溫度傳感器、檢測另一個元件的存在和/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)、運動檢測傳感器、加速計、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器人領域已知的。

上文已經(jīng)描述了可能的運動模塊、運動限制模塊和運動導引模塊的實施例。所描述的這些模塊可以是基于施加機械力，或基于電磁力、化學力、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可以例如是一個計算機，該計算機具有計算機中已知的各種部件，像存儲器、算術處理器、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其他元件的至少一部分。例如，在主從式設定狀態(tài)中。數(shù)據(jù)處理單元還可以協(xié)調在元件1之間的合作。它可以運行計算機程序。它可以處理從外部源提供的指令。

圖8中的多個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。在一個實施方案中，一個或多個單元可以至少部分地集成在元件的一個面中。此外，在一個實施方案中，一個或多個單元可以至少部分地集成到單個部件中。替代地，可以用計算機程序產品的形式包含單元100－700的功能的至少一部分。

在圖9A－圖9K中，例示了包括共享運動模塊90的元件1(標注為‘a’－‘e’)的組件的一個實施方案。在所描繪的實施方案中，元件不具有相同的形狀或尺寸。共享運動模塊的一個優(yōu)點是，通過使用有限數(shù)量的相對復雜的運動模塊90，元件的組件可以轉變形狀。在圖9A中，元件‘a’被設置有共享運動模塊90。在一個實施方案中，共享運動模塊90被臨時指定給元件‘a’。這可以是通過用于指定共享運動模塊以及用于控制該共享運動模塊90的控制結構實現(xiàn)的。替代地，共享運動模塊90受使用該共享運動模塊的元件控制。在另一個實施方案中，該共享運動模塊是自控的，可以是與元件一起的對等網(wǎng)絡的一部分，且甚至是另一些共享運動模塊的一部分。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或多個共享運動模塊的組件可以從一個操作模式切換到另一個操作模式。因此，可以從共享運動模塊90操作并控制運動模塊的處理和操作。替代地(且在頻譜的另一端)，在元件1中完成共享運動模塊90的操作和控制。操作和處理也可以是分布式的。例如使用主從式設定，可以將控制從元件1切換到共享運動模塊90且反之亦然。另外，還可以將共享運動模塊的控制從一個元件1切換到另一個元件1。

在當前的實施方案中，共享運動模塊90包括接合元件‘a’的附接部分91。在圖9A中共享運動模塊90處于其活動位置。附接部分91在此以這樣的方式接合元件‘a’，使得共享運動模塊90不能相對于元件‘a’移位。在此活動位置中，共享運動模塊90可以被進一步激活來接合相鄰的元件以使元件‘a’相對于這樣的相鄰(尤其是毗鄰)的元件開始移動。在此，未例示這樣的元件。共享運動模塊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被拉入到共享運動模塊90中。因此，共享運動模塊90變得自由沿著元件‘a’的軌道11移動。為了實際上沿著元件‘a’的軌道11移動，共享運動模塊90可以被設置有移位部分92。在一個實施方案中，移位部分92接合在元件‘a’的軌道11中。移位部分92可以是機械部件，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的運動模塊類似的從動輪、上文例示的在元件中的運動模塊中的且類似于圖6A－7D中例示的實施方案的壓電元件。移位部分92還可以包括能夠被激活的磁體部分。軌道可以被設置有響應于磁力但是自身不是永磁性的部分，例如，鐵貼片。因此，有可能提供磁性驅動而元件自身不是永磁性的。

在圖9B－9G中，例示了移位部分92如何引起共享運動模塊90沿著多個元件(‘a’、‘c’、‘d’)的軌道11行進以到達被指示為‘e’的元件1。當從圖9C到圖9D時，運動模塊沿著軌道11，即使軌道11繞過一個拐角。當從圖9E到圖9F時，運動模塊90離開元件‘a’且繼續(xù)其在元件‘d’的軌道11內的路程。當從圖9F中的情形到圖9G時，運動模塊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于運動模塊90存在一個連續(xù)的軌道11。

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

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

在一個實施方案中，像例如圖7A中示出的，元件1包括兩個交叉運動導引模塊11，每個運動導引模塊11繞著元件1行進。在這樣的實施方案中，可以限定兩種類型的共享運動模塊，一種類型的運動模塊用于第一運動導引模塊11且另一種類型的運動模塊用于第二運動導引模塊11。這些類型的運動模塊90和運動導引模塊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激活到其活動位置中。元件移位部分93從共享運動模塊90且從元件‘e’擴展到元件‘b’的運動導引模塊(在此是軌道11)內。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’相對于元件‘b’移位。圖9J例示了這種情況。接下來，在圖9K中示出的一個實施方案中，共享運動模塊90被存儲在元件(在此是元件‘d’)中的存儲空間內。因此，軌道11是自由的，且共享運動模塊90可以處于待被充電的位置中，或待被保護免受環(huán)境影響。

