JP2003019699A - 膜、自己再構成可能なロボット、膜を提供する方法、コンピュータが読取り可能なメモリを含む製品、スマート膜用のソフトウェアを提供する方法、及び膜を制御する方法 - Google Patents
膜、自己再構成可能なロボット、膜を提供する方法、コンピュータが読取り可能なメモリを含む製品、スマート膜用のソフトウェアを提供する方法、及び膜を制御する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １つの属性を有する少なくとも１つのオブジ
ェクトに対し、分類機能、フィルタリング機能、及び吸
収機能のうちの少なくとも１つの機能全体を行う膜を提
供する。 【解決手段】 膜(700)は、互いに隣接して配置された
複数のモジュールユニット(710)を備える。各モジュー
ルユニットは、その周囲の環境に関する情報を取得す
る。これらの複数のモジュールユニットの少なくとも一
部はそれぞれ、少なくとも第１の制御方法に基づいて、
少なくとも１つの機能を実行する。この第１の制御方法
は、各モジュールユニットに対する情報に基づいて、機
能を決定する。これらの複数のモジュールユニットの少
なくとも一部が、少なくとも１つの機能を実行すること
によって、オブジェクト(720,730)の属性に基づいて、
膜の機能全体が集合的に実行される。
ェクトに対し、分類機能、フィルタリング機能、及び吸
収機能のうちの少なくとも１つの機能全体を行う膜を提
供する。 【解決手段】 膜(700)は、互いに隣接して配置された
複数のモジュールユニット(710)を備える。各モジュー
ルユニットは、その周囲の環境に関する情報を取得す
る。これらの複数のモジュールユニットの少なくとも一
部はそれぞれ、少なくとも第１の制御方法に基づいて、
少なくとも１つの機能を実行する。この第１の制御方法
は、各モジュールユニットに対する情報に基づいて、機
能を決定する。これらの複数のモジュールユニットの少
なくとも一部が、少なくとも１つの機能を実行すること
によって、オブジェクト(720,730)の属性に基づいて、
膜の機能全体が集合的に実行される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プログラム可能ス
マート膜及びその方法に係る装置及び方法に関する。
マート膜及びその方法に係る装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】いくつかの関連技術のデバイスとして
は、マイクロマシンである分類機が挙げられる。例え
ば、米国特許第５，６５５，６６５号には、マイクロマ
シンである、流体中に浮遊する磁粉用の磁粉マニピュレ
ータ及び分離器が開示されている。
は、マイクロマシンである分類機が挙げられる。例え
ば、米国特許第５，６５５，６６５号には、マイクロマ
シンである、流体中に浮遊する磁粉用の磁粉マニピュレ
ータ及び分離器が開示されている。
【０００３】別のマイクロマシンである分類機が、米国
特許第５，８９３，９７４号に開示されている。この特
許では、所望の小さな生物分子を通過させ、同時にそれ
よりも大きな例えば抗体のような分子全てを通過させな
いようにできる、小さな孔のあいたマイクロ規模の受動
フィルタが開示されている。
特許第５，８９３，９７４号に開示されている。この特
許では、所望の小さな生物分子を通過させ、同時にそれ
よりも大きな例えば抗体のような分子全てを通過させな
いようにできる、小さな孔のあいたマイクロ規模の受動
フィルタが開示されている。
【０００４】別の関連技術のマイクロマシンである分類
機としては、エム．コッホ(M. Koch)、シー．シャブミ
ューラー(C. Schabmueller)、エー．ジー．アール．エ
ヴァンズ(A. G. R. Evans)、エー．ブルンシュヴァイラ
ー(A. Brunnschweiler)による「マイクロマシンである
粒子分類機：原理とテクノロジー(“A Micromachined P
article Sorter: Principle and Technology”)」（テ
クノロジー ダイジェスト、ユーロセンサーズ ＸII、
英国−サウサンプトン、１９９８年９月１３日〜１６日
(Tech. Digest, Eurosensors XII, Southampton, UK, S
eptember 13-16,1998)）によって開示されている、受動
粒子分類機が挙げられる。
機としては、エム．コッホ(M. Koch)、シー．シャブミ
ューラー(C. Schabmueller)、エー．ジー．アール．エ
ヴァンズ(A. G. R. Evans)、エー．ブルンシュヴァイラ
ー(A. Brunnschweiler)による「マイクロマシンである
粒子分類機：原理とテクノロジー(“A Micromachined P
article Sorter: Principle and Technology”)」（テ
クノロジー ダイジェスト、ユーロセンサーズ ＸII、
英国−サウサンプトン、１９９８年９月１３日〜１６日
(Tech. Digest, Eurosensors XII, Southampton, UK, S
eptember 13-16,1998)）によって開示されている、受動
粒子分類機が挙げられる。
【０００５】しかし、これらの関連技術のマイクロマシ
ンである分類機は、予め定義された特性によって粒子を
分類することしかできない、即ち静的／受動的であるた
め、プログラム不可能である。
ンである分類機は、予め定義された特性によって粒子を
分類することしかできない、即ち静的／受動的であるた
め、プログラム不可能である。
【０００６】その他の関連技術のデバイスとしては、ナ
ノメートル規模の膜が挙げられる。例えば、ヨシヒロ
イトウ(Yoshihiro Ito)による「極小多孔性膜における
高分子電解質毛衣による信号応答性ゲート(“Signal-re
sponsive Gating by a Polyelectrolyte Pelage on a N
anoporous Membrane”)」（ナノテクノロジー、２０５
〜２０７頁、第９巻、第３号、１９９８年９月(Nanotec
hnology, pp. 205-207, Vol. 9, No. 3, September 199
8)）には、膜の透水率がｐＨレベル及びイオン強度によ
って制御される、ナノメートル規模の能動膜が開示され
ている。
ノメートル規模の膜が挙げられる。例えば、ヨシヒロ
イトウ(Yoshihiro Ito)による「極小多孔性膜における
高分子電解質毛衣による信号応答性ゲート(“Signal-re
sponsive Gating by a Polyelectrolyte Pelage on a N
anoporous Membrane”)」（ナノテクノロジー、２０５
〜２０７頁、第９巻、第３号、１９９８年９月(Nanotec
hnology, pp. 205-207, Vol. 9, No. 3, September 199
8)）には、膜の透水率がｐＨレベル及びイオン強度によ
って制御される、ナノメートル規模の能動膜が開示され
ている。
【０００７】別のナノメートル規模の膜が、ケー．エリ
ック ドレクスラー(K. Eric Drexler)による「ナノシ
ステム：分子機械、製造、及び計算(“Nanosystem: Mol
ecular Machinery, Manufacturing, and Computatio
n”)」（ジョン ウィリー アンド サンズ株式会社、
１９９２年(John Wiley & Sons, Inc., 1992)）に開示
されている。ドレクスラーは、バリヤを越えて特定分子
を移送することのできる一方向能動分子分類機の設計を
開示している。ドレクスラーは、受容体を弾性変形させ
ることにより、又は受容体周囲の局部電荷分布を変更す
ることにより、移送分子の特異性を変更することができ
る、この設計の変形例の可能性について言及している。
ック ドレクスラー(K. Eric Drexler)による「ナノシ
ステム：分子機械、製造、及び計算(“Nanosystem: Mol
ecular Machinery, Manufacturing, and Computatio
n”)」（ジョン ウィリー アンド サンズ株式会社、
１９９２年(John Wiley & Sons, Inc., 1992)）に開示
されている。ドレクスラーは、バリヤを越えて特定分子
を移送することのできる一方向能動分子分類機の設計を
開示している。ドレクスラーは、受容体を弾性変形させ
ることにより、又は受容体周囲の局部電荷分布を変更す
ることにより、移送分子の特異性を変更することができ
る、この設計の変形例の可能性について言及している。
【０００８】別の関連技術である、電動ポリマーアクチ
ュエータにより制御されるナノメートル規模の多孔性膜
については、トリビオ エフ．オテロ(Toribio F. Oter
o)、パイス ヴァスコ大学(Univ. del Pais Vasco)、及
びサン セバスチャン(San Sebastian)による「多官能
価及び生体情報科学材料としてのＥＡＰ(“EAP as Mult
ifunctional and Biomimetic Materials”)」（「スマ
ート構造及び材料１９９９：電動ポリマーアクチュエー
タ及びデバイス」より、編集：ヨセフ バー−コヘン、
２６〜３４頁、１９９９年(in Smart Structures and M
aterials 1999: Electroactive Polymer Actuators and
Devices, edited by Yoseph Bar-Cohen,pp. 26-34, 19
99)）に記載されている。
ュエータにより制御されるナノメートル規模の多孔性膜
については、トリビオ エフ．オテロ(Toribio F. Oter
o)、パイス ヴァスコ大学(Univ. del Pais Vasco)、及
びサン セバスチャン(San Sebastian)による「多官能
価及び生体情報科学材料としてのＥＡＰ(“EAP as Mult
ifunctional and Biomimetic Materials”)」（「スマ
ート構造及び材料１９９９：電動ポリマーアクチュエー
タ及びデバイス」より、編集：ヨセフ バー−コヘン、
２６〜３４頁、１９９９年(in Smart Structures and M
aterials 1999: Electroactive Polymer Actuators and
Devices, edited by Yoseph Bar-Cohen,pp. 26-34, 19
99)）に記載されている。
【０００９】しかし、関連技術であるこれらのナノメー
トル規模の膜は全て、予め設定されており後で変更する
ことのできないフィルタリング機能を有している。
トル規模の膜は全て、予め設定されており後で変更する
ことのできないフィルタリング機能を有している。
【００１０】関連技術である制御方法及び技術として
は、移動ロボット用途に対する駆動及び制御統合モジュ
ラーシステムである、米国特許第６，０１１，３７２号
に開示されたシステムが挙げられる。しかし、このモジ
ュラーシステムのロボットはモジュール式ではなく、こ
のロボットの制御は階層的である。
は、移動ロボット用途に対する駆動及び制御統合モジュ
ラーシステムである、米国特許第６，０１１，３７２号
に開示されたシステムが挙げられる。しかし、このモジ
ュラーシステムのロボットはモジュール式ではなく、こ
のロボットの制御は階層的である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
欠陥及び不足分を克服する、プログラム可能なスマート
膜及びその方法を提供する。
欠陥及び不足分を克服する、プログラム可能なスマート
膜及びその方法を提供する。
【００１２】本発明は、オブジェクトの特性に依って、
オブジェクトを拒絶、移送、又は吸収するようにプログ
ラムすることのできる、プログラム可能なスマート膜を
提供する。
オブジェクトを拒絶、移送、又は吸収するようにプログ
ラムすることのできる、プログラム可能なスマート膜を
提供する。
【００１３】本発明は個々に、プログラム可能なスマー
ト膜用の制御ソフトウェアを提供する。
ト膜用の制御ソフトウェアを提供する。
【００１４】本発明は個々に、２つ以上の領域を区分す
る、プログラム可能なスマート膜を提供する。
る、プログラム可能なスマート膜を提供する。
【００１５】本発明は個々に、１つの領域を区分し、そ
の領域の内側又は外側へ一方向フィルタリングを行う、
プログラム可能なスマート膜を提供する。
の領域の内側又は外側へ一方向フィルタリングを行う、
プログラム可能なスマート膜を提供する。
【００１６】本発明は個々に、１つの領域を区分し、両
方向においてオブジェクトに膜を通過させることによ
り、その領域の内側及び外側へ二方向フィルタリングを
行う、プログラム可能なスマート膜を提供する。
方向においてオブジェクトに膜を通過させることによ
り、その領域の内側及び外側へ二方向フィルタリングを
行う、プログラム可能なスマート膜を提供する。
【００１７】本発明は個々に、平面状である、プログラ
ム可能なスマート膜を提供する。
ム可能なスマート膜を提供する。
【００１８】本発明は個々に、三次元領域を区分する、
プログラム可能なスマート膜を提供する。
プログラム可能なスマート膜を提供する。
【００１９】本発明は個々に、１度に１つのオブジェク
トに対して作動する、プログラム可能なスマート膜を提
供する。
トに対して作動する、プログラム可能なスマート膜を提
供する。
【００２０】本発明は個々に、同時に複数のオブジェク
トに対して作動する、プログラム可能なスマート膜を提
供する。
トに対して作動する、プログラム可能なスマート膜を提
供する。
【００２１】本発明は個々に、オブジェクトの様々なセ
ットの特性に基づいて、オブジェクトを拒絶、移送、又
は吸収するようにプログラム及び再プログラムすること
のできる、プログラム可能なスマート膜を提供する。
ットの特性に基づいて、オブジェクトを拒絶、移送、又
は吸収するようにプログラム及び再プログラムすること
のできる、プログラム可能なスマート膜を提供する。
【００２２】本発明は個々に、様々な用途を有する、プ
ログラム可能なスマート膜を提供する。
ログラム可能なスマート膜を提供する。
【００２３】本発明は個々に、マクロ規模レベルで部品
を分類する、プログラム可能なスマート膜を提供する。
を分類する、プログラム可能なスマート膜を提供する。
【００２４】本発明は個々に、ナノメートル規模レベル
で物質を精製したり生化学処理を増強する、プログラム
可能なスマート膜を提供する。
で物質を精製したり生化学処理を増強する、プログラム
可能なスマート膜を提供する。
【００２５】本発明は個々に、同一及び非同一両方のモ
ジュールユニットを備える、プログラム可能なスマート
膜用の制御ソフトウェアを提供する。
ジュールユニットを備える、プログラム可能なスマート
膜用の制御ソフトウェアを提供する。
【００２６】本発明は個々に、進化法により生成され
る、プログラム可能なスマート膜用の制御ソフトウェア
を提供する。
る、プログラム可能なスマート膜用の制御ソフトウェア
を提供する。
【００２７】本発明は個々に、プログラム可能なスマー
ト膜用の分散制御ソフトウェアを提供する。
ト膜用の分散制御ソフトウェアを提供する。
【００２８】本発明は個々に、膜におけるモジュールユ
ニットの数及びフィルタリングされるオブジェクトの数
を用いて順に且つ同時に基準化を行う、プログラム可能
なスマート膜用の制御ソフトウェアを提供する。
ニットの数及びフィルタリングされるオブジェクトの数
を用いて順に且つ同時に基準化を行う、プログラム可能
なスマート膜用の制御ソフトウェアを提供する。
【００２９】本発明は個々に、そのモジュール及びフィ
ルタリングされるオブジェクトの様々な構成に基づいて
機能する、プログラム可能なスマート膜用の制御ソフト
ウェアを提供する。
ルタリングされるオブジェクトの様々な構成に基づいて
機能する、プログラム可能なスマート膜用の制御ソフト
ウェアを提供する。
【００３０】本発明は個々に、複数のスライドロボット
モジュールを備える、プログラム可能なスマート膜を提
供する。
モジュールを備える、プログラム可能なスマート膜を提
供する。
【００３１】本発明は個々に、複数の回転ロボットモジ
ュールを備える、プログラム可能なスマート膜を提供す
る。
ュールを備える、プログラム可能なスマート膜を提供す
る。
【００３２】本発明は個々に、複数の圧縮可能ロボット
モジュールを備える、プログラム可能なスマート膜を提
供する。
モジュールを備える、プログラム可能なスマート膜を提
供する。
【００３３】本発明は個々に、適合度関数を用いて見つ
けられた制御ソフトウェアを用いる、プログラム可能な
スマート膜を提供する。
けられた制御ソフトウェアを用いる、プログラム可能な
スマート膜を提供する。
【００３４】本発明は個々に、オブジェクトの特性、即
ち、色、大きさ、形状、温度、密度、重量、剛度、弾力
度、電荷、力、反射率、磁束、導電率、摩擦率、圧縮
率、フィルタリングされるオブジェクトの動き、オブジ
ェクトとの通信、以上の属性のうちのいずれかの時間の
経過に伴う変化の仕方、及び、以上の属性のうちのいず
れかのオブジェクトにわたる変動の仕方、のうちの少な
くとも１つに基づいて、オブジェクトを分類、フィルタ
リング、及び／又は吸収することのできる、プログラム
可能なスマート膜を提供する。
ち、色、大きさ、形状、温度、密度、重量、剛度、弾力
度、電荷、力、反射率、磁束、導電率、摩擦率、圧縮
率、フィルタリングされるオブジェクトの動き、オブジ
ェクトとの通信、以上の属性のうちのいずれかの時間の
経過に伴う変化の仕方、及び、以上の属性のうちのいず
れかのオブジェクトにわたる変動の仕方、のうちの少な
くとも１つに基づいて、オブジェクトを分類、フィルタ
リング、及び／又は吸収することのできる、プログラム
可能なスマート膜を提供する。
【００３５】本発明は個々に、センサ、モータ、電源、
及び変動する若しくは未知の環境条件における様々な障
害若しくはノイズ、又はそれらの誤差があっても、所望
のタスクを引き続き実行する、プログラム可能なスマー
ト膜を提供する。
及び変動する若しくは未知の環境条件における様々な障
害若しくはノイズ、又はそれらの誤差があっても、所望
のタスクを引き続き実行する、プログラム可能なスマー
ト膜を提供する。
【００３６】本発明は個々に、モジュールユニットのう
ちの１つ又は数個においてモータの欠陥があっても、所
望のタスクを引き続き実行する、プログラム可能なスマ
ート膜を提供する。
ちの１つ又は数個においてモータの欠陥があっても、所
望のタスクを引き続き実行する、プログラム可能なスマ
ート膜を提供する。
【００３７】本発明は個々に、モジュールユニットのう
ちの１つ又は数個においてセンサの欠陥があっても、所
望のタスクを引き続き実行する、プログラム可能なスマ
ート膜を提供する。
ちの１つ又は数個においてセンサの欠陥があっても、所
望のタスクを引き続き実行する、プログラム可能なスマ
ート膜を提供する。
【００３８】本発明は個々に、モジュールユニットのう
ちの１つ又は数個において電源がなくても、所望のタス
クを引き続き実行する、プログラム可能なスマート膜を
提供する。
ちの１つ又は数個において電源がなくても、所望のタス
クを引き続き実行する、プログラム可能なスマート膜を
提供する。
【００３９】本発明は個々に、モジュールユニットのう
ちの１つ又は数個においてセンサによるセンサ読取り誤
差があっても、所望のタスクを引き続き実行する、プロ
グラム可能なスマート膜を提供する。
ちの１つ又は数個においてセンサによるセンサ読取り誤
差があっても、所望のタスクを引き続き実行する、プロ
グラム可能なスマート膜を提供する。
【００４０】本発明は個々に、色に基づいてオブジェク
トを分類する、二次元スライドロボットを備えたプログ
ラム可能なスマート膜を提供する。
トを分類する、二次元スライドロボットを備えたプログ
ラム可能なスマート膜を提供する。
【００４１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
１つの属性を有する少なくとも１つのオブジェクトに対
し、分類機能、フィルタリング機能、及び吸収機能のう
ちの少なくとも１つの機能全体を行う膜であって、互い
に隣接して配置された複数のモジュールユニットを備
え、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、その
周囲の環境に関する情報を取得し、前記複数のモジュー
ルユニットの少なくとも一部がそれぞれ、少なくとも第
１の制御方法に基づいて、少なくとも１つの機能を実行
し、前記第１の制御方法が、前記複数のモジュールユニ
ットのそれぞれに対する前記情報に基づいて、前記機能
を決定し、前記複数のモジュールユニットの前記少なく
とも一部が、前記少なくとも１つの機能を実行すること
によって、前記オブジェクトの前記属性に基づいて、前
記膜の前記機能全体が集合的に実行されることを特徴と
する。
１つの属性を有する少なくとも１つのオブジェクトに対
し、分類機能、フィルタリング機能、及び吸収機能のう
ちの少なくとも１つの機能全体を行う膜であって、互い
に隣接して配置された複数のモジュールユニットを備
え、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、その
周囲の環境に関する情報を取得し、前記複数のモジュー
