[发明专利]一种大规模晶格式模块机器人系统的自修复方法

权利要求书

1.一种大规模晶格式模块机器人系统的自修复方法，其特征在于，所述方法采用故障诊断、激素分泌和自修复动作三个过程互相调节，共同完成模块机器人系统自修复；其中：

所述故障诊断，检测模块机器人故障情况，估计故障规模，并触发自修复事件；包括如下步骤：

S11：相邻模块通过对接机构的数据接口互相检测是否存在故障或无响应；

S12：当检测到相邻模块故障或无响应时，发送故障报文至故障接口沿顺时针方向的下一个正常接口；

S13：当模块接收到故障报文时，将自身ID添加到报文中，继续发送故障报文至接收报文接口顺时针方向的下一个正常接口；

S14：重复S13步骤若干次后，发出故障报文模块会接收到自己发出的报文，并根据报文中的ID判断故障规模L，故障规模L作为修复路径规划的一个重要参数；

S15：触发自修复事件；

所述激素分泌，分泌系统网络中的活化激素和抑制激素，活化激素和抑制激素在网络中进行扩散和衰减，并指导故障自修复的进行；包括如下步骤：

S21：备用模块分泌活化激素C_A；

S22：空穴附近的正常模块分泌抑制激素C_I；

S23：激素按照从高浓度到低浓度的原则进行扩散；

S24：模块内激素浓度以指数型规律衰减；

激素分泌的步骤S21中，所述活化激素C_A是故障模块机器人移动的目的地，即存放备用模块机器人的设备分泌；活化激素C_A功能是维护自修复系统正常运动，引导故障模块机器人的移动，其分泌不受机器人网络的影响，以接近常数的速度分泌；

所述活化激素C_A如公式(1)所示：

C_A1＝C_Ao+h_A(C_Ao,M)(1)其中：C_Ao是当前激素的浓度：C_A1是下一个计算周期的激素浓度：h_A是激素C_A的分泌函数：M是填补空穴的机构的工作能力；修复机构的工作能力M以正反馈的形式影响活化激素C_A的分泌，而当前激素的浓度会以负反馈的形式影响活化激素C_A的分泌；

所述自修复动作，根据空穴周围的活化激素和抑制激素浓度，选择空穴移动的目标位置，并根据步态表进行分离、过渡、展开、结合，以完成空穴移动；包括如下步骤：

S31：自修复事件触发以后，进入自修复动作；

S32：根据综合评价参数P(N)决定空穴移动的目标位置，综合评价参数P(N)由抑制激素C_I和活化激素C_A决定；

S33：根据目标位置，按照步态表进行分离、过渡、展开、结合，以完成空穴移动；

S34：空穴移动到目标位置后，更新参与自修复动作的模块在网络中的拓扑信息；

S35：自修复事件完成。

2.根据权利要求1所述的一种大规模晶格式模块机器人系统的自修复方法，其特征在于，所述故障诊断中，当模块故障检测完成后，系统把故障模块从系统中脱开，在故障模块的位置下留下一个“空穴”；修复系统的过程实际就是将“空穴”逐步移出系统的过程。

3.根据权利要求1所述的一种大规模晶格式模块机器人系统的自修复方法，其特征在于，激素分泌的步骤S22中，所述抑制激素C_I由“空穴”周围的正常模块机器人分泌，是多个模块同时分泌的；抑制激素C_I功能是阻止其他的“空穴”靠近，抑制激素C_I的分泌速度取决于当前网络的环境和故障诊断判断的故障规模；

所述抑制激素C_I如公式(2)所示：

C_I1＝C_Io+h_I(C_Io,L)(2)

其中：C_Io是当前激素的浓度，C_I1是下一个计算周期的激素浓度：h_I是激素C_I的分泌函数，L是故障规模；故障规模L以正反馈的形式影响抑制激素C_I的分泌，而当前激素的浓度会以负反馈的形式影响抑制激素C_I的分泌。