在一個實施方案中，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)了具有運動模塊10的元件1的另一個構思。在此構思中，該構思可以與先前構思組合，元件1具有至少一個運動模塊10和一個運動模塊移動部分95，該運動模塊移動部分95允許元件1中的運動模塊10的移位或定向改變。這樣，可以顯著減少元件1中的運動模塊10的數(shù)量。在一個實施方案中，元件1包括一個運動模塊10，該運動模塊10包括一個運動模塊移動部分95，該運動模塊移動部分95允許一個運動模塊被移位或被重新安置以在每個面3處具有一個活動位置。因此，僅一個運動模塊10就可以足以使元件1相對于另一個元件1移位。實際上，多于一個運動模塊10可以被包括在一個元件1中。在圖10A和圖10B中，例示了這樣的運動模塊10的一個實施方案，其包括一個運動模塊移動部分95，該運動模塊移動部分95允許運動模塊10在元件1內部的旋轉。以此方式，位于面3處的活動位置的運動模塊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，運動模塊10繞著旋轉軸線R旋轉到在元件1的鄰近面3處的活動位置。

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

在圖10F中，運動模塊10被移動進入其工作位置中。在此實施方案中，該運動模塊具有一個工作位置。在其他實施方案中，該運動模塊可以被設計成在不止一個定向上移動。

在圖10G中，運動模塊10處在鄰近面3處的其新活動位置。在那里，運動模塊10可以被鎖定在元件1中的其位置中。在圖10H中，示意性地，運動模塊10釋放一個元件移位部分93。在此實施方案中，它可以包括一個從動輪，像圖4A－圖4L的實施方案。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。此實施方案可以顯著簡化元件1，因為元件1中可以最少包括一個運動模塊10。該運動模塊可以包括元件功能零件的一部分。在一個極端的實施例中，運動模塊10包括元件1的所有功能零件(圖8)。

圖10A－圖10H的實施方案可以與圖9A－圖9K的實施方案組合。例如，一個元件可以包括一個或多個內部可移位的運動模塊10，與一個物體中的一個或多個共享運動模塊組合。在另一個實施方案中，運動模塊可以是內部運動模塊，且它可以起共享運動模塊10的作用。

圖11示意性地示出元件1的另一個或替代實施方案。在此實施方案中，手51將要抓住元件1以使其移位。元件1的此實施方案可以具有所描述的特征中的一個或多個，或它們的組合。替代地，它可以僅包括一個用于抓取檢測和保持裝置的傳感器。在圖11中，示意性地示出元件的一個實施方案，其中示意性地指示運動模塊10、運動導引模塊20和運動限制模塊30。在此示意性指示中，示出了一個機械實施方案，該機械實施方案可以像圖4的實施方案或圖9的實施方案或圖10的實施方案。此實施方案的元件1可以是建造塊且在此實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積木，或像眾所周知的在此實施方案中，元件1包括用于抓取檢測的一組傳感器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、或它們的組合，且組成一個感測裝置。此外，該感測裝置可以包括一個或多個控制器、一個或多個數(shù)據(jù)處理器，包括圖像處理器。用于解譯感測到的參數(shù)的裝置可以是該感測裝置的一部分。在圖8中，提供了感測裝置如何在功能上耦合的一個實施例。在允許容易的抓取檢測的一個實施方案中，傳感器400包括攝像機，例如被設置在元件1的每個面3上的攝像機。以此方式，可以檢測例如接近元件1的手51。

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

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上的至少兩個傳感器的輸入可以被組合在更多樣的抓取檢測中。例如，通過每個面3上的攝像機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。實際上，當在兩個不同的面上檢測手或手指的接近時，可以提高對元件1的抓取的預測和預料。在這樣的設置中，每個攝像機可以具有大于45°的視角。尤其，每個攝像機的視角可以大于90°。以此方式，已經(jīng)從大約8cm或更小的距離，通過立方體的每個表面上的攝像機可以容易地實現(xiàn)全方位觀察。元件的表面中的一個或多個可以是彎曲的。在此方面，指的是凸曲率。最極端的實施例包括球體和圓柱體。在此方面，球體具有一個彎曲的表面。圓柱體(尤其是具有圓形端面的圓形圓柱體)具有三個面。在這樣的形狀中，例如，抓取檢測可以需要較少數(shù)量的攝像機。例如，從大約5cm距離處的抓取檢測。