ルユニットの少なくとも一部がそれぞれ、少なくとも第
１の制御方法に基づいて、少なくとも１つの機能を実行
し、前記第１の制御方法が、前記複数のモジュールユニ
ットのそれぞれに対する前記情報に基づいて、前記機能
を決定し、前記複数のモジュールユニットの前記少なく
とも一部が、前記少なくとも１つの機能を実行すること
によって、前記オブジェクトの前記属性に基づいて、前
記膜の前記機能全体が集合的に実行されることを特徴と
する。
【００４２】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記複数のモジュールユニットが、少なくとも２層
のモジュールユニットを形成するように互いに隣接して
配置されることを特徴とする。
て、前記複数のモジュールユニットが、少なくとも２層
のモジュールユニットを形成するように互いに隣接して
配置されることを特徴とする。
【００４３】本発明の第３の態様は、第１の態様におい
て、前記複数のモジュールユニットが、前記機能全体を
行う膜を二次元において形成するように配置されること
を特徴とする。
て、前記複数のモジュールユニットが、前記機能全体を
行う膜を二次元において形成するように配置されること
を特徴とする。
【００４４】本発明の第４の態様は、第１の態様におい
て、前記複数のモジュールユニットが全て同一であるこ
とを特徴とする。
て、前記複数のモジュールユニットが全て同一であるこ
とを特徴とする。
【００４５】本発明の第５の態様は、第１の態様におい
て、前記複数のモジュールユニットがロボットモジュー
ルであることを特徴とする。
て、前記複数のモジュールユニットがロボットモジュー
ルであることを特徴とする。
【００４６】本発明の第６の態様は、第５の態様におい
て、前記ロボットモジュールが、側方にスライドするロ
ボットモジュールであることを特徴とする。
て、前記ロボットモジュールが、側方にスライドするロ
ボットモジュールであることを特徴とする。
【００４７】本発明の第７の態様は、第１の態様におい
て、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、前記
情報を取得する少なくとも１つのセンサを備えることを
特徴とする。
て、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、前記
情報を取得する少なくとも１つのセンサを備えることを
特徴とする。
【００４８】本発明の第８の態様は、第１の態様におい
て、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、前記
オブジェクトを前記情報として検出する少なくとも１つ
のオブジェクトセンサと、そのモジュールユニットに隣
接した前記複数のモジュールユニットのうちの他のモジ
ュールユニットを前記情報として検出する少なくとも１
つの他モジュールユニットセンサと、前記膜が中に配置
されているワールドの壁を前記情報として検出する少な
くとも１つの壁センサとを備えることを特徴とする。
て、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、前記
オブジェクトを前記情報として検出する少なくとも１つ
のオブジェクトセンサと、そのモジュールユニットに隣
接した前記複数のモジュールユニットのうちの他のモジ
ュールユニットを前記情報として検出する少なくとも１
つの他モジュールユニットセンサと、前記膜が中に配置
されているワールドの壁を前記情報として検出する少な
くとも１つの壁センサとを備えることを特徴とする。
【００４９】本発明の第９の態様は、第１の態様におい
て、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、前記
第１の制御方法を実行するプロセッサを備えることを特
徴とする。
て、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、前記
第１の制御方法を実行するプロセッサを備えることを特
徴とする。
【００５０】本発明の第１０の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットの少なくとも一部
がそれぞれ、前記情報に基づいて前記機能を決定する第
２の制御方法に基づいて、前記機能を実行することを特
徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットの少なくとも一部
がそれぞれ、前記情報に基づいて前記機能を決定する第
２の制御方法に基づいて、前記機能を実行することを特
徴とする。
【００５１】本発明の第１１の態様は、第１の態様にお
いて、前記第１の制御方法がプログラムであることを特
徴とする。
いて、前記第１の制御方法がプログラムであることを特
徴とする。
【００５２】本発明の第１２の態様は、第１１の態様に
おいて、前記プログラムが、遺伝プログラミングによっ
て生成されることを特徴とする。
おいて、前記プログラムが、遺伝プログラミングによっ
て生成されることを特徴とする。
【００５３】本発明の第１３の態様は、第１１の態様に
おいて、前記プログラムが予め定義されることを特徴と
する。
おいて、前記プログラムが予め定義されることを特徴と
する。
【００５４】本発明の第１４の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの移
動が、前記複数のモジュールユニットのうちの前記１つ
がもう１つ別のモジュールユニットと隣接している場合
にのみ可能であることを特徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの移
動が、前記複数のモジュールユニットのうちの前記１つ
がもう１つ別のモジュールユニットと隣接している場合
にのみ可能であることを特徴とする。
【００５５】本発明の第１５の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの移
動が、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの単
独移動であることを特徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの移
動が、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの単
独移動であることを特徴とする。
【００５６】本発明の第１６の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの移
動が、前記複数のモジュールユニットのうちの１ライン
のライン移動であることを特徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの移
動が、前記複数のモジュールユニットのうちの１ライン
のライン移動であることを特徴とする。
【００５７】本発明の第１７の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、移
動を行うためのモータを備えることを特徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、移
動を行うためのモータを備えることを特徴とする。
【００５８】本発明の第１８の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの移
動が、他の隣接したモジュールユニットに対するスライ
ド移動であることを特徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットのうちの１つの移
動が、他の隣接したモジュールユニットに対するスライ
ド移動であることを特徴とする。
【００５９】本発明の第１９の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットが、前記オブジェ
クトの１つより多くの属性に基づいて、前記膜の前記機
能全体を集合的に実行することを特徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットが、前記オブジェ
クトの１つより多くの属性に基づいて、前記膜の前記機
能全体を集合的に実行することを特徴とする。
【００６０】本発明の第２０の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットが、１つより多く
のオブジェクトに対して、前記膜の前記機能全体を集合
的に実行することを特徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットが、１つより多く
のオブジェクトに対して、前記膜の前記機能全体を集合
的に実行することを特徴とする。
【００６１】本発明の第２１の態様は、第１の態様にお
いて、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、も
う１つ別のモジュールユニット若しくは前記環境との少
なくとも１つの通信リンクによって、前記情報を取得す
ることを特徴とする。
いて、前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、も
う１つ別のモジュールユニット若しくは前記環境との少
なくとも１つの通信リンクによって、前記情報を取得す
ることを特徴とする。
【００６２】本発明の第２２の態様は、第２１の態様に
おいて、前記少なくとも１つの通信リンクが、前記複数
のモジュールユニットのうちの少なくとも１つの他のモ
ジュールユニットとの物理的接触であることを特徴とす
る。
おいて、前記少なくとも１つの通信リンクが、前記複数
のモジュールユニットのうちの少なくとも１つの他のモ
ジュールユニットとの物理的接触であることを特徴とす
る。
【００６３】本発明の第２３の態様は、第２１の態様に
おいて、前記少なくとも１つの通信リンクが、前記複数
のモジュールユニットのうちの少なくとも１つの他のモ
ジュールユニットとの電気的接続であることを特徴とす
る。
おいて、前記少なくとも１つの通信リンクが、前記複数
のモジュールユニットのうちの少なくとも１つの他のモ
ジュールユニットとの電気的接続であることを特徴とす
る。
【００６４】本発明の第２４の態様は、第２１の態様に
おいて、前記少なくとも１つの通信リンクが、前記複数
のモジュールユニットのうちの少なくとも１つの他のモ
ジュールユニットとの無線通信リンクであることを特徴
とする。
おいて、前記少なくとも１つの通信リンクが、前記複数
のモジュールユニットのうちの少なくとも１つの他のモ
ジュールユニットとの無線通信リンクであることを特徴
とする。
【００６５】本発明の第２５の態様は、第１の態様にお
いて、前記第１の制御方法が再プログラム可能であるこ
とを特徴とする。
いて、前記第１の制御方法が再プログラム可能であるこ
とを特徴とする。
【００６６】本発明の第２６の態様は、第１の態様にお
いて、前記情報が、前記複数のモジュールユニットのそ
れぞれのローカル情報であることを特徴とする。
いて、前記情報が、前記複数のモジュールユニットのそ
れぞれのローカル情報であることを特徴とする。
【００６７】本発明の第２７の態様は、第１の態様にお
いて、前記情報が、前記複数のモジュールユニットの前
記少なくとも一部によって受信された情報に基づいた情
報であることを特徴とする。
いて、前記情報が、前記複数のモジュールユニットの前
記少なくとも一部によって受信された情報に基づいた情
報であることを特徴とする。
【００６８】本発明の第２８の態様は、第１の態様にお
いて、前記機能が移動であることを特徴とする。
いて、前記機能が移動であることを特徴とする。
【００６９】本発明の第２９の態様は、第１の態様にお
いて、前記機能が、前記複数のモジュールユニットのう
ちの１つのモジュールユニットの内部状態における変更
であることを特徴とする。
いて、前記機能が、前記複数のモジュールユニットのう
ちの１つのモジュールユニットの内部状態における変更
であることを特徴とする。
【００７０】本発明の第３０の態様は、第１の態様にお
いて、前記情報が第１の属性であることを特徴とする。
いて、前記情報が第１の属性であることを特徴とする。
【００７１】本発明の第３１の態様は、第１のモジュー
ルと、前記第１のモジュールに隣接して配置された第２
のモジュールと、少なくとも１つのコントローラと、を
備えた自己再構成可能なロボットであって、前記第１及
び第２のモジュールがそれぞれ、機能回路及びセンサを
備え、前記少なくとも１つのコントローラが第１の制御
プログラムを実行することによって、前記センサにより
取得された情報に基づいて、前記第１及び第２のモジュ
ールに対する機能命令が生成されると共に、前記機能回
路が、前記機能命令に基づいて機能を実行し、前記第１
及び第２のモジュールの前記機能が、前記自己再構成可
能なロボットのフィルタリング機能、分類機能、及び吸
収機能のうちの少なくとも１つの機能全体を集合的に実
行することを特徴とする。
ルと、前記第１のモジュールに隣接して配置された第２
のモジュールと、少なくとも１つのコントローラと、を
備えた自己再構成可能なロボットであって、前記第１及
び第２のモジュールがそれぞれ、機能回路及びセンサを
備え、前記少なくとも１つのコントローラが第１の制御
プログラムを実行することによって、前記センサにより
取得された情報に基づいて、前記第１及び第２のモジュ
ールに対する機能命令が生成されると共に、前記機能回
路が、前記機能命令に基づいて機能を実行し、前記第１
及び第２のモジュールの前記機能が、前記自己再構成可
能なロボットのフィルタリング機能、分類機能、及び吸
収機能のうちの少なくとも１つの機能全体を集合的に実
行することを特徴とする。
【００７２】本発明の第３２の態様は、第３１の態様に
おいて、前記機能回路が移動モータを作動させることを
特徴とする。
おいて、前記機能回路が移動モータを作動させることを
特徴とする。
【００７３】本発明の第３３の態様は、第３１の態様に
おいて、前記情報が、前記第１及び第２のモジュールの
それぞれのローカル情報であることを特徴とする。
おいて、前記情報が、前記第１及び第２のモジュールの
それぞれのローカル情報であることを特徴とする。
【００７４】本発明の第３４の態様は、第３１の態様に
おいて、前記情報が、前記第１及び第２のモジュール両
方からの情報であることを特徴とする。
おいて、前記情報が、前記第１及び第２のモジュール両
方からの情報であることを特徴とする。
【００７５】本発明の第３５の態様は、１つの属性を有
する少なくとも１つのオブジェクトに対し、分類機能、
フィルタリング機能、及び吸収機能のうちの少なくとも
１つの機能全体を行う膜を提供する方法であって、それ
ぞれがその周囲の環境に関する情報を取得することので
きる、複数のモジュールユニットを供給するステップ
と、前記複数のモジュールユニットを、互いに隣接して
配置するステップと、前記情報に基づいて、前記複数の
モジュールユニットのそれぞれに対する動作機能を制御
する、制御方法を供給するステップとを含み、前記複数
のモジュールユニットが前記動作機能を個別に実行する
ことによって、前記オブジェクトの前記属性に基づい
て、前記膜の前記機能全体が集合的に実行されることを
特徴とする。
する少なくとも１つのオブジェクトに対し、分類機能、
フィルタリング機能、及び吸収機能のうちの少なくとも
１つの機能全体を行う膜を提供する方法であって、それ
ぞれがその周囲の環境に関する情報を取得することので
きる、複数のモジュールユニットを供給するステップ
と、前記複数のモジュールユニットを、互いに隣接して
配置するステップと、前記情報に基づいて、前記複数の
モジュールユニットのそれぞれに対する動作機能を制御
する、制御方法を供給するステップとを含み、前記複数
のモジュールユニットが前記動作機能を個別に実行する
ことによって、前記オブジェクトの前記属性に基づい
て、前記膜の前記機能全体が集合的に実行されることを
特徴とする。
【００７６】本発明の第３６の態様は、コンピュータが
読取り可能なメモリを含む製品であって、スマート膜の
複数の機能それぞれを実行する、第１の複数のソフトウ
ェア関数と、複数のソフトウェア関数をランダムに選択
して、第１の複数のソフトウェアプログラムを生成す
る、第１のソフトウェアプログラムと、前記第１の複数
のソフトウェアプログラムそれぞれに対する、複数の適
合度関数の値それぞれを取得する、適合度関数と、前記
複数の適合度関数の値それぞれに基づいて、前記第１の
複数のソフトウェアプログラムからの第２の複数のソフ
トウェアプログラムを行う、第２のソフトウェアプログ
ラムとを備えることを特徴とする。
読取り可能なメモリを含む製品であって、スマート膜の
複数の機能それぞれを実行する、第１の複数のソフトウ
ェア関数と、複数のソフトウェア関数をランダムに選択
して、第１の複数のソフトウェアプログラムを生成す
る、第１のソフトウェアプログラムと、前記第１の複数
のソフトウェアプログラムそれぞれに対する、複数の適
合度関数の値それぞれを取得する、適合度関数と、前記
複数の適合度関数の値それぞれに基づいて、前記第１の
複数のソフトウェアプログラムからの第２の複数のソフ
トウェアプログラムを行う、第２のソフトウェアプログ
ラムとを備えることを特徴とする。
【００７７】本発明の第３７の態様は、スマート膜用の
ソフトウェアを提供する方法であって、複数のモジュー
ル機能それぞれを実行する、複数のソフトウェア関数を
供給するステップと、前記複数のソフトウェア関数か
ら、目的を解決するための第１の複数のソフトウェアプ
ログラムを構成するステップと、前記第１の複数のソフ
トウェアプログラムを実行して、複数の結果それぞれを
取得するステップと、適合度の値をもたらす目的の適合
度関数を供給するステップと、前記第１の複数のソフト
ウェアプログラムに対する、複数の適合度関数の値それ
ぞれを計算するステップと、前記適合度関数の値それぞ
れに基づいて、前記第１の複数のソフトウェアプログラ
ムから、第２の複数のソフトウェアプログラムを選択す
るステップと、遺伝オペレーションを用いて、前記第２
の複数のソフトウェアプログラムから、第３の複数のソ
フトウェアプログラムを構成するステップとを含むこと
を特徴とする。
ソフトウェアを提供する方法であって、複数のモジュー
ル機能それぞれを実行する、複数のソフトウェア関数を
供給するステップと、前記複数のソフトウェア関数か
ら、目的を解決するための第１の複数のソフトウェアプ
ログラムを構成するステップと、前記第１の複数のソフ
トウェアプログラムを実行して、複数の結果それぞれを
取得するステップと、適合度の値をもたらす目的の適合
度関数を供給するステップと、前記第１の複数のソフト
ウェアプログラムに対する、複数の適合度関数の値それ
ぞれを計算するステップと、前記適合度関数の値それぞ
れに基づいて、前記第１の複数のソフトウェアプログラ
ムから、第２の複数のソフトウェアプログラムを選択す
るステップと、遺伝オペレーションを用いて、前記第２
の複数のソフトウェアプログラムから、第３の複数のソ
フトウェアプログラムを構成するステップとを含むこと
を特徴とする。
【００７８】本発明の第３８の態様は、周囲の環境に関
する情報を取得する複数のモジュールユニットを有し、
属性を有するオブジェクトに対し機能全体を行う、膜を
制御する方法であって、前記情報に基づいて、前記複数
のモジュールユニットのそれぞれに対する機能を決定す
るステップを含み、前記複数のモジュールユニットのそ
れぞれが前記機能を実行することによって、前記属性に
基づいて、前記膜の前記機能全体が集合的に実行される
ことを特徴とする。
する情報を取得する複数のモジュールユニットを有し、
属性を有するオブジェクトに対し機能全体を行う、膜を
制御する方法であって、前記情報に基づいて、前記複数
のモジュールユニットのそれぞれに対する機能を決定す
るステップを含み、前記複数のモジュールユニットのそ
れぞれが前記機能を実行することによって、前記属性に
基づいて、前記膜の前記機能全体が集合的に実行される
ことを特徴とする。
【００７９】本発明のこれらの及びその他の特性並びに
利点については、本発明によるシステム及び方法の様々
な一般的な実施の形態に関する以下の詳細な説明に記載
されている、又は以下の詳細な説明より明らかである。
利点については、本発明によるシステム及び方法の様々
な一般的な実施の形態に関する以下の詳細な説明に記載
されている、又は以下の詳細な説明より明らかである。
【００８０】
【発明の実施の形態】本発明は、関連技術の欠陥及び不
足分を克服する、プログラム可能膜及びその方法であ
る。
足分を克服する、プログラム可能膜及びその方法であ
る。
【００８１】本発明は、アイテムの特性若しくは属性に
依って、アイテムを拒絶、移送、及び／又は吸収するよ
うにプログラムすることのできる、スマート膜を含む。
本発明のスマート膜は、複数のモジュールユニットを備
える。このスマート膜全体は、外部からの援助が一切無
くても再構成することができるという点で、自己再構成
可能である。各モジュールユニットは、その環境に関す
る情報に基づいて、機能を実行する。各モジュールユニ
ットが、それと隣接するモジュールユニットと通信し且
つ相対的に移動することによって、例えばフィルタリン
グのような、膜全体のタスク全体が行われる。このモジ
ュールユニットによって実行される機能は、セントラル
プログラム／方法に基づいている。
依って、アイテムを拒絶、移送、及び／又は吸収するよ