使用數(shù)據(jù)處理器(例如，數(shù)據(jù)處理器100)可以完成對攝像機的圖像的圖像處理，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，一個或多個傳感器400的抓取檢測可以與一個或多個保持模塊50的鎖定動作和/或解鎖動作組合和耦合。元件1還可以在抓取檢測時接觸鎖定到元件1的一個或多個類似的元件，且根據(jù)它的當前狀態(tài)請求被解鎖或請求被鎖定。

在一個實施方案中，允許元件1預料被抓住，或預料從抓住被釋放：當傳感器400中的一個或多個感測到一個手51正接近元件1以抓住元件1時，保持模塊50可以解鎖。這允許該手抓住元件1且實際上拾取它且將它從其他元件移除。另一種相反的方式，當元件1被手51保持且被放在一個或多個類似的元件上并且其中一個或多個保持模塊在功能上對準時，所述一個或多個保持模塊可以在預料中開始鎖定。在此方面，當保持模塊能夠互相施加鎖定力時，相對面的保持模塊在功能上對準。相對面的機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，以用于將插入端導引向中心。

保持模塊50允許向一個或多個保持模塊或其他類似的元件施加力和/或從一個或多個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，使用一個或多個保持模塊50，元件1可以(面向)鎖定到一個或多個其他類似的元件。施加的力可以是例如磁性的、電的、機械的。

在一個實施方案中，保持元件是允許施加機械力的機械部分。例如，每個保持模塊50可以包括一個帶螺紋的端，該帶螺紋的端可以被擴展且被接收在另一個類似的保持模塊中。這樣的帶螺紋的端可以例如是中空的。這可以允許對準控制，或從一個元件到另一個元件的信號傳輸。替代地，保持模塊50可以包括一個鉤掛部分，該鉤掛部分可以被鉤掛在一個接收部分中(且可以從該接收部分釋放)。在一個實施方案中，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鎖定到另一個保持模塊中，或允許被另一個保持模塊鎖定。

在所討論的實施方案中，一個或多個傳感器400在功能上耦合到一個或多個保持模塊50。這允許保持模塊50響應于傳感器測量，像抓取檢測。因此，例如，元件1可以在它實際上被手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或多個其他類似的元件。這賦予元件1對“響應性”的感測。在一個實施方案中，不需要施加力來鎖定元件，且將一個或多個元件取走也不需要附加動作。

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

所述感測裝置(尤其是攝像機)包括一個視場。在這樣的視場中，可以限定一個或多個檢測錐體。在圖11的實施方案中，兩個攝像機可以包括第一檢測錐體和第二檢測錐體。在抓取檢測過程中，可以涉及在大體上相反的方向上打開的檢測錐體。替代地或結合地，檢測錐體可以具有一個在至少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錐體的連接線的保持力的分量。

抓取檢測中涉及的傳感器的兩個檢測錐體的軸線可以限定一個平面。在抓取檢測時，被致動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。

在一個實施方案中，第一檢測錐體和第二檢測錐體包括一個連接線，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。

在一個實施方案中，該感測裝置還適于檢測所述保持裝置與類似元件的保持裝置的對準。該感測裝置可以提供對與實際對準的相對的保持裝置的距離的測量。

元件可以具有不同形狀和/或屬于不同類型。該感測裝置可以適于確定一個其他元件的類型和/或形狀。該感測裝置可以適于測量或感測其他元件的接近。在根據(jù)圖11的元件的情況下，且其中感測裝置在每個面處具有一個攝像機，該攝像機具有的視角允許檢測錐體遠離該面打開，例如具有與一個面正交的軸線，可以確定上述參數(shù)。

在一個實施方案中，元件包括一個感測裝置，該感測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置在每個面上。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，可以應用具有在750nm到1200nm之間的波長的紅外線光。這樣的輻射的一個優(yōu)點是，它對人眼是不可見的。因此，該位置傳感器不會干擾其他功能。例如，發(fā)射器可以包括一個或多個發(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。在一個實施方案中，在一個元件的面處的發(fā)射器實際上與另一個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。

該接收器可以包括一系列檢測元件。接收器的一個實施例可以是對由發(fā)射器發(fā)射的電磁輻射敏感的條或行掃描檢測器。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器。這樣的攝像器的一個實施例可以是基于CCD元件等。一個行掃描元件產生有限量的數(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，通過使用濾波器)，則這甚至保持更多。

在一個實施方案中，發(fā)射器被設置成用于在運行中以發(fā)射器圖案產生輻射。當兩個元件一個在另一個之上移動(例如滑動)或相對于彼此移動(例如滑動)并且它們的面之一面對面時，此發(fā)射器圖案改變。當這些面對的面的至少一部分處于一個預定義的位置且其中一個或多個保持模塊對準時，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二維的第一位置圖案。在一個實施方案中，位置傳感器包括一組預定義的位置圖案，該組預定義的位置圖案允許區(qū)別一個面上的多個對準選項。在一個實施方案中，象限可以被限定在一個面上，且預定義的位置圖案允許單獨地或組合地區(qū)別所述象限中的每個的對準。下文將解釋一個這樣的實施例。

在一個實施方案中，該第一位置圖案是實際上可以源于另一個元件的一個面的至少一部分的輻射或是由另一個元件的一個面的至少一部分反射的輻射。因此，為了提供每個都充分起作用的元件，一個面被設置有形成位置傳感器的所有部分，但是為了工作，在一個元件的面上的位置傳感器的部分可以與在另一個元件的一個面上的位置傳感器的部分一起工作。作為一個實施例，第一元件可以包括一個發(fā)射器，該發(fā)射器傳輸在另一個、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。替代地，一個元件可以傳輸所述輻射，且另一個元件檢測所述輻射。此外，兩個元件都可以保持發(fā)射器和接收器以充分運行。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/或對準。

在一些實施方案中，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面上或相對于一個面被安置，使得輻射需要行進一段距離然后才到達接收器。這可以以不同的方式實現(xiàn)。在一個實施方案中，發(fā)射器和接收器中的一個或二者被安置在一個面的表面以下。例如，一個源或輻射和/或一個檢測元件可以被安置在一個面中的凹槽或溝槽中。替代地，波導管可以用于在一個面上定位發(fā)射器位置和/或接收器位置。因此，例如，可以從遠離一個源的位置的一個面上的位置發(fā)射輻射，從而提供設計自由和圖案型式的自由。同樣地，一個接收器位置可以遠離一個實際檢測器位置。

例如，可以以下面的方式實施位置傳感器。在一個實施方案中，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。在一個軌道的底部上，多個輻射源中的一個可以被設置在已知位置處。這些源以定義的圖案發(fā)射例如紅外線光，例如多個紅外線光錐體中的一個。輻射從軌道發(fā)射出且遠離所述面。所述元件的表面可以被設置有用于反射所發(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，可以沿著一個面的邊緣設置反射材料條。這些反射部分被設置在第二元件的一個面上用于將源于第一元件的面的輻射向后反射到那個第一元件的面。接收器可以例如包括兩個條檢測器，所述兩個條檢測器每個可以包括行檢測元件。這些條可以相對于彼此成一個角度，因此形成一個接收器圖案。當面處于一個期望的位置且保持模塊對準時，與由源和反射器的組合產生的第一位置圖案一起，該接收器可以產生第三、檢測或對準圖案。以此方式，當兩個元件處于一個期望的位置并且面彼此面對且一個或多個保持模塊對準時，有可能在檢測元件的接收器圖案上生成第一位置圖案。實際上，生成第三、作為結果的對準圖案。因此，位置傳感器可以確定(或使用由位置傳感器產生的信號，可以確定)一個預定義的、期望的位置和對準是否存在。

可以以下面的方式實現(xiàn)一個或多個位置傳感器和一個或多個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從檢測到的信號或多個信號可以計算出實現(xiàn)了一個期望的位置和/或對準，以及可以激活哪個保持模塊或哪些保持模塊。數(shù)據(jù)處理器100然后可以將那個保持模塊或那些保持模塊激活進入保持狀態(tài)。然后可以使用所述保持模塊將部分面對的面或甚至整個面對的面保持在一起。例如，一個面可以被細分成面的區(qū)段，例如象限。每個面的區(qū)段可以允許單獨的位置感測、對準檢測，并且每個面的區(qū)段可以具有保持模塊。下文使用一個被分成相等象限的正方形面例示了可能的選項。

位置傳感器或多個位置傳感器還可以允許動態(tài)位置檢測。使用動態(tài)位置檢測，可以檢測到接近對準或遠離對準且可以預料保持模塊的激活。

位置傳感器可以與(一個或多個)抓取檢測傳感器組合使用，和/或可以與一起形成感測裝置的元件的其他傳感器組合使用。實際上，感測裝置可以包括一個允許處理和/或組合來自所述感測裝置的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理器。來自計算或處理的結論/結果可以被用于激活和/或控制其他模塊，像運動模塊、保持模塊、運動限制模塊、運動導引模塊。