うにプログラムすることのできる、スマート膜を含む。
本発明のスマート膜は、複数のモジュールユニットを備
える。このスマート膜全体は、外部からの援助が一切無
くても再構成することができるという点で、自己再構成
可能である。各モジュールユニットは、その環境に関す
る情報に基づいて、機能を実行する。各モジュールユニ
ットが、それと隣接するモジュールユニットと通信し且
つ相対的に移動することによって、例えばフィルタリン
グのような、膜全体のタスク全体が行われる。このモジ
ュールユニットによって実行される機能は、セントラル
プログラム／方法に基づいている。
【００８２】本発明の様々な一般的な実施の形態を、添
付の図面を参照しながら詳細に説明する。
付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００８３】図１〜図３は、本発明によるスマート膜１
００の１つの一般的な実施の形態を示している。このス
マート膜１００は、複数のモジュールユニット１１０を
備える。この一般的な実施の形態におけるスマート膜１
００は、一方向フィルタとして機能している。その他の
様々な一般的な実施の形態では、本発明によるスマート
膜は、それぞれ図４〜図６、図７〜図９、及び図１０〜
図１２に示されているように、オブジェクトを多方向に
フィルタリングしたり、分類したり、捕捉／吸収したり
する機能を果たすこともできる、ということは認識され
るべきである。
００の１つの一般的な実施の形態を示している。このス
マート膜１００は、複数のモジュールユニット１１０を
備える。この一般的な実施の形態におけるスマート膜１
００は、一方向フィルタとして機能している。その他の
様々な一般的な実施の形態では、本発明によるスマート
膜は、それぞれ図４〜図６、図７〜図９、及び図１０〜
図１２に示されているように、オブジェクトを多方向に
フィルタリングしたり、分類したり、捕捉／吸収したり
する機能を果たすこともできる、ということは認識され
るべきである。
【００８４】図１〜図３に示されているように、スマー
ト膜１００は、オブジェクトをフィルタリングして、第
１の属性を有するオブジェクト１２０には膜１００を通
過させ、第２の属性を有するオブジェクト１３０には膜
１００を通過させないようにする。説明の便宜上、第１
の属性を有するオブジェクト１２０は三角で、第２の属
性を有するオブジェクト１３０は丸で示されている。
ト膜１００は、オブジェクトをフィルタリングして、第
１の属性を有するオブジェクト１２０には膜１００を通
過させ、第２の属性を有するオブジェクト１３０には膜
１００を通過させないようにする。説明の便宜上、第１
の属性を有するオブジェクト１２０は三角で、第２の属
性を有するオブジェクト１３０は丸で示されている。
【００８５】図１はフィルタリングの初期段階を、図２
はフィルタリングの中間段階を、図３はフィルタリング
の最終段階を示している。図２に示されているように、
一時移送チャネル１４０が、モジュールユニット１１０
の作用により生成される。この一時移送チャネル１４０
は、オブジェクト１２０に膜１００を通過させる。
はフィルタリングの中間段階を、図３はフィルタリング
の最終段階を示している。図２に示されているように、
一時移送チャネル１４０が、モジュールユニット１１０
の作用により生成される。この一時移送チャネル１４０
は、オブジェクト１２０に膜１００を通過させる。
【００８６】この一般的な実施の形態では、モジュール
ユニット１１０は同一である。しかし、その他の様々な
一般的な実施の形態では、モジュールユニット１１０は
全てが同一なわけではない、ということは認識されるべ
きである。
ユニット１１０は同一である。しかし、その他の様々な
一般的な実施の形態では、モジュールユニット１１０は
全てが同一なわけではない、ということは認識されるべ
きである。
【００８７】この一般的な実施の形態では、モジュール
ユニット１１０は、同一セットの命令若しくは方法に基
づいて作動する。しかし、その他の様々な一般的な実施
の形態では、モジュールユニット１１０全てが、同一の
方法に基づいて作動するわけではない、ということは理
解されるべきである。
ユニット１１０は、同一セットの命令若しくは方法に基
づいて作動する。しかし、その他の様々な一般的な実施
の形態では、モジュールユニット１１０全てが、同一の
方法に基づいて作動するわけではない、ということは理
解されるべきである。
【００８８】各モジュールユニット１１０は、そのモジ
ュールユニット周囲の環境に関する情報を得る。様々な
一般的な実施の形態では、この情報はローカル情報であ
る。このローカル情報とは、そのモジュールユニットの
すぐ周囲にある環境に関する情報である。その他の様々
な一般的な実施の形態では、この情報は、モジュールユ
ニット全て即ち膜の環境から得られるグローバル情報で
ある。
ュールユニット周囲の環境に関する情報を得る。様々な
一般的な実施の形態では、この情報はローカル情報であ
る。このローカル情報とは、そのモジュールユニットの
すぐ周囲にある環境に関する情報である。その他の様々
な一般的な実施の形態では、この情報は、モジュールユ
ニット全て即ち膜の環境から得られるグローバル情報で
ある。
【００８９】この情報を得る方法は、膜の各用途に基づ
いて様々であってよい。例えば、様々な一般的な実施の
形態では、この情報は、そのモジュールと、それと隣接
するモジュールユニットを含む環境とを、物理的に接触
させることによって得られる。その他の様々な一般的な
実施の形態では、この情報は、そのモジュールユニット
と、それと隣接するモジュールユニットを含む環境と
を、電気的に接続させることによって得られる。
いて様々であってよい。例えば、様々な一般的な実施の
形態では、この情報は、そのモジュールと、それと隣接
するモジュールユニットを含む環境とを、物理的に接触
させることによって得られる。その他の様々な一般的な
実施の形態では、この情報は、そのモジュールユニット
と、それと隣接するモジュールユニットを含む環境と
を、電気的に接続させることによって得られる。
【００９０】様々な一般的な実施の形態では、この情報
はセンサによって得られる。このセンサは、いずれの既
知の若しくはこれから開発されるセンサ、或いは、感知
デバイス及び／又は方法であってもよい。様々な一般的
な実施の形態では、このセンサは、モジュールユニット
の上及び／又は中に配置される。様々な一般的な実施の
形態では、このセンサは、オブジェクト１２０及び１３
０、並びに／又は、膜１００の環境の境界を検出するた
めのものである。様々な一般的な実施の形態では、この
センサは赤外線センサである。
はセンサによって得られる。このセンサは、いずれの既
知の若しくはこれから開発されるセンサ、或いは、感知
デバイス及び／又は方法であってもよい。様々な一般的
な実施の形態では、このセンサは、モジュールユニット
の上及び／又は中に配置される。様々な一般的な実施の
形態では、このセンサは、オブジェクト１２０及び１３
０、並びに／又は、膜１００の環境の境界を検出するた
めのものである。様々な一般的な実施の形態では、この
センサは赤外線センサである。
【００９１】その他の様々な一般的な実施の形態では、
この情報は、環境と通信するモジュールユニットによっ
て得られる。例えば、様々な一般的な実施の形態では、
モジュールユニットは、互いに通信する。様々な一般的
な実施の形態では、モジュールユニットは、すぐに隣接
したモジュールユニットとのみ通信する。その他の一般
的な実施の形態では、モジュールユニットは、オブジェ
クト１２０及び１３０、並びに／又は、環境の境界と通
信する。いずれの既知の若しくはこれから開発される通
信方法、及び／又は通信デバイスを用いてもよい。様々
な一般的な実施の形態では、この通信は無線通信によっ
て行われる。
この情報は、環境と通信するモジュールユニットによっ
て得られる。例えば、様々な一般的な実施の形態では、
モジュールユニットは、互いに通信する。様々な一般的
な実施の形態では、モジュールユニットは、すぐに隣接
したモジュールユニットとのみ通信する。その他の一般
的な実施の形態では、モジュールユニットは、オブジェ
クト１２０及び１３０、並びに／又は、環境の境界と通
信する。いずれの既知の若しくはこれから開発される通
信方法、及び／又は通信デバイスを用いてもよい。様々
な一般的な実施の形態では、この通信は無線通信によっ
て行われる。
【００９２】様々な一般的な実施の形態では、モジュー
ルユニットは、センサのみ、或いは通信デバイスのみ、
或いはその両方を備えていてもよい、ということは認識
されるべきである。また、このセンサと通信デバイスと
は、１つのデバイスに組み合わされていてもよい、とい
うことも認識されるべきである。さらに、様々な一般的
な実施の形態では、感知及び通信デバイスを介して得ら
れる情報としては、オブジェクトの特性、即ち、例え
ば、色、大きさ、形状、温度、密度、重量、剛度、弾力
度、電荷、力、反射率、磁束、導電率、摩擦率、圧縮
率、動き、オブジェクトとの通信、以上の属性のうちの
いずれかの時間の経過に伴う変化の仕方、及び、以上の
属性のうちのいずれかのオブジェクトにわたる変動の仕
方が挙げられるが、これらに限定されるわけではない、
ということも認識されるべきである。
ルユニットは、センサのみ、或いは通信デバイスのみ、
或いはその両方を備えていてもよい、ということは認識
されるべきである。また、このセンサと通信デバイスと
は、１つのデバイスに組み合わされていてもよい、とい
うことも認識されるべきである。さらに、様々な一般的
な実施の形態では、感知及び通信デバイスを介して得ら
れる情報としては、オブジェクトの特性、即ち、例え
ば、色、大きさ、形状、温度、密度、重量、剛度、弾力
度、電荷、力、反射率、磁束、導電率、摩擦率、圧縮
率、動き、オブジェクトとの通信、以上の属性のうちの
いずれかの時間の経過に伴う変化の仕方、及び、以上の
属性のうちのいずれかのオブジェクトにわたる変動の仕
方が挙げられるが、これらに限定されるわけではない、
ということも認識されるべきである。
【００９３】モジュールユニットによって得られたこの
情報は、モジュールユニット１１０がそれらそれぞれの
機能に関して従属する制御方法に基づいて処理される。
情報は、モジュールユニット１１０がそれらそれぞれの
機能に関して従属する制御方法に基づいて処理される。
【００９４】この情報は、処理された結果、それぞれの
モジュールユニット１１０に対する機能命令となる。こ
の機能命令とは、モジュールユニット１１０に特定機能
（単数又は複数）を実行させる命令である。この機能命
令には、モジュールユニット１１０に何の機能も実行し
ないように命令する、非機能命令も含まれる。この一般
的な実施の形態では、機能命令は、移動、通信、及び内
部状態変更命令である。しかし、この機能命令には様々
な動作／機能が含まれるであろう、ということは認識さ
れるべきである。例えば、様々な一般的な実施の形態で
は、この機能として、環境との通信、他のモジュールユ
ニットとの接続、不動、モジュールユニットの内部状態
変更が挙げられるが、これらに限定されるわけではな
い。
モジュールユニット１１０に対する機能命令となる。こ
の機能命令とは、モジュールユニット１１０に特定機能
（単数又は複数）を実行させる命令である。この機能命
令には、モジュールユニット１１０に何の機能も実行し
ないように命令する、非機能命令も含まれる。この一般
的な実施の形態では、機能命令は、移動、通信、及び内
部状態変更命令である。しかし、この機能命令には様々
な動作／機能が含まれるであろう、ということは認識さ
れるべきである。例えば、様々な一般的な実施の形態で
は、この機能として、環境との通信、他のモジュールユ
ニットとの接続、不動、モジュールユニットの内部状態
変更が挙げられるが、これらに限定されるわけではな
い。
【００９５】その他の様々な一般的な実施の形態では、
この機能命令は、それぞれのモジュールユニット１１０
に対するエフェクタ命令である。例えば、ラッチ用の面
板を有するモジュールユニットは、例えば、その面板を
隣接するモジュールユニットの面板にラッチ又はラッチ
解除することによって、隣接するモジュールユニットに
対して着脱することができる。
この機能命令は、それぞれのモジュールユニット１１０
に対するエフェクタ命令である。例えば、ラッチ用の面
板を有するモジュールユニットは、例えば、その面板を
隣接するモジュールユニットの面板にラッチ又はラッチ
解除することによって、隣接するモジュールユニットに
対して着脱することができる。
【００９６】様々な一般的な実施の形態では、この機能
命令は、それぞれのモジュールユニット１１０に対する
通信命令である。例えば、モジュールユニットは、他の
モジュールユニットに対して、メッセージを送受信する
ことができる。これらのメッセージとしては、あらゆる
タイプの情報の共有や、情報の要求などが挙げられる。
命令は、それぞれのモジュールユニット１１０に対する
通信命令である。例えば、モジュールユニットは、他の
モジュールユニットに対して、メッセージを送受信する
ことができる。これらのメッセージとしては、あらゆる
タイプの情報の共有や、情報の要求などが挙げられる。
【００９７】その他の様々な一般的な実施の形態では、
この機能命令は、モジュールユニットの内部状態を変更
するための命令である。この命令としては、計算結果、
センサ読取り値、又は将来参照用の計画動作を記憶して
いるような、それぞれのモジュールユニット１１０の内
部メモリの内容を変更する、セントラル方法を変更／修
正するための命令が挙げられるが、これに限定されるわ
けではない。
この機能命令は、モジュールユニットの内部状態を変更
するための命令である。この命令としては、計算結果、
センサ読取り値、又は将来参照用の計画動作を記憶して
いるような、それぞれのモジュールユニット１１０の内
部メモリの内容を変更する、セントラル方法を変更／修
正するための命令が挙げられるが、これに限定されるわ
けではない。
【００９８】機能がモジュールユニットの移動である様
々な一般的な実施の形態では、各モジュールユニットの
移動は、１セットの予め定義された制限に限定される。
例えば、モジュールユニットは、モジュールユニット１
１０の移動を制限する物理的構造を有していてもよい。
その他の一般的な実施の形態では、複数のモジュールユ
ニットを合わせて１グループとして保持するように、こ
の移動制限を設定してもよい。特定の移動制限の一例と
しては、モジュールユニットが、少なくとも１つの他の
モジュールユニットと隣接している場合にのみ移動する
ことができる、というものがある。
々な一般的な実施の形態では、各モジュールユニットの
移動は、１セットの予め定義された制限に限定される。
例えば、モジュールユニットは、モジュールユニット１
１０の移動を制限する物理的構造を有していてもよい。
その他の一般的な実施の形態では、複数のモジュールユ
ニットを合わせて１グループとして保持するように、こ
の移動制限を設定してもよい。特定の移動制限の一例と
しては、モジュールユニットが、少なくとも１つの他の
モジュールユニットと隣接している場合にのみ移動する
ことができる、というものがある。
【００９９】各モジュールユニット１１０がそれぞれの
環境情報にのみ基づいて独立して動作することにより、
膜全体が所望のとおりに動作する。
環境情報にのみ基づいて独立して動作することにより、
膜全体が所望のとおりに動作する。
【０１００】個々のモジュールユニット１１０が従属し
ている方法は、モジュールユニット１１０がどのように
集合的に動作するかを決定する。様々な一般的な実施の
形態におけるこの制御方法は、コンピュータプログラム
である。様々な一般的な実施の形態では、このコンピュ
ータプログラムは、遺伝プログラミング法を用いて開発
されている。この遺伝プログラミング法としては、例え
ば、２０００年７月７日に出願された同時係属出願の米
国特許出願番号第０９／６１１，３９５号（これは、参
照によりその全体が本明細書中に援用される）に開示さ
れている、自動制御プログラム生成方法が挙げられる
が、これに限定されるわけではない。
ている方法は、モジュールユニット１１０がどのように
集合的に動作するかを決定する。様々な一般的な実施の
形態におけるこの制御方法は、コンピュータプログラム
である。様々な一般的な実施の形態では、このコンピュ
ータプログラムは、遺伝プログラミング法を用いて開発
されている。この遺伝プログラミング法としては、例え
ば、２０００年７月７日に出願された同時係属出願の米
国特許出願番号第０９／６１１，３９５号（これは、参
照によりその全体が本明細書中に援用される）に開示さ
れている、自動制御プログラム生成方法が挙げられる
が、これに限定されるわけではない。
【０１０１】オブジェクト１２０及び１３０の第１及び
第２の属性は、方法及びデバイスを得る情報を介してモ
ジュールユニット１１０により取得若しくは学習するこ
とのできるものであれば、いずれのタイプの属性であっ
てもよい、ということも認識されるべきである。また、
各オブジェクトは複数の属性を有していてもよく、各属
性は時間の経過に伴って且つ実際のオブジェクトにわた
って変化してもよい、ということも認識されるべきであ
る。様々な一般的な実施の形態では、これらの属性とし
ては、色、大きさ、形状、温度、密度、重量、剛度、弾
力度、電荷、力、反射率、磁束、導電率、摩擦率、圧縮
率、オブジェクトの動き、オブジェクトとの通信、以上
の属性のうちのいずれかの時間の経過に伴う変化の仕
方、及び、以上の属性のうちのいずれかのオブジェクト
にわたる変動の仕方があるが、これらに限定されるわけ
ではない。
第２の属性は、方法及びデバイスを得る情報を介してモ
ジュールユニット１１０により取得若しくは学習するこ
とのできるものであれば、いずれのタイプの属性であっ
てもよい、ということも認識されるべきである。また、
各オブジェクトは複数の属性を有していてもよく、各属
性は時間の経過に伴って且つ実際のオブジェクトにわた
って変化してもよい、ということも認識されるべきであ
る。様々な一般的な実施の形態では、これらの属性とし
ては、色、大きさ、形状、温度、密度、重量、剛度、弾
力度、電荷、力、反射率、磁束、導電率、摩擦率、圧縮
率、オブジェクトの動き、オブジェクトとの通信、以上
の属性のうちのいずれかの時間の経過に伴う変化の仕
方、及び、以上の属性のうちのいずれかのオブジェクト
にわたる変動の仕方があるが、これらに限定されるわけ
ではない。
【０１０２】様々な一般的な実施の形態では、膜１００
は、膜１００を起動及び起動停止させるメカニズム（図
示せず）を備える。この起動メカニズムは、膜１００の
「オン／オフ」スイッチである。様々な一般的な実施の
形態では、このメカニズムは、既知の若しくはこれから
開発される無線通信方法及びデバイスを介して起動され
る。その他の様々な一般的な実施の形態では、この起動
メカニズムは、ユーザがこのメカニズムを手動で起動さ
せることができるように、膜１００又はモジュールユニ
ット１１０上に配置される。その他の様々な一般的な実
施の形態では、この起動メカニズムは、個々のモジュー
ルユニット１１０を起動させる複数のデバイスを備え
る。
は、膜１００を起動及び起動停止させるメカニズム（図
示せず）を備える。この起動メカニズムは、膜１００の
「オン／オフ」スイッチである。様々な一般的な実施の
形態では、このメカニズムは、既知の若しくはこれから
開発される無線通信方法及びデバイスを介して起動され
る。その他の様々な一般的な実施の形態では、この起動
メカニズムは、ユーザがこのメカニズムを手動で起動さ
せることができるように、膜１００又はモジュールユニ
ット１１０上に配置される。その他の様々な一般的な実
施の形態では、この起動メカニズムは、個々のモジュー
ルユニット１１０を起動させる複数のデバイスを備え
る。
【０１０３】図４〜図６は、本発明によるスマート膜２
００の１つの一般的な実施の形態を示している。このス
マート膜２００は、複数のモジュールユニット２１０を
備える。この一般的な実施の形態におけるスマート膜２
００は、オブジェクト２２０及び２３０に対する二方向
フィルタとして機能している。この膜２００は、二方向
フィルタとして機能していることを除いては、膜１００
と同一である、ということは認識されるべきである。即
ち、オブジェクト２２０及び２３０が二方向から膜２０
０に接近し、膜２００がこのオブジェクト２２０及び２
３０をその属性に基づいてフィルタリングすることによ
って、オブジェクト２２０は膜２００の下方にフィルタ
リングされ移動し、オブジェクト２３０は膜２００の上
方にフィルタリングされ移動する。このオブジェクト２
２０及び２３０はオブジェクト１２０及び１３０と同一
である、ということも認識されるべきである。図４はフ
ィルタリングの初期段階を、図５はフィルタリングの中
間段階を、図６はフィルタリングの最終段階を示してい
る。図５に示されているように、一時移送チャネル２４
０が、モジュールユニット２１０の機能／作用により生
成される。この一時移送チャネル２４０は、オブジェク
ト２２０及び２３０に、膜２００を通過させる。
００の１つの一般的な実施の形態を示している。このス
マート膜２００は、複数のモジュールユニット２１０を
備える。この一般的な実施の形態におけるスマート膜２
００は、オブジェクト２２０及び２３０に対する二方向
フィルタとして機能している。この膜２００は、二方向
フィルタとして機能していることを除いては、膜１００
と同一である、ということは認識されるべきである。即
ち、オブジェクト２２０及び２３０が二方向から膜２０
０に接近し、膜２００がこのオブジェクト２２０及び２
３０をその属性に基づいてフィルタリングすることによ
って、オブジェクト２２０は膜２００の下方にフィルタ
リングされ移動し、オブジェクト２３０は膜２００の上
方にフィルタリングされ移動する。このオブジェクト２
２０及び２３０はオブジェクト１２０及び１３０と同一
である、ということも認識されるべきである。図４はフ
ィルタリングの初期段階を、図５はフィルタリングの中
間段階を、図６はフィルタリングの最終段階を示してい
る。図５に示されているように、一時移送チャネル２４
０が、モジュールユニット２１０の機能／作用により生
成される。この一時移送チャネル２４０は、オブジェク
ト２２０及び２３０に、膜２００を通過させる。
【０１０４】図７〜図９は、本発明によるスマート膜３
００の１つの一般的な実施の形態を示している。このス
マート膜３００は、複数のモジュールユニット３１０を
備える。この一般的な実施の形態におけるスマート膜３
００は、オブジェクト３２０及び３３０に対する分類機
として機能している。この膜３００は、分類機として機
能していることを除いては、膜１００と同一である、と
いうことは認識されるべきである。この一般的な実施の
形態では、オブジェクト３２０及び３３０が一方向（膜
３００の上方）から膜３００に接近し、膜３００がこの
オブジェクト３２０及び３３０をその属性に基づいて分
類することによって、オブジェクト３２０は膜３００下
方領域の第１サイドに分類され、オブジェクト３３０は
膜下方領域の第２サイドに分類される。このオブジェク
ト３２０及び３３０はオブジェクト１２０及び１３０と
同一である、ということも認識されるべきである。図７
は分類の初期段階を、図８は分類の中間段階を、図９は
分類の最終段階を示している。図８に示されているよう
に、一時移送チャネル３４０が、モジュールユニット３
１０の機能／作用により生成される。この一時移送チャ
ネル３４０は、オブジェクト３２０及び３３０に、膜３
００を通過させる。
００の１つの一般的な実施の形態を示している。このス
マート膜３００は、複数のモジュールユニット３１０を
備える。この一般的な実施の形態におけるスマート膜３
００は、オブジェクト３２０及び３３０に対する分類機
として機能している。この膜３００は、分類機として機
能していることを除いては、膜１００と同一である、と
いうことは認識されるべきである。この一般的な実施の
形態では、オブジェクト３２０及び３３０が一方向（膜
３００の上方）から膜３００に接近し、膜３００がこの
オブジェクト３２０及び３３０をその属性に基づいて分
類することによって、オブジェクト３２０は膜３００下
方領域の第１サイドに分類され、オブジェクト３３０は
膜下方領域の第２サイドに分類される。このオブジェク
ト３２０及び３３０はオブジェクト１２０及び１３０と
同一である、ということも認識されるべきである。図７
は分類の初期段階を、図８は分類の中間段階を、図９は
分類の最終段階を示している。図８に示されているよう
に、一時移送チャネル３４０が、モジュールユニット３
１０の機能／作用により生成される。この一時移送チャ
ネル３４０は、オブジェクト３２０及び３３０に、膜３
００を通過させる。
【０１０５】図１０〜図１２は、本発明によるスマート
膜４００の１つの一般的な実施の形態を示している。こ
のスマート膜４００は、複数のモジュールユニット４１
０を備える。この一般的な実施の形態におけるスマート
膜４００は、オブジェクト４２０或いは４３０をその１
つ以上の属性に基づいて吸収する吸収器として機能して
いる。この膜４００は、吸収器として機能していること
を除いては、膜１００と同一である、ということは認識
されるべきである。この一般的な実施の形態では、オブ
ジェクト４２０及び４３０は、膜４００の上方から膜４
００に接近する。膜４００は、所定の属性（単数又は複
数）を有するオブジェクトのみを吸収する。この実施の
形態では、オブジェクト４２０が適当な所定の属性を有
しているのに対し、オブジェクト４３０は適当な所定の
属性を有していない。膜４００は、それぞれのオブジェ
クトの属性に基づいて、オブジェクト４２０を吸収し、
オブジェクト４３０を膜の中に入れないようにする。こ
のオブジェクト４２０及び４３０はオブジェクト１２０
及び１３０と同一である、ということも認識されるべき
である。図１０は吸収の初期段階を、図１１は吸収の中
間段階を、図１２は吸収の最終段階を示している。図１
１に示されているように、一時移送チャネル４４０が、
モジュールユニット４１０の機能／作用により生成され
る。この一時移送チャネル４４０は、オブジェクト４２
０を膜４００内に侵入させる。
膜４００の１つの一般的な実施の形態を示している。こ
のスマート膜４００は、複数のモジュールユニット４１
０を備える。この一般的な実施の形態におけるスマート
膜４００は、オブジェクト４２０或いは４３０をその１
つ以上の属性に基づいて吸収する吸収器として機能して
いる。この膜４００は、吸収器として機能していること
を除いては、膜１００と同一である、ということは認識
されるべきである。この一般的な実施の形態では、オブ
ジェクト４２０及び４３０は、膜４００の上方から膜４
００に接近する。膜４００は、所定の属性（単数又は複
数）を有するオブジェクトのみを吸収する。この実施の
形態では、オブジェクト４２０が適当な所定の属性を有
しているのに対し、オブジェクト４３０は適当な所定の
属性を有していない。膜４００は、それぞれのオブジェ
クトの属性に基づいて、オブジェクト４２０を吸収し、
オブジェクト４３０を膜の中に入れないようにする。こ
のオブジェクト４２０及び４３０はオブジェクト１２０
及び１３０と同一である、ということも認識されるべき
である。図１０は吸収の初期段階を、図１１は吸収の中
間段階を、図１２は吸収の最終段階を示している。図１
１に示されているように、一時移送チャネル４４０が、
モジュールユニット４１０の機能／作用により生成され
る。この一時移送チャネル４４０は、オブジェクト４２
０を膜４００内に侵入させる。
【０１０６】図１３は、本発明による一般的なスマート
膜のモジュールユニット５００の、１つの一般的な実施
の形態を示すブロック図である。このモジュールユニッ
ト５００は、モジュール制御回路／ルーチン／マネジャ
ー５１０、メモリ５２０、センサ５３０、通信回路／ル
ーチン／マネジャー５４０、及び、機能回路／ルーチン
／マネジャー５５０を備えており、これらはそれぞれ信
号／データバス５１２に接続されている。
膜のモジュールユニット５００の、１つの一般的な実施
の形態を示すブロック図である。このモジュールユニッ
ト５００は、モジュール制御回路／ルーチン／マネジャ
ー５１０、メモリ５２０、センサ５３０、通信回路／ル
ーチン／マネジャー５４０、及び、機能回路／ルーチン
／マネジャー５５０を備えており、これらはそれぞれ信
号／データバス５１２に接続されている。
【０１０７】センサ５３０は、上述したように、モジュ
ールユニット５００周囲の環境に関する情報を得る、少
なくとも１つのセンサを含む。このセンサ５３０によっ
て得られた情報は、モジュール制御回路／ルーチン／マ
ネジャー５１０に送られる。様々なその他の一般的な実
施の形態では、この感知された情報は、評価などのため
に後で呼び出すことができるように、メモリ５２０に記
憶される。
ールユニット５００周囲の環境に関する情報を得る、少
なくとも１つのセンサを含む。このセンサ５３０によっ
て得られた情報は、モジュール制御回路／ルーチン／マ
ネジャー５１０に送られる。様々なその他の一般的な実
施の形態では、この感知された情報は、評価などのため
に後で呼び出すことができるように、メモリ５２０に記
憶される。
【０１０８】通信回路／ルーチン／マネジャー５４０
は、モジュールユニット５００の通信を制御して、上述
したように、モジュールユニット５００周囲の環境に関
する情報を得る。様々な一般的な実施の形態では、この
通信回路／ルーチン／マネジャー５４０は、モジュール
ユニットを制御するのに用いるために、モジュール制御
回路／ルーチン／マネジャー５１０の新しい方法を得る
ことを含む。この通信回路／ルーチン／マネジャー５４
０によって得られた情報は、モジュール制御回路／ルー
チン／マネジャー５１０に送られる。様々なその他の一
般的な実施の形態では、この通信情報は、評価などのた
めに後で呼び出すことができるように、メモリ５２０に
記憶される。
は、モジュールユニット５００の通信を制御して、上述
したように、モジュールユニット５００周囲の環境に関
する情報を得る。様々な一般的な実施の形態では、この
通信回路／ルーチン／マネジャー５４０は、モジュール
ユニットを制御するのに用いるために、モジュール制御
回路／ルーチン／マネジャー５１０の新しい方法を得る
ことを含む。この通信回路／ルーチン／マネジャー５４
０によって得られた情報は、モジュール制御回路／ルー
チン／マネジャー５１０に送られる。様々なその他の一
般的な実施の形態では、この通信情報は、評価などのた
めに後で呼び出すことができるように、メモリ５２０に
記憶される。
【０１０９】通信回路／ルーチン／マネジャー５４０と
センサ５３０とは、１つのデバイスに一体化されたエレ
メントであってもよい、ということは認識されるべきで
ある。
センサ５３０とは、１つのデバイスに一体化されたエレ
メントであってもよい、ということは認識されるべきで
ある。
【０１１０】モジュール制御回路／ルーチン／マネジャ
ー５１０は、モジュールユニット５００の機能を制御す
る方法を含む。このモジュール制御回路／ルーチン／マ
ネジャー５１０は、この制御方法を実行し、センサ５３
０及び通信回路／ルーチン／マネジャー５４０によって
得られた情報に基づいて機能命令を生成する。この一般
的な実施の形態では、このセンサ５３０及び通信回路／
ルーチン／マネジャー５４０によって得られた情報と
は、モジュールユニット５００のローカル情報である。
機能命令は、機能回路／ルーチン／マネジャー５５０に
送られる。様々なその他の一般的な実施の形態では、こ
の機能命令は、評価などのために後で呼び出すことがで
きるように、メモリ５２０に記憶される。
ー５１０は、モジュールユニット５００の機能を制御す
る方法を含む。このモジュール制御回路／ルーチン／マ
ネジャー５１０は、この制御方法を実行し、センサ５３
０及び通信回路／ルーチン／マネジャー５４０によって
得られた情報に基づいて機能命令を生成する。この一般
的な実施の形態では、このセンサ５３０及び通信回路／
ルーチン／マネジャー５４０によって得られた情報と
は、モジュールユニット５００のローカル情報である。
機能命令は、機能回路／ルーチン／マネジャー５５０に
送られる。様々なその他の一般的な実施の形態では、こ
の機能命令は、評価などのために後で呼び出すことがで
きるように、メモリ５２０に記憶される。
【０１１１】機能回路／ルーチン／マネジャー５５０
は、モジュール制御回路／ルーチン／マネジャー５１０
からの機能命令に基づいて、機能を実行する。様々な一
般的な実施の形態では、機能回路／ルーチン／マネジャ
ー５５０は、この機能命令に基づいて、モジュールユニ
ット５００の上及び／又は中に配置された移動モータを
制御する。
は、モジュール制御回路／ルーチン／マネジャー５１０
からの機能命令に基づいて、機能を実行する。様々な一
般的な実施の形態では、機能回路／ルーチン／マネジャ
ー５５０は、この機能命令に基づいて、モジュールユニ
ット５００の上及び／又は中に配置された移動モータを
制御する。
【０１１２】図１３に示されているメモリ５２０は、可
変、揮発性、若しくは不揮発性メモリ、又は、不可変、
若しくは固定メモリのうちのいずれの適当な組み合わせ
を用いて実施してもよい。可変メモリは、揮発性であろ
うと不揮発性であろうと、スタティックＲＡＭ若しくは
ダイナミックＲＡＭ、フロッピー(登録商標)ディスク及
びディスクドライブ、書込み可能若しくは再書込み可能
光ディスク及びディスクドライブ、ハードドライブ、フ
ラッシュメモリなどのうちのいずれの１つ以上を用いて
実施してもよい。同様に、不可変若しくは固定メモリ
は、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、例
えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭディスクのような光
ＲＯＭディスク及びディスクドライブなどのうちのいず
れの１つ以上を用いて実施してもよい。
変、揮発性、若しくは不揮発性メモリ、又は、不可変、
若しくは固定メモリのうちのいずれの適当な組み合わせ
を用いて実施してもよい。可変メモリは、揮発性であろ
うと不揮発性であろうと、スタティックＲＡＭ若しくは
ダイナミックＲＡＭ、フロッピー(登録商標)ディスク及
びディスクドライブ、書込み可能若しくは再書込み可能
光ディスク及びディスクドライブ、ハードドライブ、フ
ラッシュメモリなどのうちのいずれの１つ以上を用いて
実施してもよい。同様に、不可変若しくは固定メモリ
は、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、例
えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭディスクのような光
ＲＯＭディスク及びディスクドライブなどのうちのいず
れの１つ以上を用いて実施してもよい。
【０１１３】メモリ５２０は、センサ５３０若しくは通
信回路／ルーチン／マネジャー５４０によって得られた
あらゆる情報、機能回路／ルーチン／マネジャー５５０
によって生成されたあらゆる情報、又は、モジュール制
御回路／ルーチン／マネジャー５１０からの機能命令を
記憶することができる。
信回路／ルーチン／マネジャー５４０によって得られた
あらゆる情報、機能回路／ルーチン／マネジャー５５０
によって生成されたあらゆる情報、又は、モジュール制
御回路／ルーチン／マネジャー５１０からの機能命令を
記憶することができる。
【０１１４】さらに、メモリ５２０をモジュール制御ユ
ニット５１０に接続しているデータバス５１２は、ネッ
トワーク（図示せず）への有線リンクであっても無線リ
ンクであってもよい、ということは認識されるべきであ
る。このネットワークは、ローカルエリアネットワー
ク、イントラネット、又はその他いずれの分散処理及び
記憶ネットワークであってもよい。
ニット５１０に接続しているデータバス５１２は、ネッ
トワーク（図示せず）への有線リンクであっても無線リ
ンクであってもよい、ということは認識されるべきであ
る。このネットワークは、ローカルエリアネットワー
ク、イントラネット、又はその他いずれの分散処理及び
記憶ネットワークであってもよい。
【０１１５】図１３に示された回路／ルーチン／マネジ
ャーはそれぞれ、適切にプログラムされた汎用コンピュ
ータの一部として実施してもよい、ということも理解さ
れるべきである。或いは、この図１３に示された回路／
ルーチン／マネジャーはそれぞれ、ＡＳＩＣ内における
物理的に別個のハードウェア回路／ルーチン／マネジャ
ーとして実施してもよいし、ＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬ
Ａ、若しくはＰＡＬを用いて実施してもよいし、離散型
論理エレメント、若しくは離散型回路／ルーチン／マネ
ジャーエレメントを用いて実施してもよい。この図１３
に示された回路／ルーチン／マネジャーそれぞれの特定
形式は、設計選択である。
ャーはそれぞれ、適切にプログラムされた汎用コンピュ
ータの一部として実施してもよい、ということも理解さ
れるべきである。或いは、この図１３に示された回路／
ルーチン／マネジャーはそれぞれ、ＡＳＩＣ内における
物理的に別個のハードウェア回路／ルーチン／マネジャ
ーとして実施してもよいし、ＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬ
Ａ、若しくはＰＡＬを用いて実施してもよいし、離散型
論理エレメント、若しくは離散型回路／ルーチン／マネ
ジャーエレメントを用いて実施してもよい。この図１３
に示された回路／ルーチン／マネジャーそれぞれの特定
形式は、設計選択である。
【０１１６】図１４は、本発明による一般的なスマート
膜のモジュールユニット６００の、１つの一般的な実施
の形態を示すブロック図である。このモジュールユニッ
ト６００は、Ｉ／Ｏインタフェース６２０、モジュラー
ユニットコントローラ６３０、メモリ６４０、センサ６
５０、通信回路／ルーチン／マネジャー６６０、及び、
機能回路／ルーチン／マネジャー６７０を備えており、
これらはそれぞれ信号／データバス６０２に接続されて
いる。Ｉ／Ｏインタフェース６２０は、リンク６１２に
よって、モジュールコントローラ回路／ルーチン／マネ
ジャー６１０に接続されている。
膜のモジュールユニット６００の、１つの一般的な実施
の形態を示すブロック図である。このモジュールユニッ
ト６００は、Ｉ／Ｏインタフェース６２０、モジュラー
ユニットコントローラ６３０、メモリ６４０、センサ６
５０、通信回路／ルーチン／マネジャー６６０、及び、
機能回路／ルーチン／マネジャー６７０を備えており、
これらはそれぞれ信号／データバス６０２に接続されて
いる。Ｉ／Ｏインタフェース６２０は、リンク６１２に
よって、モジュールコントローラ回路／ルーチン／マネ
ジャー６１０に接続されている。
【０１１７】このリンク６１２は、モジュールコントロ
ーラ回路／ルーチン／マネジャー６１０をモジュールユ
ニット６００に接続することができるものであれば、い
ずれの既知の若しくはこれから開発されるデバイス又は
システムであってもよく、このデバイス又はシステムと
しては、例えば、直接ケーブル接続、ワイドエリアネッ
トワーク若しくはローカルエリアネットワークを介する
接続、イントラネットを介する接続、インターネットを
介する接続、又は、その他のあらゆる分散処理ネットワ
ーク若しくはシステムが挙げられる。通常、このリンク
６１２は、いずれの既知の若しくはこれから開発される
接続システム又は構造であってもよい。
ーラ回路／ルーチン／マネジャー６１０をモジュールユ
ニット６００に接続することができるものであれば、い
ずれの既知の若しくはこれから開発されるデバイス又は
システムであってもよく、このデバイス又はシステムと
しては、例えば、直接ケーブル接続、ワイドエリアネッ
トワーク若しくはローカルエリアネットワークを介する
接続、イントラネットを介する接続、インターネットを
介する接続、又は、その他のあらゆる分散処理ネットワ
ーク若しくはシステムが挙げられる。通常、このリンク
６１２は、いずれの既知の若しくはこれから開発される
接続システム又は構造であってもよい。
【０１１８】センサ６５０は、上述したように、モジュ
ールユニット６００周囲の環境に関する情報を得る、少
なくとも１つのセンサを含む。このセンサ６５０によっ
て得られた情報は、モジュラーユニットコントローラ６
３０の制御下において、Ｉ／Ｏインタフェース６２０を
介して、モジュールコントローラ回路／ルーチン／マネ
ジャー６１０に送られる。様々なその他の一般的な実施
の形態では、この感知された情報は、評価などのために
後で呼び出すことができるように、モジュラーユニット
コントローラ６３０の制御下において、メモリ６４０に
記憶される。
ールユニット６００周囲の環境に関する情報を得る、少
なくとも１つのセンサを含む。このセンサ６５０によっ
て得られた情報は、モジュラーユニットコントローラ６
３０の制御下において、Ｉ／Ｏインタフェース６２０を
介して、モジュールコントローラ回路／ルーチン／マネ
ジャー６１０に送られる。様々なその他の一般的な実施
の形態では、この感知された情報は、評価などのために
後で呼び出すことができるように、モジュラーユニット
コントローラ６３０の制御下において、メモリ６４０に
記憶される。
【０１１９】通信回路／ルーチン／マネジャー６６０
は、モジュールユニット６００の通信を制御して、上述
したように、モジュールユニット６００周囲の環境に関
する情報を得る。この通信回路／ルーチン／マネジャー
６６０によって得られた情報は、モジュラーユニットコ
ントローラ６３０の制御下において、Ｉ／Ｏインタフェ
ース６２０を介して、モジュールコントローラ回路／ル
ーチン／マネジャー６１０に送られる。様々なその他の
一般的な実施の形態では、この通信情報は、評価などの
ために後で呼び出すことができるように、コントローラ
６３０の制御下において、メモリ６４０に記憶される。
は、モジュールユニット６００の通信を制御して、上述
したように、モジュールユニット６００周囲の環境に関
する情報を得る。この通信回路／ルーチン／マネジャー
６６０によって得られた情報は、モジュラーユニットコ
ントローラ６３０の制御下において、Ｉ／Ｏインタフェ
ース６２０を介して、モジュールコントローラ回路／ル
ーチン／マネジャー６１０に送られる。様々なその他の
一般的な実施の形態では、この通信情報は、評価などの
ために後で呼び出すことができるように、コントローラ
６３０の制御下において、メモリ６４０に記憶される。
【０１２０】通信回路／ルーチン／マネジャー６６０と
センサ６５０とは、１つのデバイスに一体化されたエレ
メントであってもよい、ということは認識されるべきで
ある。
センサ６５０とは、１つのデバイスに一体化されたエレ
メントであってもよい、ということは認識されるべきで
ある。
【０１２１】モジュールコントローラ回路／ルーチン／
マネジャー６１０は、モジュールユニット６００の機能