在圖12中，示出一個實施方案的實例，在此基于圖11的元件1，但是不必需存在抓取檢測。在這樣的元件1上，可以以不同的方式安置多個其他類似的元件。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，可以提供一個面的一個平滑或平坦的表面。上文描述的其他部分(運動模塊10、運動導引模塊20、運動限制模塊30)可以存在于此元件中，但是這不是必須的。

元件1被設置有一個位置傳感器，該位置傳感器被指示在元件1的正面上，但是實際上所有面上都可以設置有這樣的位置傳感器。該位置傳感器在此具有多個部分。每個面的區(qū)段或象限實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：它們實際上可以作為一個單個位置傳感器運行。保持模塊50在此被設置在每個象限上。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元件的行掃描元件62。行掃描元件62的行相對于一個十字(在此是元件1的對稱線)成一個角度。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。這允許檢測面或部分的面是否幾乎對準或遠沒有對準。發(fā)射器在此還在凹槽或溝槽中設置有反射貼片63。形式上，一個LED 60，以及一個有角度的反射器條61形成一個發(fā)射器，且兩個半行掃描元件62形成一個接收器。因此，每個象限A－D在此都具有它自己的位置檢測器。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，使得一個面上的元件60、61、62和63也可以被看作一個位置傳感器。

可以出現(xiàn)下面的可能性：

－沒有元件面對元件1的面；

－1個元件可以用它的面與元件1的面完全對準；

－1個元件可以將兩個鄰近的象限與元件1的兩個鄰近的象限(AB、BD、DC或CA)對準；

－1個元件可以將一個象限與元件1的象限A－D中的一個對準；

－2個元件可以將一個象限與象限A－D中的每個對準；

－2個元件可以每個都將它們的鄰近象限中的兩個與元件1的鄰近的象限對準；

－2個元件，一個元件將兩個鄰近的象限與元件1的兩個鄰近的象限對準，且一個元件將一個象限與元件1的一個象限對準；

－3個元件可以每個都將一個象限與元件1的一個象限對準；

－3個元件，一個元件對準兩個鄰近的象限且其他兩個元件每個均對準一個象限，以及

－4個元件，每個均對準元件1的面上的一個象限。

圖12的當前位置傳感器允許檢測所有這些選項的對準。實際上，甚至可以檢測到部分對準，允許動態(tài)位置檢測。

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允許檢測一個元件的一個面與元件1的面完全對準。這些貼片被設置在凹槽中。它們的位置可以變化。它甚至可以有助于檢測偏離對準。圖12的實施方案允許區(qū)別上文指示的對準的所有選項，光源60中的每個可以例如具有它們自己唯一的頻率強度，允許進一步區(qū)別。同樣適用于反射元件61的反射性能、寬度或其他性能。

在運行中，其他元件的反射元件61反射來自元件1的源60的輻射，且該輻射被元件1的接收器62接收。在一個替代的實施方案中，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，且小于條檢測器62的長度，允許接近對準的位置的檢測。

在圖12中，反射器61沿著象限A－D的外邊緣設置。

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準。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上文概述的可能情形的檢測。此外，發(fā)射器部分相對于接收器部分的相互定位允許區(qū)別部分對準，估計離對準有多遠、以及面部分地面對元件1的一個面的實際可能性。附加地，位置傳感器和/或其部分可以被單獨地校準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檢測另一個元件的一個面的位置而不需要其他元件1的主動參與。

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

參考標記

1 元件

2 元件的中心

3 元件的面

10 運動模塊

11 運動模塊：軌道部分

12 可滑動的蓋

14 運動導引/運動限制模塊

15 運動導引/運動限制模塊

20 運動導引模塊

21 直的銷

22 凹槽

30 運動限制模塊

31 銷

32 孔口

34 凸輪

35 孔口32中的底切開口

50 保持模塊

60 輻射源

61 反射器

62 檢測器

63 反射貼片

51 手

70 壓電模塊

71 腿

72 壓電片

73 壓電元件

80 導軌

82 底切凹槽

90 (共享)運動模塊

91 附接部分(一個或多個)

92 移位部分

93 元件移位部分

95 運動模塊移動部分

96 運動模塊移動部分

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 運動模塊

600 運動限制單元

700 運動導引模塊