を制御する方法を含む。このモジュールコントローラ回
路／ルーチン／マネジャー６１０は、モジュールユニッ
ト６００の外側に配置されている。様々な一般的な実施
の形態では、このモジュールコントローラ回路／ルーチ
ン／マネジャー６１０は、モジュールユニット６００か
ら離れて位置している。様々な一般的な実施の形態で
は、このモジュールコントローラ回路／ルーチン／マネ
ジャー６１０は、制御方法を実行し、センサ６５０及び
通信回路／ルーチン／マネジャー６６０によって得られ
た情報に基づいて、機能命令を生成することによって、
モジュールユニット６００を分散制御する。その他の様
々な一般的な実施の形態では、このモジュールコントロ
ーラ回路／ルーチン／マネジャー６１０は、制御方法を
実行し、センサ６５０及び通信回路／ルーチン／マネジ
ャー６６０によって得られた情報、並びにその他のモジ
ュールユニットによって得られた情報に基づいて、機能
命令を生成することによって、モジュールユニット６０
０を集中制御する。機能命令は、Ｉ／Ｏインタフェース
６２０を介して、機能回路／ルーチン／マネジャー６７
０に送られる。様々なその他の一般的な実施の形態で
は、この機能命令は、評価などのために後で呼び出すこ
とができるように、Ｉ／Ｏインタフェース６２０を介し
て、メモリ６４０に記憶される。
マネジャー６１０は、モジュールユニット６００の機能
を制御する方法を含む。このモジュールコントローラ回
路／ルーチン／マネジャー６１０は、モジュールユニッ
ト６００の外側に配置されている。様々な一般的な実施
の形態では、このモジュールコントローラ回路／ルーチ
ン／マネジャー６１０は、モジュールユニット６００か
ら離れて位置している。様々な一般的な実施の形態で
は、このモジュールコントローラ回路／ルーチン／マネ
ジャー６１０は、制御方法を実行し、センサ６５０及び
通信回路／ルーチン／マネジャー６６０によって得られ
た情報に基づいて、機能命令を生成することによって、
モジュールユニット６００を分散制御する。その他の様
々な一般的な実施の形態では、このモジュールコントロ
ーラ回路／ルーチン／マネジャー６１０は、制御方法を
実行し、センサ６５０及び通信回路／ルーチン／マネジ
ャー６６０によって得られた情報、並びにその他のモジ
ュールユニットによって得られた情報に基づいて、機能
命令を生成することによって、モジュールユニット６０
０を集中制御する。機能命令は、Ｉ／Ｏインタフェース
６２０を介して、機能回路／ルーチン／マネジャー６７
０に送られる。様々なその他の一般的な実施の形態で
は、この機能命令は、評価などのために後で呼び出すこ
とができるように、Ｉ／Ｏインタフェース６２０を介し
て、メモリ６４０に記憶される。
【０１２２】機能回路／ルーチン／マネジャー６７０
は、モジュールコントローラ回路／ルーチン／マネジャ
ー６１０からの機能命令に基づいて、機能を実行する。
様々な一般的な実施の形態では、機能回路／ルーチン／
マネジャー６７０は、この機能命令に基づいて、モジュ
ールユニット６００の上及び／又は中に配置された移動
モータを制御する。
は、モジュールコントローラ回路／ルーチン／マネジャ
ー６１０からの機能命令に基づいて、機能を実行する。
様々な一般的な実施の形態では、機能回路／ルーチン／
マネジャー６７０は、この機能命令に基づいて、モジュ
ールユニット６００の上及び／又は中に配置された移動
モータを制御する。
【０１２３】図１４に示されているメモリ６４０は、可
変、揮発性、若しくは不揮発性メモリ、又は、不可変、
若しくは固定メモリのうちのいずれの適当な組み合わせ
を用いて実施してもよい。可変メモリは、揮発性であろ
うと不揮発性であろうと、スタティックＲＡＭ若しくは
ダイナミックＲＡＭ、フロッピー(登録商標)ディスク及
びディスクドライブ、書込み可能若しくは再書込み可能
光ディスク及びディスクドライブ、ハードドライブ、フ
ラッシュメモリなどのうちのいずれの１つ以上を用いて
実施してもよい。同様に、不可変若しくは固定メモリ
は、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、例
えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭディスクのような光
ＲＯＭディスク及びディスクドライブなどのうちのいず
れの１つ以上を用いて実施してもよい。
変、揮発性、若しくは不揮発性メモリ、又は、不可変、
若しくは固定メモリのうちのいずれの適当な組み合わせ
を用いて実施してもよい。可変メモリは、揮発性であろ
うと不揮発性であろうと、スタティックＲＡＭ若しくは
ダイナミックＲＡＭ、フロッピー(登録商標)ディスク及
びディスクドライブ、書込み可能若しくは再書込み可能
光ディスク及びディスクドライブ、ハードドライブ、フ
ラッシュメモリなどのうちのいずれの１つ以上を用いて
実施してもよい。同様に、不可変若しくは固定メモリ
は、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、例
えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭディスクのような光
ＲＯＭディスク及びディスクドライブなどのうちのいず
れの１つ以上を用いて実施してもよい。
【０１２４】メモリ６４０は、センサ６５０若しくは通
信回路／ルーチン／マネジャー６６０によって得られた
あらゆる情報、機能回路／ルーチン／マネジャー６７０
によって生成されたあらゆる情報、又は、モジュールコ
ントローラ回路／ルーチン／マネジャー６１０からの機
能命令を記憶することができる。
信回路／ルーチン／マネジャー６６０によって得られた
あらゆる情報、機能回路／ルーチン／マネジャー６７０
によって生成されたあらゆる情報、又は、モジュールコ
ントローラ回路／ルーチン／マネジャー６１０からの機
能命令を記憶することができる。
【０１２５】さらに、メモリ６４０をモジュラーユニッ
トコントローラ６３０に接続しているデータバス６０２
は、ネットワーク（図示せず）への有線リンクであって
も無線リンクであってもよい、ということは認識される
べきである。このネットワークは、ローカルエリアネッ
トワーク、イントラネット、又はその他いずれの分散処
理及び記憶ネットワークであってもよい。
トコントローラ６３０に接続しているデータバス６０２
は、ネットワーク（図示せず）への有線リンクであって
も無線リンクであってもよい、ということは認識される
べきである。このネットワークは、ローカルエリアネッ
トワーク、イントラネット、又はその他いずれの分散処
理及び記憶ネットワークであってもよい。
【０１２６】図１４に示された回路／ルーチン／マネジ
ャーはそれぞれ、適切にプログラムされた汎用コンピュ
ータの一部として実施してもよい、ということも理解さ
れるべきである。或いは、この図１４に示された回路／
ルーチン／マネジャーはそれぞれ、ＡＳＩＣ内における
物理的に別個のハードウェア回路／ルーチン／マネジャ
ーとして実施してもよいし、ＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬ
Ａ、若しくはＰＡＬを用いて実施してもよいし、離散型
論理エレメント、若しくは離散型回路／ルーチン／マネ
ジャーエレメントを用いて実施してもよい。この図１４
に示された回路／ルーチン／マネジャーそれぞれの特定
形式は、設計選択である。
ャーはそれぞれ、適切にプログラムされた汎用コンピュ
ータの一部として実施してもよい、ということも理解さ
れるべきである。或いは、この図１４に示された回路／
ルーチン／マネジャーはそれぞれ、ＡＳＩＣ内における
物理的に別個のハードウェア回路／ルーチン／マネジャ
ーとして実施してもよいし、ＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬ
Ａ、若しくはＰＡＬを用いて実施してもよいし、離散型
論理エレメント、若しくは離散型回路／ルーチン／マネ
ジャーエレメントを用いて実施してもよい。この図１４
に示された回路／ルーチン／マネジャーそれぞれの特定
形式は、設計選択である。
【０１２７】以下の説明は、本発明のスマート膜の一般
的な実施の形態に関するものである。本発明のスマート
膜は、様々な実施の形態を取ってもよく、以下の一般的
な実施の形態に限定されるべきではない、ということは
認識されるべきである。本発明のスマート膜の様々な一
般的な実施の形態には、この膜をモジュラーロボットと
するものが含まれる。
的な実施の形態に関するものである。本発明のスマート
膜は、様々な実施の形態を取ってもよく、以下の一般的
な実施の形態に限定されるべきではない、ということは
認識されるべきである。本発明のスマート膜の様々な一
般的な実施の形態には、この膜をモジュラーロボットと
するものが含まれる。
【０１２８】本発明によるモジュラーロボットスマート
膜は、例えば、色、大きさ、形状、又は、感知若しくは
測定可能なその他のあらゆる属性（これらに限定される
わけではない）のような、様々なセットの特性若しくは
属性に基づいて、オブジェクトに対し、能動的にフィル
タリング、分類、吸収などを行うことのできる、自己再
構成可能なモジュラーロボットデバイスである。本発明
のモジュラーロボットスマート膜は、複数のロボットモ
ジュール若しくはモジュラーハードウェアを備える。
膜は、例えば、色、大きさ、形状、又は、感知若しくは
測定可能なその他のあらゆる属性（これらに限定される
わけではない）のような、様々なセットの特性若しくは
属性に基づいて、オブジェクトに対し、能動的にフィル
タリング、分類、吸収などを行うことのできる、自己再
構成可能なモジュラーロボットデバイスである。本発明
のモジュラーロボットスマート膜は、複数のロボットモ
ジュール若しくはモジュラーハードウェアを備える。
【０１２９】自己再構成することのできるモジュラーハ
ードウェアは、通常、自己再構成可能モジュラーロボッ
トと呼ばれる。自己再構成可能モジュラーロボットと
は、それぞれが独自の電源、モータ、計算法、メモリ、
及びセンサを有する、多数のモジュールで構成されたロ
ボットである。これらのモジュールは、移動してタスク
若しくは機能を実行するために、モータと、モジュール
を互いに着脱させることのできる止め金と、を有してい
る。個々のモジュールは、独力ではほとんど何もできな
いが、ロボットがこの個々のモジュールの能力を用いる
だけで、自己再構成し、必要に応じて異なるタスクを実
行することができる。様々な一般的な実施の形態では、
これらのロボットモジュールは、同一の構成要素であ
る。
ードウェアは、通常、自己再構成可能モジュラーロボッ
トと呼ばれる。自己再構成可能モジュラーロボットと
は、それぞれが独自の電源、モータ、計算法、メモリ、
及びセンサを有する、多数のモジュールで構成されたロ
ボットである。これらのモジュールは、移動してタスク
若しくは機能を実行するために、モータと、モジュール
を互いに着脱させることのできる止め金と、を有してい
る。個々のモジュールは、独力ではほとんど何もできな
いが、ロボットがこの個々のモジュールの能力を用いる
だけで、自己再構成し、必要に応じて異なるタスクを実
行することができる。様々な一般的な実施の形態では、
これらのロボットモジュールは、同一の構成要素であ
る。
【０１３０】様々な一般的な実施の形態では、このモジ
ュラーロボットを制御するモジュラーロボット制御ソフ
トウェアは、人間或いは機械がセントラルコントローラ
を参照しなくてもタスクを実行することができるよう
に、完全に分散化され且つ完全に自律的であるのが好ま
しい。様々な一般的な実施の形態では、本発明によるモ
ジュラーロボット制御ソフトウェアは、遺伝プログラミ
ングを用いて生成されている。本明細書中に援用され
る、２０００年７月７日に出願された米国特許出願番号
第０９／６１１，３９５号には、遺伝プログラミングを
用いて制御ソフトウェアを生成する一般的な方法が開示
されている。しかし、この制御ソフトウェアは、いくつ
かの異なる技法によって生成することができ、予め決定
若しくは供給されていてもよい、ということは認識され
るべきである。
ュラーロボットを制御するモジュラーロボット制御ソフ
トウェアは、人間或いは機械がセントラルコントローラ
を参照しなくてもタスクを実行することができるよう
に、完全に分散化され且つ完全に自律的であるのが好ま
しい。様々な一般的な実施の形態では、本発明によるモ
ジュラーロボット制御ソフトウェアは、遺伝プログラミ
ングを用いて生成されている。本明細書中に援用され
る、２０００年７月７日に出願された米国特許出願番号
第０９／６１１，３９５号には、遺伝プログラミングを
用いて制御ソフトウェアを生成する一般的な方法が開示
されている。しかし、この制御ソフトウェアは、いくつ
かの異なる技法によって生成することができ、予め決定
若しくは供給されていてもよい、ということは認識され
るべきである。
【０１３１】スマート膜は、自己再構成可能モジュラー
ロボットであれば、いずれを用いて実施してもよく、こ
のモジュラーロボットとしては、例えば、以下に挙げる
ようなタイプの自己再構成可能モジュラーロボットがあ
る。
ロボットであれば、いずれを用いて実施してもよく、こ
のモジュラーロボットとしては、例えば、以下に挙げる
ようなタイプの自己再構成可能モジュラーロボットがあ
る。
【０１３２】自己再構成可能モジュラーロボットの１つ
のタイプとしては、例えばダートマス(Dartmouth)で開
発された結晶体ロボット(Crystalline Robot)のよう
な、互いにすれ違うようにスライド可能な立方体モジュ
ールから構成される、圧縮可能モジュラーロボットがあ
る。これらのロボットは、一方向又は他方向への２つの
ファクターの１つによりその立方体と接触するモータを
介してのみ、移動が可能である。二次元及び三次元両方
のバージョンが可能である。
のタイプとしては、例えばダートマス(Dartmouth)で開
発された結晶体ロボット(Crystalline Robot)のよう
な、互いにすれ違うようにスライド可能な立方体モジュ
ールから構成される、圧縮可能モジュラーロボットがあ
る。これらのロボットは、一方向又は他方向への２つの
ファクターの１つによりその立方体と接触するモータを
介してのみ、移動が可能である。二次元及び三次元両方
のバージョンが可能である。
【０１３３】自己再構成可能モジュラーロボットの別の
タイプとしては、ゼロックス パルク(Xerox PARC)のプ
ロテオ(Proteo)ロボットのような、モジュールが、その
頂点（二次元）又は辺（三次元）におけるヒンジを介し
て互いに対して回転する、回転モジュラーロボットが挙
げられる。この個々のモジュールは、二次元では正方形
や六角形、又は三次元ではプロテオに用いられた立方体
や斜方十二面体のような、異なる形状であってもよい。
タイプとしては、ゼロックス パルク(Xerox PARC)のプ
ロテオ(Proteo)ロボットのような、モジュールが、その
頂点（二次元）又は辺（三次元）におけるヒンジを介し
て互いに対して回転する、回転モジュラーロボットが挙
げられる。この個々のモジュールは、二次元では正方形
や六角形、又は三次元ではプロテオに用いられた立方体
や斜方十二面体のような、異なる形状であってもよい。
【０１３４】自己再構成可能モジュラーロボットの別の
タイプとしては、ゼロックス パルクのポリボット(Pol
ybot)のような、モジュールが、楔形に収縮すると共に
互いに着脱することのできる立方体である、柱状結合モ
ジュラーロボットが挙げられる。このモジュールの構造
には、他のモジュールに時折取り付けられて、例えば、
ヘビ型、クモ型、及びタンク−トレッド型のロボットを
形成する、長いストリング状の要素が含まれる。
タイプとしては、ゼロックス パルクのポリボット(Pol
ybot)のような、モジュールが、楔形に収縮すると共に
互いに着脱することのできる立方体である、柱状結合モ
ジュラーロボットが挙げられる。このモジュールの構造
には、他のモジュールに時折取り付けられて、例えば、
ヘビ型、クモ型、及びタンク−トレッド型のロボットを
形成する、長いストリング状の要素が含まれる。
【０１３５】自己再構成可能モジュラーロボットの１つ
のタイプとしては、ＵＳＣのＩＳＩのスパイダー連結(S
pider Link)ロボットのような、互いに対して回転する
ことのできる、回転結合モジュラーロボットが挙げられ
る。同じく、このモジュールの構造にも、他のモジュー
ルに時折取り付けられる、長いストリング状の要素が含
まれる。
のタイプとしては、ＵＳＣのＩＳＩのスパイダー連結(S
pider Link)ロボットのような、互いに対して回転する
ことのできる、回転結合モジュラーロボットが挙げられ
る。同じく、このモジュールの構造にも、他のモジュー
ルに時折取り付けられる、長いストリング状の要素が含
まれる。
【０１３６】自己再構成可能モジュラーロボットの別の
タイプとしては、ＣＭＵのＩキューブ(I-cube)及びダー
トマスの分子ロボット(Molecule Robot)のような、互い
に着脱すると共に互いに対して回転することのできる２
つのタイプのモジュール、即ち立方体及び連結部から構
成される、複合ユニットモジュラーロボットが挙げられ
る。
タイプとしては、ＣＭＵのＩキューブ(I-cube)及びダー
トマスの分子ロボット(Molecule Robot)のような、互い
に着脱すると共に互いに対して回転することのできる２
つのタイプのモジュール、即ち立方体及び連結部から構
成される、複合ユニットモジュラーロボットが挙げられ
る。
【０１３７】図１５は、モジュラーロボットであるスマ
ート膜７００の、１つの一般的な実施の形態を示す概略
図である。この膜７００は、複数のロボットモジュール
７１０を備える。この一般的な実施の形態では、スマー
ト膜７００は、外部オブジェクト７２０及び７３０を形
状によって分類する。オブジェクト７２０は正方形であ
り、オブジェクト７３０は丸である。
ート膜７００の、１つの一般的な実施の形態を示す概略
図である。この膜７００は、複数のロボットモジュール
７１０を備える。この一般的な実施の形態では、スマー
ト膜７００は、外部オブジェクト７２０及び７３０を形
状によって分類する。オブジェクト７２０は正方形であ
り、オブジェクト７３０は丸である。
【０１３８】膜７００は、複数の壁７４２を含むワール
ド７４０内に配置される。この膜７００全体の目的若し
くは機能は、正方形のオブジェクト７２０には膜７００
を通過させ、丸のオブジェクト７３０には膜７００を通
過させないようにすることである。正方形と丸の両方の
外部オブジェクト７２０及び７３０は、膜の上方から、
即ち膜７００の第１サイド７０２上において、膜７００
と接触する。この膜７００は、正方形のオブジェクト７
２０にはワールド７４０の底部へ向けて通過させ、丸の
オブジェクト７３０には膜７００の第２サイド７０４を
通過させないように、自己構成する。
ド７４０内に配置される。この膜７００全体の目的若し
くは機能は、正方形のオブジェクト７２０には膜７００
を通過させ、丸のオブジェクト７３０には膜７００を通
過させないようにすることである。正方形と丸の両方の
外部オブジェクト７２０及び７３０は、膜の上方から、
即ち膜７００の第１サイド７０２上において、膜７００
と接触する。この膜７００は、正方形のオブジェクト７
２０にはワールド７４０の底部へ向けて通過させ、丸の
オブジェクト７３０には膜７００の第２サイド７０４を
通過させないように、自己構成する。
【０１３９】このスマート膜７００のフィルタリング性
能は、その構成要素であるロボットモジュール７１０の
単純な動きから成る。様々な一般的な実施の形態では、
モジュール７１０は、膜７００全体が所望の動作を行う
ために各モジュール７１０が取る必要のある動きを決定
する、中央処理装置（図示せず）によって制御される。
次に、この情報は、関係するモジュールに伝搬される。
この中央処理装置は、いずれの既知の若しくはこれから
開発される処理デバイスであってもよい。
能は、その構成要素であるロボットモジュール７１０の
単純な動きから成る。様々な一般的な実施の形態では、
モジュール７１０は、膜７００全体が所望の動作を行う
ために各モジュール７１０が取る必要のある動きを決定
する、中央処理装置（図示せず）によって制御される。
次に、この情報は、関係するモジュールに伝搬される。
この中央処理装置は、いずれの既知の若しくはこれから
開発される処理デバイスであってもよい。
【０１４０】その他の様々な一般的な実施の形態では、
膜７００の制御は、分散制御パラダイムに基づいて行わ
れる。分散制御に関し、各モジュール７１０は、それぞ
れ独自のプロセッサを有しており、センサ及び他のモジ
ュールとのインターアクションによって供給される情報
を用いて、次に取る動きを決定する。
膜７００の制御は、分散制御パラダイムに基づいて行わ
れる。分散制御に関し、各モジュール７１０は、それぞ
れ独自のプロセッサを有しており、センサ及び他のモジ
ュールとのインターアクションによって供給される情報
を用いて、次に取る動きを決定する。
【０１４１】様々な一般的な実施の形態では、各モジュ
ール７１０は、同じ制御プログラムを実行しており、膜
全体の適切なフィルタリング動作は、このプログラム、
センサ読取り値、及び他のモジュール７１０との通信に
より決定される、個々のモジュール７１０の動作から成
る。
ール７１０は、同じ制御プログラムを実行しており、膜
全体の適切なフィルタリング動作は、このプログラム、
センサ読取り値、及び他のモジュール７１０との通信に
より決定される、個々のモジュール７１０の動作から成
る。
【０１４２】モジュール７１０は全て、それらの制御プ
ログラムを実行するが、個々のセンサ値、内部状態、及
び隣接したモジュールから受信したメッセージに依っ
て、様々に動作する。
ログラムを実行するが、個々のセンサ値、内部状態、及
び隣接したモジュールから受信したメッセージに依っ
て、様々に動作する。
【０１４３】この制御プログラムは、遺伝プログラミン
グ法から生成することができ、この遺伝プログラミング
法としては、例えば、本明細書中に援用される、２００
０年７月７日に出願された米国特許出願番号第０９／６
１１，３９５号に開示されている方法が挙げられるが、
これに限定されるわけではない。その他の様々な一般的
な実施の形態では、この制御プログラムは、いずれの既
知の若しくはこれから開発される学習プログラミング法
によって生成されてもよい。また、この制御プログラム
は、いずれの予め定義されたプログラムであってもよ
い。
グ法から生成することができ、この遺伝プログラミング
法としては、例えば、本明細書中に援用される、２００
０年７月７日に出願された米国特許出願番号第０９／６
１１，３９５号に開示されている方法が挙げられるが、
これに限定されるわけではない。その他の様々な一般的
な実施の形態では、この制御プログラムは、いずれの既
知の若しくはこれから開発される学習プログラミング法
によって生成されてもよい。また、この制御プログラム
は、いずれの予め定義されたプログラムであってもよ
い。
【０１４４】遺伝プログラミングとは、解決する問題の
記述レベルが高くても、その問題を解決するコンピュー
タプログラムを生成することのできる、進化計算法であ
る。遺伝プログラミングについては、ジョン Ｒ．コザ
(John R. Koza)による「遺伝プログラミング：自然選択
の手段によるコンピュータのプログラミングについて
(“Genetic Programming: On the Programming of Comp
uters by Means of a Natural Selection”)」（マサチ
ューセッツ州、ケンブリッジ：ＭＩＴ出版、１９９２年
(Cambridge, MA: MIT Press 1992)）（これは、参照に
よりその全体が本明細書中に援用される）に記載されて
いる。
記述レベルが高くても、その問題を解決するコンピュー
タプログラムを生成することのできる、進化計算法であ
る。遺伝プログラミングについては、ジョン Ｒ．コザ
(John R. Koza)による「遺伝プログラミング：自然選択
の手段によるコンピュータのプログラミングについて
(“Genetic Programming: On the Programming of Comp
uters by Means of a Natural Selection”)」（マサチ
ューセッツ州、ケンブリッジ：ＭＩＴ出版、１９９２年
(Cambridge, MA: MIT Press 1992)）（これは、参照に
よりその全体が本明細書中に援用される）に記載されて
いる。
【０１４５】以下は、本発明による、制御プログラムが
遺伝プログラミングにより生成される方法の、１つの一
般的な実施の形態に関する説明である。遺伝プログラミ
ングを用いてコンピュータプログラムを生成するには、
解決する問題に対する目的関数、プログラムを組み立て
るのに用いる１セットのプリミティブ関数、数個のパラ
メータ、並びに、各プリミティブ関数に対するリターン
タイプ、引数の数、及び引数のタイプを、アルゴリズム
に供給する必要がある。
遺伝プログラミングにより生成される方法の、１つの一
般的な実施の形態に関する説明である。遺伝プログラミ
ングを用いてコンピュータプログラムを生成するには、
解決する問題に対する目的関数、プログラムを組み立て
るのに用いる１セットのプリミティブ関数、数個のパラ
メータ、並びに、各プリミティブ関数に対するリターン
タイプ、引数の数、及び引数のタイプを、アルゴリズム
に供給する必要がある。
【０１４６】遺伝プログラミング法は、目的言語におけ
る文法的に正当なランダムプログラムの母集団を生成す
ることにより始まる。この母集団における各プログラム
の適合度は、各プログラムを実行し、そのプログラムが
どんな値の目的関数を取るかを測定することによって、
決定される。
る文法的に正当なランダムプログラムの母集団を生成す
ることにより始まる。この母集団における各プログラム
の適合度は、各プログラムを実行し、そのプログラムが
どんな値の目的関数を取るかを測定することによって、
決定される。
【０１４７】次に、コンピュータプログラムの既存の母
集団を用いて、遺伝オペレータを用いるコンピュータプ
ログラムの新しい母集団が生成される。この遺伝オペレ
ータは、コンピュータプログラムの適合度に応じて適用
されることによって、より適合するプログラムがより頻
繁に用いられて、新しいコンピュータプログラムが生成
される。つまり、より適合するプログラムがより頻繁に
選択されて、次の世代における新しいコンピュータプロ
グラムの生成に対する「親」となる。
集団を用いて、遺伝オペレータを用いるコンピュータプ
ログラムの新しい母集団が生成される。この遺伝オペレ
ータは、コンピュータプログラムの適合度に応じて適用
されることによって、より適合するプログラムがより頻
繁に用いられて、新しいコンピュータプログラムが生成
される。つまり、より適合するプログラムがより頻繁に
選択されて、次の世代における新しいコンピュータプロ
グラムの生成に対する「親」となる。
【０１４８】用いられる遺伝オペレーションは、交差オ
ペレーション、突然変異オペレーション、及びクローニ
ングオペレーションである。
ペレーション、突然変異オペレーション、及びクローニ
ングオペレーションである。
【０１４９】交差オペレーションは、２つの適合度選択
された「親」コンピュータプログラムのパーズツリー表
現を取り出して、この２つの親間においてランダムに選
択されたサブツリーを交換することにより、２つの新し
い「子」プログラムを生成する。
された「親」コンピュータプログラムのパーズツリー表
現を取り出して、この２つの親間においてランダムに選
択されたサブツリーを交換することにより、２つの新し
い「子」プログラムを生成する。
【０１５０】突然変異オペレーションは、１つの適合度
選択されたコンピュータプログラムのパーズツリー表現
を取り出し、そのサブツリーのうちの１つをランダムに
選択し、そのサブツリーをランダムに生成された新しい
サブツリーと交換する。
選択されたコンピュータプログラムのパーズツリー表現
を取り出し、そのサブツリーのうちの１つをランダムに
選択し、そのサブツリーをランダムに生成された新しい
サブツリーと交換する。
【０１５１】クローニングオペレーションは、１つの適
合度選択されたコンピュータプログラムを取り出し、そ
のコピーを生成してプログラムの新しい母集団に含め
る。
合度選択されたコンピュータプログラムを取り出し、そ
のコピーを生成してプログラムの新しい母集団に含め
る。
【０１５２】前の母集団に対し遺伝オペレーションを行
うことによって完全に新しい母集団が生成されると、前
と同じように、新しい母集団における各プログラムの適
合度が適合度／目的関数を用いて測定される。
うことによって完全に新しい母集団が生成されると、前
と同じように、新しい母集団における各プログラムの適
合度が適合度／目的関数を用いて測定される。
【０１５３】プログラムの新しい母集団を生成してそれ
らの適合度を測定するこの処理は、最適な値の適合度関
数を取るコンピュータプログラムが発見されるまで、又
はこの処理が終わるまで繰り返される。この処理の結
果、コンピュータプログラムは、最良の値の適合度関数
を有する。
らの適合度を測定するこの処理は、最適な値の適合度関
数を取るコンピュータプログラムが発見されるまで、又
はこの処理が終わるまで繰り返される。この処理の結
果、コンピュータプログラムは、最良の値の適合度関数
を有する。
【０１５４】１つの一般的な実施の形態では、各モジュ
ールユニットに対して進化されたコンピュータプログラ
ムを実行して、模擬ワールドにおけるモジュラーロボッ
トスマート膜のシミュレーションを制御することによ
り、適合度関数を計算する。この計算された目的関数の
値は、そのモジュラーロボットが目標タスクに対してど
のぐらい良く機能したかということを測定したものであ
る。例えば、この適合度関数は、いくつの外部オブジェ
クトが膜を越えて正確に分類されるかを測定したもので
あってもよい。この適合度関数が測定する各プログラム
の特性は多数あってもよい、ということは認識されるべ
きである。これらのプログラムは、評価された特性に基
づいて比較され、どのプログラムが目標に対する最良の
解決法を有しているかが判定される。さらに、所望の目
標に対する最良のプログラムを決定するには、いずれの
既知の若しくはこれから開発される多目的最適化方法を
用いてもよい、ということも認識されるべきである。
ールユニットに対して進化されたコンピュータプログラ
ムを実行して、模擬ワールドにおけるモジュラーロボッ
トスマート膜のシミュレーションを制御することによ
り、適合度関数を計算する。この計算された目的関数の
値は、そのモジュラーロボットが目標タスクに対してど
のぐらい良く機能したかということを測定したものであ
る。例えば、この適合度関数は、いくつの外部オブジェ
クトが膜を越えて正確に分類されるかを測定したもので
あってもよい。この適合度関数が測定する各プログラム
の特性は多数あってもよい、ということは認識されるべ
きである。これらのプログラムは、評価された特性に基
づいて比較され、どのプログラムが目標に対する最良の
解決法を有しているかが判定される。さらに、所望の目
標に対する最良のプログラムを決定するには、いずれの
既知の若しくはこれから開発される多目的最適化方法を
用いてもよい、ということも認識されるべきである。
【０１５５】適合度関数（若しくは目的関数）は、解決
されている特定のタスク若しくは目標に対する遺伝プロ
グラミングシステムに供給されなければならない。様々
な一般的な実施の形態では、通常、この関数は、個々の
モジュールが良く機能するほど、その適合度の値が低く
なるように定義されている。この適合度関数の一例とし
ては、誤って受容される不適切オブジェクトの数と、膜
により誤って拒絶される適切オブジェクトの数とを合計
したものがある。また、この適合度関数としては、問題
を解決するのにかかる時間や、問題を解決するのに用い
られる電力量などのような事項に関する、不利益も挙げ
られる。
されている特定のタスク若しくは目標に対する遺伝プロ
グラミングシステムに供給されなければならない。様々
な一般的な実施の形態では、通常、この関数は、個々の
モジュールが良く機能するほど、その適合度の値が低く
なるように定義されている。この適合度関数の一例とし
ては、誤って受容される不適切オブジェクトの数と、膜
により誤って拒絶される適切オブジェクトの数とを合計
したものがある。また、この適合度関数としては、問題
を解決するのにかかる時間や、問題を解決するのに用い
られる電力量などのような事項に関する、不利益も挙げ
られる。
【０１５６】各モジュールにおける各分散コントローラ
は、ワールドにおけるモジュラーロボットのシミュレー
ションを実行することにより評価される。この評価にお
いて、各モジュールは、独自の分散コントローラコピー
によって制御される。このシミュレーションは、全ての
壁及びオブジェクト、並びに、ワールドにおける各ロボ
ットモジュールの位置を含む、ワールドの状態を追跡す
る。
は、ワールドにおけるモジュラーロボットのシミュレー
ションを実行することにより評価される。この評価にお
いて、各モジュールは、独自の分散コントローラコピー
によって制御される。このシミュレーションは、全ての
壁及びオブジェクト、並びに、ワールドにおける各ロボ
ットモジュールの位置を含む、ワールドの状態を追跡す
る。
【０１５７】一例である実施の形態では、シミュレーシ
ョンの各ターンにおいて、ロボットモジュールがそれぞ
れ１度に１つずつ実行される。別の実施の形態では、ロ
ボットモジュール全てが同時に実行される。このシミュ
レーションは、ターンの予め特定された最大数分、或い
はコンピュータ時間の予め特定された最大量分、或いは
何か他の予め定義された停止条件が満たされるまで実行
される。
ョンの各ターンにおいて、ロボットモジュールがそれぞ
れ１度に１つずつ実行される。別の実施の形態では、ロ
ボットモジュール全てが同時に実行される。このシミュ
レーションは、ターンの予め特定された最大数分、或い
はコンピュータ時間の予め特定された最大量分、或いは
何か他の予め定義された停止条件が満たされるまで実行
される。
【０１５８】進化されたコンピュータプログラムを構成
するプリミティブ関数は、遺伝プログラミングシステム
に供給される。様々な一般的な実施の形態では、設計者
がこのプリミティブ関数を供給する。その他の様々な一
般的な実施の形態では、別のコンピュータプログラムが
このプリミティブ関数を供給する。プリミティブ関数を
供給できる方法は他にも多数あり、この方法としては、
例えば、モジュールの関数を決定するためにモジュール
を照会し、その照会の結果に基づいてプリミティブ関数
を生成する、プログラムが挙げられるが、これに限定さ
れるわけではない、ということは認識されるべきであ
る。
するプリミティブ関数は、遺伝プログラミングシステム
に供給される。様々な一般的な実施の形態では、設計者
がこのプリミティブ関数を供給する。その他の様々な一
般的な実施の形態では、別のコンピュータプログラムが
このプリミティブ関数を供給する。プリミティブ関数を
供給できる方法は他にも多数あり、この方法としては、
例えば、モジュールの関数を決定するためにモジュール
を照会し、その照会の結果に基づいてプリミティブ関数
を生成する、プログラムが挙げられるが、これに限定さ
れるわけではない、ということは認識されるべきであ
る。
【０１５９】様々な一般的な実施の形態では、各プリミ
ティブ関数のインプリメンテーションが、遺伝プログラ
ミングシステムに供給される。様々な一般的な実施の形
態では、各プリミティブ関数のリターンタイプ及びパラ
メータタイプも供給される。このプリミティブ関数の例
としては、演算関数、ブール関数、ループ構成体、条件
関数などがある。様々な一般的な実施の形態では、ロボ
ットモジュールのセンサ、内部状態、及びモータにアク
セスするためのプリミティブ関数も用いられる。
ティブ関数のインプリメンテーションが、遺伝プログラ
ミングシステムに供給される。様々な一般的な実施の形
態では、各プリミティブ関数のリターンタイプ及びパラ
メータタイプも供給される。このプリミティブ関数の例
としては、演算関数、ブール関数、ループ構成体、条件
関数などがある。様々な一般的な実施の形態では、ロボ
ットモジュールのセンサ、内部状態、及びモータにアク
セスするためのプリミティブ関数も用いられる。
【０１６０】様々な一般的な実施の形態では、進化され
たコンピュータプログラムに対する言語が定義される。
様々な一般的な実施の形態では、この言語は、その言語
に対する明示的なＢＮＦ文法を供給することにより定義
される。また、この言語は、その言語における各プリミ
ティブ関数のリターンタイプ及びパラメータタイプを特
定することによっても定義することができる。この場
合、そのセット全体のプリミティブ関数のタイプを一緒
に特定すると、その言語に対する暗示的な文法が定義さ
れる。
たコンピュータプログラムに対する言語が定義される。
様々な一般的な実施の形態では、この言語は、その言語
に対する明示的なＢＮＦ文法を供給することにより定義
される。また、この言語は、その言語における各プリミ
ティブ関数のリターンタイプ及びパラメータタイプを特
定することによっても定義することができる。この場
合、そのセット全体のプリミティブ関数のタイプを一緒
に特定すると、その言語に対する暗示的な文法が定義さ
れる。
【０１６１】様々な一般的な実施の形態では、遺伝プロ
グラミングシステムに供給されるパラメータとして、以
下のものが挙げられる。 ａ．母集団の大きさ（即ち、考えられているプログラム
の数） ｂ．交差、突然変異、及びクローニングオペレーション
を行う割合 ｃ．生成するコンピュータプログラムの最大深さ（即
ち、母集団の最初の大きさ以外は、この制約条件が、生
成されるプログラムの数の大きさを制御する） ｄ．ランの初めにおいてランダムに生成するコンピュー
タプログラムの最大深さｅ．突然変異に対して生成する
サブプログラムの最大深さ ｆ．適合度評価の際に用いるコンピュータ時間若しくは
シミュレーションステップの最大量
グラミングシステムに供給されるパラメータとして、以
下のものが挙げられる。 ａ．母集団の大きさ（即ち、考えられているプログラム
の数） ｂ．交差、突然変異、及びクローニングオペレーション
を行う割合 ｃ．生成するコンピュータプログラムの最大深さ（即
ち、母集団の最初の大きさ以外は、この制約条件が、生
成されるプログラムの数の大きさを制御する） ｄ．ランの初めにおいてランダムに生成するコンピュー
タプログラムの最大深さｅ．突然変異に対して生成する
サブプログラムの最大深さ ｆ．適合度評価の際に用いるコンピュータ時間若しくは
シミュレーションステップの最大量
【０１６２】上に挙げたａ〜ｆのパラメータは特定の値
に設定する必要はない、ということは認識されるべきで
ある。さらに、アルゴリズムを用いて、人間が一切介入
することなくこれらのパラメータを自動的に決定しても
よい、ということも理解されるべきである。
に設定する必要はない、ということは認識されるべきで
ある。さらに、アルゴリズムを用いて、人間が一切介入
することなくこれらのパラメータを自動的に決定しても
よい、ということも理解されるべきである。
【０１６３】この方法は、各モジュールにおいて実行さ
れると共に、プログラム可能なスマート膜全体に所望の
分類動作を行わせることのできる、プログラムを出力す
る。
れると共に、プログラム可能なスマート膜全体に所望の
分類動作を行わせることのできる、プログラムを出力す
る。
【０１６４】以下の説明は、本発明によるモジュラーロ
ボットスマート膜の１つの一般的な実施の形態に関する
ものである。しかし、本発明によるモジュラーロボット
スマート膜は、その他多数の実施の形態を含んでいても
よい、ということは認識されるべきである。
ボットスマート膜の１つの一般的な実施の形態に関する
ものである。しかし、本発明によるモジュラーロボット
スマート膜は、その他多数の実施の形態を含んでいても
よい、ということは認識されるべきである。
【０１６５】図１６は、本発明による制御プログラムを
生成する方法の、１つの一般的な実施の形態を示すフロ
ーチャートである。図１６は、本発明の１つの実施の形
態の特定関数を示しているが、別の実施の形態では、よ
り多くの又はより少ない関数を用いてもよい、というこ
とは認識されるべきである。本発明の１つの実施の形態
では、図１６に示したステップ／関数は、ソフトウェア
プログラム、ソフトウェアオブジェクト、ソフトウェア
関数、ソフトウェアサブルーチン、コードフラグメン
ト、ハードウェアオペレーション、ユーザオペレーショ
ンを、単独で又は組み合わせて表してもよい。
生成する方法の、１つの一般的な実施の形態を示すフロ
ーチャートである。図１６は、本発明の１つの実施の形
態の特定関数を示しているが、別の実施の形態では、よ
り多くの又はより少ない関数を用いてもよい、というこ
とは認識されるべきである。本発明の１つの実施の形態
では、図１６に示したステップ／関数は、ソフトウェア
プログラム、ソフトウェアオブジェクト、ソフトウェア
関数、ソフトウェアサブルーチン、コードフラグメン
ト、ハードウェアオペレーション、ユーザオペレーショ
ンを、単独で又は組み合わせて表してもよい。
【０１６６】この方法は、ステップＳ８００で始まり、
ステップＳ８０５に進む。このステップＳ８０５では、
本明細書中に説明したように、複数のソフトウェア関数
が得られる。ステップＳ８１０では、本明細書中に説明
したように、この複数のソフトウェア関数のうちの１セ
ットがランダムに選択されて、問題を解決するための第
１の複数のソフトウェアプログラムが提供される。
ステップＳ８０５に進む。このステップＳ８０５では、
本明細書中に説明したように、複数のソフトウェア関数
が得られる。ステップＳ８１０では、本明細書中に説明
したように、この複数のソフトウェア関数のうちの１セ
ットがランダムに選択されて、問題を解決するための第
１の複数のソフトウェアプログラムが提供される。
【０１６７】ステップＳ８１５では、本明細書中に説明
したように、適合度関数が用いられ、それぞれの適合度
関数の値を計算することにより、第１の複数のソフトウ
ェアプログラムが評価される。様々な一般的な実施の形
態では、適合度関数はユーザによって供給される。
したように、適合度関数が用いられ、それぞれの適合度
関数の値を計算することにより、第１の複数のソフトウ
ェアプログラムが評価される。様々な一般的な実施の形
態では、適合度関数はユーザによって供給される。
【０１６８】ステップＳ８２０では、本明細書中に説明
したように、第１の複数のソフトウェアプログラムか
ら、そのそれぞれの適合度関数の値に基づいて、第２の
複数のソフトウェアプログラムが選択される。様々な一
般的な実施の形態では、この第２の複数のソフトウェア
プログラムは、第１の複数のソフトウェアプログラムの
複写ソフトウェアプログラムを含む。
したように、第１の複数のソフトウェアプログラムか
ら、そのそれぞれの適合度関数の値に基づいて、第２の
複数のソフトウェアプログラムが選択される。様々な一
般的な実施の形態では、この第２の複数のソフトウェア
プログラムは、第１の複数のソフトウェアプログラムの
複写ソフトウェアプログラムを含む。
【０１６９】ステップＳ８２５では、本明細書中に説明
したように、交差、突然変異、及びクローニングのよう
な遺伝オペレーションを単独で又は組み合わせて行うこ
とにより、第２の複数のソフトウェアプログラムが変更
される。
したように、交差、突然変異、及びクローニングのよう
な遺伝オペレーションを単独で又は組み合わせて行うこ
とにより、第２の複数のソフトウェアプログラムが変更
される。
【０１７０】ステップＳ８３０では、別の複数のプログ
ラムを構成するかどうか、即ち、新しい世代若しくは母
集団を形成するかどうかという決定が成される。
ラムを構成するかどうか、即ち、新しい世代若しくは母
集団を形成するかどうかという決定が成される。
【０１７１】新しい世代のソフトウェアプログラムが望
まれる場合、この方法はステップＳ８１５に戻り、ステ
ップＳ８１５〜Ｓ８２５が繰り返される。そうでない場
合には、この方法はステップＳ８３５に進み、このステ
ップＳ８３５では、本明細書中に説明したように、適合
度関数が最も低いモジュールのソフトウェアプログラム
が、制御プログラムとして選択される。
まれる場合、この方法はステップＳ８１５に戻り、ステ
ップＳ８１５〜Ｓ８２５が繰り返される。そうでない場
合には、この方法はステップＳ８３５に進み、このステ
ップＳ８３５では、本明細書中に説明したように、適合
度関数が最も低いモジュールのソフトウェアプログラム
が、制御プログラムとして選択される。
【０１７２】図１７は、複数のロボットモジュール９１
０を備えるモジュラーロボットスマート膜９００の、１
つの一般的な実施の形態を概略的に示している。この膜
９００は、色に基づいて、オブジェクトをフィルタリン
グする。オブジェクト９２０は第１の色を有し、オブジ
ェクト９３０は第２の色を有する。この第２の色は、第
１の色以外であれば、いずれの色であってもよい。オブ
ジェクト９３０の第２の色は、全てが同じ色でなくても
よい。
０を備えるモジュラーロボットスマート膜９００の、１
つの一般的な実施の形態を概略的に示している。この膜
９００は、色に基づいて、オブジェクトをフィルタリン
グする。オブジェクト９２０は第１の色を有し、オブジ
ェクト９３０は第２の色を有する。この第２の色は、第
１の色以外であれば、いずれの色であってもよい。オブ
ジェクト９３０の第２の色は、全てが同じ色でなくても
よい。
【０１７３】膜がそのセンサ、処理、及びメモリ性能を
用いることによって計算することのできるものであれ
ば、いずれのセットの特性も、フィルタリングの基準と
して用いることができる、ということは理解されるべき
である。
用いることによって計算することのできるものであれ
ば、いずれのセットの特性も、フィルタリングの基準と
して用いることができる、ということは理解されるべき
である。
【０１７４】この一般的な実施の形態では、オブジェク
ト９２０及び９３０は、ロボットモジュール９１０一個
分の大きさである。しかし、このオブジェクト９２０及
び９３０は、ロボットモジュール９１０一個分より大き
くても小さくてもよい、ということは認識されるべきで
ある。
ト９２０及び９３０は、ロボットモジュール９１０一個
分の大きさである。しかし、このオブジェクト９２０及
び９３０は、ロボットモジュール９１０一個分より大き
くても小さくてもよい、ということは認識されるべきで
ある。
【０１７５】まず、オブジェクト９２０及び９３０が、
スマート膜９００の上部に置かれる。膜９００は、第２
の色を有するオブジェクト９３０が膜９００の上方に残
り、第１の色を有するオブジェクト９２０がワールド９
４０の底部へ移動するように、自己再構成する。様々な
一般的な実施の形態では、膜９００は、フィルタリング
後、初期位置に近い位置に戻る必要があるが、膜内の個
々のモジュール９１０は、元の位置に近い位置に戻らな
くてもよい。
スマート膜９００の上部に置かれる。膜９００は、第２
の色を有するオブジェクト９３０が膜９００の上方に残
り、第１の色を有するオブジェクト９２０がワールド９
４０の底部へ移動するように、自己再構成する。様々な
一般的な実施の形態では、膜９００は、フィルタリング
後、初期位置に近い位置に戻る必要があるが、膜内の個
々のモジュール９１０は、元の位置に近い位置に戻らな
くてもよい。
【０１７６】この一般的な実施の形態では、モジュラー
ロボットスマート膜９００に対する制御ソフトウェアを
進化させるのに用いられる模擬ワールド９４０は、一辺
が１０ユニットの正方形である。この一般的な実施の形
態では、この壁ユニットは、モジュールユニット９１０
と同じ大きさである。しかし、その他の様々な一般的な
実施の形態では、この壁ユニットの大きさは様々であっ
てよい、ということは理解されるべきである。この一般
的な実施の形態では、ワールド９４０は、１０ 2＝１０
０グリッド位置に分けられる。このワールド全体の周辺
グリッド位置は、ロボットモジュールが通過することの
できない壁境界オブジェクトを含む。
ロボットスマート膜９００に対する制御ソフトウェアを
進化させるのに用いられる模擬ワールド９４０は、一辺
が１０ユニットの正方形である。この一般的な実施の形
態では、この壁ユニットは、モジュールユニット９１０
と同じ大きさである。しかし、その他の様々な一般的な
実施の形態では、この壁ユニットの大きさは様々であっ
てよい、ということは理解されるべきである。この一般
的な実施の形態では、ワールド９４０は、１０ 2＝１０
０グリッド位置に分けられる。このワールド全体の周辺
グリッド位置は、ロボットモジュールが通過することの
できない壁境界オブジェクトを含む。
【０１７７】この一般的な実施の形態では、各ロボット
モジュール９１０は、ワールド９４０における１つのグ
リッド位置を占める正方形をしている。ロボットモジュ
ールの状態としては、ワールドにおけるその位置、８方
向それぞれにおいて隣接するロボットモジュールから受
信した最も新しいメッセージの値、そのレジスタの値、
センサの現在値、及びモジュールの正面方向が挙げられ
る。
モジュール９１０は、ワールド９４０における１つのグ
リッド位置を占める正方形をしている。ロボットモジュ
ールの状態としては、ワールドにおけるその位置、８方
向それぞれにおいて隣接するロボットモジュールから受
信した最も新しいメッセージの値、そのレジスタの値、
センサの現在値、及びモジュールの正面方向が挙げられ
る。
【０１７８】この一般的な実施の形態では、方向は、
[0.0, 1.0]における実数値としてコード化される。方向
0.0はロボットモジュール９１０の正のｘ軸であり、方
向値は反時計回りに増加していく。各ロボットモジュー
ル９１０によって用いられるこの方向値は、各モジュー
ル９１０の基準枠９１２に対してローカルな値である。
通常、ロボットモジュール９１０の正面方向は方向0.0
であり、例えば、方向0.25は正面方向から左に９０度の
方向である。その他の様々な一般的な実施の形態では、
この方向値はとびとびではなく連続している。
[0.0, 1.0]における実数値としてコード化される。方向
0.0はロボットモジュール９１０の正のｘ軸であり、方
向値は反時計回りに増加していく。各ロボットモジュー
ル９１０によって用いられるこの方向値は、各モジュー
ル９１０の基準枠９１２に対してローカルな値である。
通常、ロボットモジュール９１０の正面方向は方向0.0
であり、例えば、方向0.25は正面方向から左に９０度の
方向である。その他の様々な一般的な実施の形態では、
この方向値はとびとびではなく連続している。
【０１７９】センサには３つのタイプがあり、１つは壁
を検出するためのセンサ、１つは他のロボットモジュー
ルを検出するためのセンサ、１つは外部オブジェクトを
検出するためのセンサである。モジュールはそれぞれ、
各タイプのセンサを８つ有しており、この８つのセンサ
は、異なる方向に向いている。このセンサの８方向と
は、0.0＝東、0.125＝北東、0.25＝北、0.375＝北西、
0.5＝西、0.625＝南西、0.75＝南、0.875＝南東であ
る。これらのセンサの値は、[0.0, 1.0]における輝度の
単位で示される。この輝度は感知された物までの距離の
逆数であって、0.0は物が全く感知されなかったことを
意味し、1.0は物がグリッド位置のすぐ近くで感知され
たことを意味する。
を検出するためのセンサ、１つは他のロボットモジュー
ルを検出するためのセンサ、１つは外部オブジェクトを
検出するためのセンサである。モジュールはそれぞれ、
各タイプのセンサを８つ有しており、この８つのセンサ
は、異なる方向に向いている。このセンサの８方向と
は、0.0＝東、0.125＝北東、0.25＝北、0.375＝北西、
0.5＝西、0.625＝南西、0.75＝南、0.875＝南東であ
る。これらのセンサの値は、[0.0, 1.0]における輝度の
単位で示される。この輝度は感知された物までの距離の
逆数であって、0.0は物が全く感知されなかったことを
意味し、1.0は物がグリッド位置のすぐ近くで感知され
たことを意味する。
【０１８０】ロボットモジュール９１０は、互いに相関
して移動することができる。この一般的な実施の形態で
は、モジュール９１０は、東、北、西、南の４方向に移
動する。この実施の形態では、個々のロボットモジュー
ル９１０は、隣接したロボットモジュール９１０に対し
スライドすることによって移動する。この一般的な実施
の形態では、ロボットモジュール９１０は、そのモジュ
ールに対し動作方向から９０度の角度で隣接する、別の
ロボットモジュール９１０に沿ってそのモジュール自体
を押し付けることにより移動する。同様に、ロボットモ
ジュール９１０は、そのモジュールに対し動作方向にお
いて斜めに隣接する、別のロボットモジュールを引っ張
ることができる。このタイプの移動を伴うモジュール
は、ジョン・ホプキンス大学(Johns Hopkins Universit
y)で実施されてきた。これについては、アミット パメ
カ(Amit Pamecha)、イム エバート−アップホフ(Imme
Ebert-Uphoff)、グレゴリー エス．チリキアン(Gregor
y S. Chirikjian)による「モジュラーロボット動作プラ
ニングのための有用なメートル法(“A Useful Metrics
for Modular Robot Motion Planning”)」（ロボット及
びオートメーションに関するＩＥＥＥ会報、５３１〜５
４５頁、第１３巻、第４号、１９９７年８月(IEEE Tran
sactions on Robots and Automation, pp 531-545, Vo
l. 13, No. 4, August 1997)（これは、参照によりその
全体が本明細書中に援用される）を参照されたい。この
一般的な実施の形態に関しては、パメカにより開示され
たモジュールに、感知、通信、及び処理性能が追加され
ている。
して移動することができる。この一般的な実施の形態で
は、モジュール９１０は、東、北、西、南の４方向に移
動する。この実施の形態では、個々のロボットモジュー
ル９１０は、隣接したロボットモジュール９１０に対し
スライドすることによって移動する。この一般的な実施
の形態では、ロボットモジュール９１０は、そのモジュ
ールに対し動作方向から９０度の角度で隣接する、別の
ロボットモジュール９１０に沿ってそのモジュール自体
を押し付けることにより移動する。同様に、ロボットモ
ジュール９１０は、そのモジュールに対し動作方向にお
いて斜めに隣接する、別のロボットモジュールを引っ張
ることができる。このタイプの移動を伴うモジュール
は、ジョン・ホプキンス大学(Johns Hopkins Universit
y)で実施されてきた。これについては、アミット パメ
カ(Amit Pamecha)、イム エバート−アップホフ(Imme
Ebert-Uphoff)、グレゴリー エス．チリキアン(Gregor
y S. Chirikjian)による「モジュラーロボット動作プラ
ニングのための有用なメートル法(“A Useful Metrics
for Modular Robot Motion Planning”)」（ロボット及
びオートメーションに関するＩＥＥＥ会報、５３１〜５
４５頁、第１３巻、第４号、１９９７年８月(IEEE Tran
sactions on Robots and Automation, pp 531-545, Vo
l. 13, No. 4, August 1997)（これは、参照によりその
全体が本明細書中に援用される）を参照されたい。この
一般的な実施の形態に関しては、パメカにより開示され
たモジュールに、感知、通信、及び処理性能が追加され
ている。
【０１８１】この一般的な実施の形態では、ロボットモ
ジュール９１０は、異なるタイプの移動を開始すること
によって、膜９００を再構成する。この一般的な実施の
形態では、モジュール９１０の移動タイプとして、単独
移動とライン移動とがある。
ジュール９１０は、異なるタイプの移動を開始すること
によって、膜９００を再構成する。この一般的な実施の
形態では、モジュール９１０の移動タイプとして、単独
移動とライン移動とがある。
【０１８２】図１８(ａ)〜(ｃ)はそれぞれ、３つに分か
れたステップにおいて、時間の経過に伴う２つのモジュ
ール９１０ａ及び９１０ｂの単独移動を示している。こ
の単独移動とは、１つのモジュールの移動である。この
単独移動は、移動ロボットモジュール９１０が、「ｘ」
及び「ｙ」で識別された空きグリッド位置に移動してい
る場合に有益である。
れたステップにおいて、時間の経過に伴う２つのモジュ
ール９１０ａ及び９１０ｂの単独移動を示している。こ
の単独移動とは、１つのモジュールの移動である。この
単独移動は、移動ロボットモジュール９１０が、「ｘ」
及び「ｙ」で識別された空きグリッド位置に移動してい
る場合に有益である。
【０１８３】図１９(ａ)、(ｂ)は、２つのステップにお
いて、時間の経過に伴う１ラインのロボットモジュール
９１０ｃのライン移動を示している。このライン移動と
は、ライン全体のロボットモジュール９１０ｃの移動で
ある。このライン移動は、ラインにおける一番前のモジ
ュール９１０ｄが、「ｗ」で識別された空きグリッド位
置に移動している場合に有益である。ライン移動は、１
ラインのロボットモジュールにおけるいずれのロボット
モジュール９１０によって開始されてもよい。
いて、時間の経過に伴う１ラインのロボットモジュール
９１０ｃのライン移動を示している。このライン移動と
は、ライン全体のロボットモジュール９１０ｃの移動で
ある。このライン移動は、ラインにおける一番前のモジ
ュール９１０ｄが、「ｗ」で識別された空きグリッド位
置に移動している場合に有益である。ライン移動は、１
ラインのロボットモジュールにおけるいずれのロボット
モジュール９１０によって開始されてもよい。
【０１８４】この一般的な実施の形態では、オブジェク
ト９２０及び９３０は、ロボットモジュール９１０と同
じ大きさの非動作モジュールである。しかし、これらの
オブジェクトは、ロボットモジュール９１０と同じ大き
さでなくてもよく、大きさにばらつきがあってもよい、
ということは理解されるべきである。ロボットモジュー
ル９１０は、他のロボットモジュールに対してできるの
と同じように、これらの非動作モジュールを押したり引
いたりすることができる。
ト９２０及び９３０は、ロボットモジュール９１０と同
じ大きさの非動作モジュールである。しかし、これらの
オブジェクトは、ロボットモジュール９１０と同じ大き
さでなくてもよく、大きさにばらつきがあってもよい、
ということは理解されるべきである。ロボットモジュー
ル９１０は、他のロボットモジュールに対してできるの
と同じように、これらの非動作モジュールを押したり引
いたりすることができる。
【０１８５】以下の論議は、前述した一般的な膜の制御
プログラムを進化させる、１つの一般的な実施の形態に
関するものである。この一般的な実施の形態では、個々
のプログラムの適合度は、２４の模擬ワールドにわたる
適合度の加重平均として計算される。個々のプログラム
の適合度は、複数の模擬ワールドにわたる適合度の加重
平均として計算される。その他の様々な一般的な実施の
形態では、個々のプログラムの適合度は、１つの模擬ワ
ールドに基づいていてもよい、ということは認識される
べきである。
プログラムを進化させる、１つの一般的な実施の形態に
関するものである。この一般的な実施の形態では、個々
のプログラムの適合度は、２４の模擬ワールドにわたる
適合度の加重平均として計算される。個々のプログラム
の適合度は、複数の模擬ワールドにわたる適合度の加重
平均として計算される。その他の様々な一般的な実施の
形態では、個々のプログラムの適合度は、１つの模擬ワ
ールドに基づいていてもよい、ということは認識される
べきである。
【０１８６】この一般的な実施の形態では、各模擬ワー
ルドの初期状態は、スマート膜のモジュールが、左壁９
４６から右壁９４８へ８ユニット分延び且つ垂直方向に
おいて中心に位置する長方形に配列された状態に、設定
される。この実施の形態では、２４の模擬ワールドのう
ちの１２においては、膜９００はモジュール９１０三個
分の高さを有しており、その他の１２においては、膜９
００はモジュール９１０四個分の高さを有している。各
モジュール９１０は、正面方向を有している。この一般
的な実施の形態では、各モジュール９１０の正面方向
と、モジュール９１０のプログラムが実行される順序と
は、各ワールドに対してランダムに決定される。これら
の要素は予め定義若しくは予め設定されてもよい、とい
うことは認識されるべきである。
ルドの初期状態は、スマート膜のモジュールが、左壁９
４６から右壁９４８へ８ユニット分延び且つ垂直方向に
おいて中心に位置する長方形に配列された状態に、設定
される。この実施の形態では、２４の模擬ワールドのう
ちの１２においては、膜９００はモジュール９１０三個
分の高さを有しており、その他の１２においては、膜９
００はモジュール９１０四個分の高さを有している。各
モジュール９１０は、正面方向を有している。この一般
的な実施の形態では、各モジュール９１０の正面方向
と、モジュール９１０のプログラムが実行される順序と
は、各ワールドに対してランダムに決定される。これら
の要素は予め定義若しくは予め設定されてもよい、とい
うことは認識されるべきである。
【０１８７】適合度を測定するのに用いられる各模擬ワ
ールドには、膜９００の上部に置かれたフィルタリング
されるオブジェクト（第１の色を有するオブジェクト９
２０或いは第２の色を有するオブジェクト９３０）も含
まれる。膜９００の目標は、オブジェクトをフィルタリ
ングすることによって、第２の色を有するオブジェクト
９３０が膜９００の上方に残り、第１の色を有するオブ
ジェクト９２０が膜９００を通過して膜９００の下方に
来るようにすることである。
ールドには、膜９００の上部に置かれたフィルタリング
されるオブジェクト（第１の色を有するオブジェクト９
２０或いは第２の色を有するオブジェクト９３０）も含
まれる。膜９００の目標は、オブジェクトをフィルタリ
ングすることによって、第２の色を有するオブジェクト
９３０が膜９００の上方に残り、第１の色を有するオブ
ジェクト９２０が膜９００を通過して膜９００の下方に
来るようにすることである。
【０１８８】この一般的な実施の形態では、オブジェク
トの可能水平位置の代表サンプルが、２４の適合度ワー
ルドに含まれている。これらのワールドのうちの６つに
おいては、膜の上方に最初に現れるオブジェクトは、第
２の色を有するオブジェクト９３０であり、この場合、
オブジェクト９３０は全く移動する必要がない。その他
の１８のワールドにおいては、膜の上方に最初に現れる
オブジェクトは、第１の色を有するオブジェクト９２０
であり、膜９００は、このオブジェクト９２０を膜９０
０の反対側へ通過させなくてはならない。
トの可能水平位置の代表サンプルが、２４の適合度ワー
ルドに含まれている。これらのワールドのうちの６つに
おいては、膜の上方に最初に現れるオブジェクトは、第
２の色を有するオブジェクト９３０であり、この場合、
オブジェクト９３０は全く移動する必要がない。その他
の１８のワールドにおいては、膜の上方に最初に現れる
オブジェクトは、第１の色を有するオブジェクト９２０
であり、膜９００は、このオブジェクト９２０を膜９０
０の反対側へ通過させなくてはならない。
【０１８９】特定ワールドに対する個々のプログラムの
適合度を評価するには、プログラムが、その模擬ワール
ドにおける各モジュールに対して導入される。次に、ロ
ボットモジュール９１０が、１度に１つずつ順番にその
プログラムを実行する。この一般的な実施の形態では、
個々のモジュール９１０によってプログラムを実行する
順序は、その特定ワールドに対してランダムに選択され
る。ロボットモジュールによるプログラムの実行全ての
シーケンスが、シミュレーション「ターン」である。こ
の一般的な実施の形態では、特定プログラムの適合度
は、１０のシミュレーションターン毎に、この適合度に
より与えられる値を平均することによって決定される。
この実施の形態では、適合度の値が低いほど良く、この
個々のプログラムが進化される次の世代において子孫を
有しやすくする。
適合度を評価するには、プログラムが、その模擬ワール
ドにおける各モジュールに対して導入される。次に、ロ
ボットモジュール９１０が、１度に１つずつ順番にその
プログラムを実行する。この一般的な実施の形態では、
個々のモジュール９１０によってプログラムを実行する
順序は、その特定ワールドに対してランダムに選択され
る。ロボットモジュールによるプログラムの実行全ての
シーケンスが、シミュレーション「ターン」である。こ
の一般的な実施の形態では、特定プログラムの適合度
は、１０のシミュレーションターン毎に、この適合度に
より与えられる値を平均することによって決定される。
この実施の形態では、適合度の値が低いほど良く、この
個々のプログラムが進化される次の世代において子孫を
有しやすくする。
【０１９０】この一般的な実施の形態に関しては、この
適合度の値は、２つの測定値の加重和である。第１の測
定値は、膜９００に対するオブジェクト９２０又は９３
０の位置である。第２の測定値は、膜９００の現在の絶
対位置である。その他の様々な一般的な実施の形態で
は、この適合度の値は、２つより多い又は少ない測定値
に基づいていてもよい、ということは認識されるべきで
ある。
適合度の値は、２つの測定値の加重和である。第１の測
定値は、膜９００に対するオブジェクト９２０又は９３
０の位置である。第２の測定値は、膜９００の現在の絶
対位置である。その他の様々な一般的な実施の形態で
は、この適合度の値は、２つより多い又は少ない測定値
に基づいていてもよい、ということは認識されるべきで
ある。
【０１９１】第１の測定値は、オブジェクト９２０又は
９３０からモジュール９１０までの垂直方向寸法におけ
る平均オフセットにより、最も望ましくない変位の一部
として決定される。例えば、このオブジェクトが第１の
色を有するオブジェクト９２０である場合、この項は、
オブジェクト９２０が膜モジュール９１０全ての下方に
来るように再構成することにより、最小化することがで
きる。この項は、確実に各オブジェクトが適切な最終位
置に来るようにする効果を有する。
９３０からモジュール９１０までの垂直方向寸法におけ
る平均オフセットにより、最も望ましくない変位の一部
として決定される。例えば、このオブジェクトが第１の
色を有するオブジェクト９２０である場合、この項は、
オブジェクト９２０が膜モジュール９１０全ての下方に
来るように再構成することにより、最小化することがで
きる。この項は、確実に各オブジェクトが適切な最終位
置に来るようにする効果を有する。
【０１９２】第２の測定値は、膜９００の開始位置の水
平方向中心軸９５０からの各モジュール９１０の平均絶
対変位により決定される。この測定値は、オブジェクト
９２０又は９３０がフィルタリングされている間に、膜
９００の元の構造及び位置をそのままに保持できないプ
ログラムを不利にする。
平方向中心軸９５０からの各モジュール９１０の平均絶
対変位により決定される。この測定値は、オブジェクト
９２０又は９３０がフィルタリングされている間に、膜
９００の元の構造及び位置をそのままに保持できないプ
ログラムを不利にする。
【０１９３】１つの一般的な実施の形態では、進化工程
の間に生成される各分散コントローラプログラムは、以
下に示すＢＮＦ文法により定義される言語の正当なイン
スタンスである。この一般的な文法では、開始記号は<p
rogram>である。言語文法：
の間に生成される各分散コントローラプログラムは、以
下に示すＢＮＦ文法により定義される言語の正当なイン
スタンスである。この一般的な文法では、開始記号は<p
rogram>である。言語文法：
【外１】
【０１９４】以下は、上の一般的な関数の説明である。
Ａ．(sendMessage message direction)
この関数は、送信モジュールの基準枠に関し、方向dire
ctionにおいて、その送信モジュールから（もしあれ
ば）隣接したモジュールへ、実数値メッセージmessage
を送信する。このdirectionは、mod 1と解釈され、次
に、最も近い８方向のうちの１つに丸められて、隣接し
た８つのグリッド位置のうちの１つを示す。この関数
は、送信されたメッセージの値を戻す。
ctionにおいて、その送信モジュールから（もしあれ
ば）隣接したモジュールへ、実数値メッセージmessage
を送信する。このdirectionは、mod 1と解釈され、次
に、最も近い８方向のうちの１つに丸められて、隣接し
た８つのグリッド位置のうちの１つを示す。この関数
は、送信されたメッセージの値を戻す。
【０１９５】Ｂ．(readMessage direction)
この関数は、その送信モジュールから相対方向directio
nに位置する（もしあれば）その隣接したモジュールか
らの、その実数値メッセージを読み取る。このdirectio
nは、mod 1と解釈され、次に、最も近い８方向のうちの
１つに丸められて、隣接した８つのグリッド位置のうち
の１つを示す。この関数は、読み取られたメッセージの
値を戻す。
nに位置する（もしあれば）その隣接したモジュールか
らの、その実数値メッセージを読み取る。このdirectio
nは、mod 1と解釈され、次に、最も近い８方向のうちの
１つに丸められて、隣接した８つのグリッド位置のうち
の１つを示す。この関数は、読み取られたメッセージの
値を戻す。
【０１９６】Ｃ．(rotate direction)
この関数は、direction量だけロボットモジュールを回
転させる。これは、モジュールを物理的に動かすのでは
なく、ロボットモジュールの内部正面方向の内部状態を
再設定するだけである。この関数は、directionの値を
戻す。
転させる。これは、モジュールを物理的に動かすのでは
なく、ロボットモジュールの内部正面方向の内部状態を
再設定するだけである。この関数は、directionの値を
戻す。
【０１９７】Ｄ．(setRegister index value)
この関数は、indexからvalueまで番号付けされたロボッ
トモジュールのレジスタの値を設定する。この関数は、
valueを戻す。
トモジュールのレジスタの値を設定する。この関数は、
valueを戻す。
【０１９８】Ｅ．(getRegister index)
この関数は、indexを番号付けされたロボットモジュー
ルのレジスタの現在値を得る。この関数は、レジスタの
値を戻す。
ルのレジスタの現在値を得る。この関数は、レジスタの
値を戻す。
【０１９９】Ｆ．(readSensorSelf direction)
この関数は、自己センサの輝度の値を読み取る。この輝
度は、相対方向directionにおける最も近いロボットモ
ジュールまでの距離の逆数である。この輝度は、その方
向にロボットモジュールが無い場合、０である。この関
数は、輝度の値を戻す。
度は、相対方向directionにおける最も近いロボットモ
ジュールまでの距離の逆数である。この輝度は、その方
向にロボットモジュールが無い場合、０である。この関
数は、輝度の値を戻す。
【０２００】Ｇ．(readSensorWall direction)
この関数は、壁センサの輝度の値を読み取る。この輝度
は、相対方向directionにおける壁若しくは障害物まで
の距離の逆数である。この輝度は、その方向に壁若しく
は障害物が無い場合、０である。この関数は、輝度の値
を戻す。
は、相対方向directionにおける壁若しくは障害物まで
の距離の逆数である。この輝度は、その方向に壁若しく
は障害物が無い場合、０である。この関数は、輝度の値
を戻す。
【０２０１】Ｈ．(readSensorExternalObject directio
n) この関数は、外部オブジェクトセンサの輝度の値を読み
取る。この輝度は、相対方向directionにおける外部オ
ブジェクトまでの距離の逆数である。この輝度は、その
方向に外部オブジェクトが無い場合、０である。この関
数は、輝度の値を戻す。
n) この関数は、外部オブジェクトセンサの輝度の値を読み
取る。この輝度は、相対方向directionにおける外部オ
ブジェクトまでの距離の逆数である。この輝度は、その
方向に外部オブジェクトが無い場合、０である。この関
数は、輝度の値を戻す。
【０２０２】Ｉ．(getTurn)
この関数は、シミュレーションに対する「ターン」変数
の現在値を戻す。この「ターン」変数は、シミュレーシ
ョンの初めでは０に設定され、ロボットモジュール全て
が実行される毎に増加する。
の現在値を戻す。この「ターン」変数は、シミュレーシ
ョンの初めでは０に設定され、ロボットモジュール全て
が実行される毎に増加する。
【０２０３】Ｊ．(protectedDivide operand1 operand
2) この関数は、両方のオペランドを評価して、オペランド
２で割ったオペランド１を戻す。オペランド２が０の場
合、この関数は１を戻す。
2) この関数は、両方のオペランドを評価して、オペランド
２で割ったオペランド１を戻す。オペランド２が０の場
合、この関数は１を戻す。
【０２０４】Ｋ．(protectedModulus operand1 operand
2) この関数は、両方のオペランドを評価して、オペランド
２で割ったオペランド１の実数値剰余を戻す。オペラン
ド２が０の場合、この関数は１を戻す。
2) この関数は、両方のオペランドを評価して、オペランド
２で割ったオペランド１の実数値剰余を戻す。オペラン
ド２が０の場合、この関数は１を戻す。
【０２０５】Ｌ．(if condition expression1 expressi
on2) この関数は、ブールのconditionを評価する。このcondi
tionが真である場合には、expression1が評価されて、
その値が戻される。このconditionが偽である場合に
は、expression2が評価されて、その値が戻される。
on2) この関数は、ブールのconditionを評価する。このcondi
tionが真である場合には、expression1が評価されて、
その値が戻される。このconditionが偽である場合に
は、expression2が評価されて、その値が戻される。
【０２０６】Ｍ．(progn expression1 expression2)
この関数は、expression1及びexpression2を評価して、
expression2の結果を戻す。
expression2の結果を戻す。
【０２０７】Ｎ．(moveLine direction)
この関数は、１ライン全体のロボットモジュールを、そ
れらが移動可能であれば、相対方向directionに移動さ
せる。この移動するラインのロボットモジュールは、現
在のロボットモジュールの相対方向directionにおい
て、現在のロボットモジュールと同一直線上にあるライ
ンのモジュールである。このラインのモジュールは、ラ
インにおける一番前のロボットモジュールが移動不可能
な壁若しくは障害物によって遮られていない場合且つそ
の場合に限り、並びに、これらのモジュールを押したり
引いたりすることのできる別のロボットモジュールがそ
のラインに隣接してある場合、移動することができる。
この関数は、そのラインのモジュールが移動可能である
場合には真を、そうでない場合には偽を戻す。
れらが移動可能であれば、相対方向directionに移動さ
せる。この移動するラインのロボットモジュールは、現
在のロボットモジュールの相対方向directionにおい
て、現在のロボットモジュールと同一直線上にあるライ
ンのモジュールである。このラインのモジュールは、ラ
インにおける一番前のロボットモジュールが移動不可能
な壁若しくは障害物によって遮られていない場合且つそ
の場合に限り、並びに、これらのモジュールを押したり
引いたりすることのできる別のロボットモジュールがそ
のラインに隣接してある場合、移動することができる。
この関数は、そのラインのモジュールが移動可能である
場合には真を、そうでない場合には偽を戻す。
【０２０８】Ｏ．(moveSingle direction)
この関数は、現在のロボットモジュールを、それが移動
可能であれば、相対方向directionに移動させる。この
モジュールは、その他のいずれのオブジェクトにも遮ら
れていない場合且つその場合に限り、並びに、このモジ
ュールを押したり引いたりすることのできる別のロボッ
トモジュールがそのモジュールに隣接してある場合、移
動することができる。この関数は、そのモジュールが移
動可能である場合には真を、そうでない場合には偽を戻
す。
可能であれば、相対方向directionに移動させる。この
モジュールは、その他のいずれのオブジェクトにも遮ら
れていない場合且つその場合に限り、並びに、このモジ
ュールを押したり引いたりすることのできる別のロボッ
トモジュールがそのモジュールに隣接してある場合、移
動することができる。この関数は、そのモジュールが移
動可能である場合には真を、そうでない場合には偽を戻
す。
【０２０９】Ｐ．(and operand1 operand2)
この関数は、両方のオペランドを評価し、そのオペラン
ドの両方が真である場合且つその場合に限り真を、そう
でない場合には偽を戻す。
ドの両方が真である場合且つその場合に限り真を、そう
でない場合には偽を戻す。
【０２１０】Ｑ．(less operand1 operand2)
この関数は、両方のオペランドを評価し、operand1がop
erand2よりも少ない場合真を、そうでない場合には偽を
戻す。
erand2よりも少ない場合真を、そうでない場合には偽を
戻す。
【０２１１】Ｒ．(isFirst color direction)
この関数は、方向directionにおいて、このモジュール
のすぐ隣に第１の色をしたオブジェクトがある場合には
真を、そうでない場合には偽を戻す。
のすぐ隣に第１の色をしたオブジェクトがある場合には
真を、そうでない場合には偽を戻す。
【０２１２】Ｓ．(isSecond color direction)
この関数は、方向directionにおいて、このモジュール
のすぐ隣に第２の色をしたオブジェクトがある場合には
真を、そうでない場合には偽を戻す。
のすぐ隣に第２の色をしたオブジェクトがある場合には
真を、そうでない場合には偽を戻す。
【０２１３】実験結果
図１７に示された膜のこの一般的な実施の形態は、以下
のパラメータを用いて評価された。 ・母集団の大きさ＝７２，０００個体 ・交差オペレーションを行う割合＝９９．０％ ・突然変異オペレーションを行う割合＝１．０％ ・クローニングオペレーションを行う割合＝０．０％ ・生成するコンピュータプログラムの最大深さ＝９ ・ランの初めにおいてランダムに生成するコンピュータ
プログラムの最大深さ＝５ ・突然変異に対して生成するサブプログラムの最大深さ
＝４ ・適合度評価の際に用いるコンピュータ時間の最大量＝
無限 ・シミュレートするターンの数＝１０
のパラメータを用いて評価された。 ・母集団の大きさ＝７２，０００個体 ・交差オペレーションを行う割合＝９９．０％ ・突然変異オペレーションを行う割合＝１．０％ ・クローニングオペレーションを行う割合＝０．０％ ・生成するコンピュータプログラムの最大深さ＝９ ・ランの初めにおいてランダムに生成するコンピュータ
プログラムの最大深さ＝５ ・突然変異に対して生成するサブプログラムの最大深さ
＝４ ・適合度評価の際に用いるコンピュータ時間の最大量＝
無限 ・シミュレートするターンの数＝１０
【０２１４】この実施の形態の制御プログラムに対する
有効な解は、評価／ランの３２世代目に現れた。この解
は、４９のプリミティブ関数参照と３２の実数値定数と
から構成されていた。この解の動作が、シミュレーショ
ン中の時系列順に３つの時点、つまり、初期段階、中間
段階、及び後続段階における、１つの初期ワールド状態
に関して、それぞれ図２０(ａ)〜(ｃ)に示されている。
図２０(ｃ)に示されているように、一時移送チャネル９
８０が、モジュラーユニットの移動によって形成され
る。この制御プログラムの記号列表現は、以下のとおり
である。
有効な解は、評価／ランの３２世代目に現れた。この解
は、４９のプリミティブ関数参照と３２の実数値定数と
から構成されていた。この解の動作が、シミュレーショ
ン中の時系列順に３つの時点、つまり、初期段階、中間
段階、及び後続段階における、１つの初期ワールド状態
に関して、それぞれ図２０(ａ)〜(ｃ)に示されている。
図２０(ｃ)に示されているように、一時移送チャネル９
８０が、モジュラーユニットの移動によって形成され
る。この制御プログラムの記号列表現は、以下のとおり
である。
【外２】
【０２１５】このプログラムは、１０×１０のワールド
を含み、膜の高さが３及び４であり、１度に１つのオブ
ジェクトがフィルタリングされる、１つの一般的な実施
の形態に関して進化されたが、ソフトウェアは、非常に
多様な高さ及び幅を有する長方形に配列された何百もの
モジュールから構成される、その他の一般的な実施の形
態の膜に関して作動するように基準化する、ということ
は認識されるべきである。また、このソフトウェアは、
同時に複数のオブジェクトも好適にフィルタリングす
る。例えば、図２１に示されているように、プログラム
は、膜の高さがモジュール８個分であり、６つのオブジ
ェクト（膜の上部に沿って均等に離間された、第２の色
を有する３つのオブジェクト１３３０及び第１の色を有
する３つのオブジェクト１３２０）がフィルタリングさ
れる、６４×６４のワールド１３４０における、膜１３
００の４９６個の各ロボットモジュール１３１０に対し
て導入されると、好適に機能した。図２１は、フィルタ
リング完了後におけるこの一般的な実施の形態を、概略
的に示している。
を含み、膜の高さが３及び４であり、１度に１つのオブ
ジェクトがフィルタリングされる、１つの一般的な実施
の形態に関して進化されたが、ソフトウェアは、非常に
多様な高さ及び幅を有する長方形に配列された何百もの
モジュールから構成される、その他の一般的な実施の形
態の膜に関して作動するように基準化する、ということ
は認識されるべきである。また、このソフトウェアは、
同時に複数のオブジェクトも好適にフィルタリングす
る。例えば、図２１に示されているように、プログラム
は、膜の高さがモジュール８個分であり、６つのオブジ
ェクト（膜の上部に沿って均等に離間された、第２の色
を有する３つのオブジェクト１３３０及び第１の色を有
する３つのオブジェクト１３２０）がフィルタリングさ
れる、６４×６４のワールド１３４０における、膜１３
００の４９６個の各ロボットモジュール１３１０に対し
て導入されると、好適に機能した。図２１は、フィルタ
リング完了後におけるこの一般的な実施の形態を、概略
的に示している。
【０２１６】様々な一般的な実施の形態では、スマート
膜は、その所望の機能を実行しながら、又は接触するオ
ブジェクトを待機しながら、能動的に移動するように、
プログラムすることができる、ということは認識される
べきである。例えば、スマート膜のモジュールユニット
は、膜の上面を揺動させることによって、この上面が上
下して、フィルタリング、分類、又は吸収されるオブジ
ェクトと接触するように、プログラムされてもよい。様
々な一般的な実施の形態では、この揺動は正弦波形の動
きである。
膜は、その所望の機能を実行しながら、又は接触するオ
ブジェクトを待機しながら、能動的に移動するように、
プログラムすることができる、ということは認識される
べきである。例えば、スマート膜のモジュールユニット
は、膜の上面を揺動させることによって、この上面が上
下して、フィルタリング、分類、又は吸収されるオブジ
ェクトと接触するように、プログラムされてもよい。様
々な一般的な実施の形態では、この揺動は正弦波形の動
きである。
【０２１７】本発明によるスマート膜のその他の一般的
な実施の形態、及び本発明によるロボットモジュール以
外のタイプのモジュールユニットがある、ということも
認識されるべきである。さらに、本発明は、例えば部品
分類機（これに限定されるわけではない）のようなマク
ロ規模から、例えば物質を精製する化学的用途や生化学
及び生物医学的用途（これらに限定されるわけではな
い）のようなナノメートル規模まで、様々な用途におい
て用いられてもよい。
な実施の形態、及び本発明によるロボットモジュール以
外のタイプのモジュールユニットがある、ということも
認識されるべきである。さらに、本発明は、例えば部品
分類機（これに限定されるわけではない）のようなマク
ロ規模から、例えば物質を精製する化学的用途や生化学
及び生物医学的用途（これらに限定されるわけではな
い）のようなナノメートル規模まで、様々な用途におい
て用いられてもよい。
【０２１８】また、本発明のスマート膜は、例えばオブ
ジェクトを組み合わせたり分解したりというような他の
使用法に適用可能である、ということも認識されるべき
である。
ジェクトを組み合わせたり分解したりというような他の
使用法に適用可能である、ということも認識されるべき
である。
【０２１９】本発明を、以上略述した特定の実施の形態
に関して説明してきたが、当業者には、多数の代替物、
変更物、及び改造物が明らかであろう、ということは明
白である。従って、以上説明したような本発明の好適な
実施の形態は、例示を意図するものであって、限定を意
図するものではない。本発明の趣旨及び範囲を逸脱しな
い限り、様々な変更が行われてもよい。
に関して説明してきたが、当業者には、多数の代替物、
変更物、及び改造物が明らかであろう、ということは明
白である。従って、以上説明したような本発明の好適な
実施の形態は、例示を意図するものであって、限定を意
図するものではない。本発明の趣旨及び範囲を逸脱しな
い限り、様々な変更が行われてもよい。
【図１】オブジェクトをフィルタリングする本発明によ
るスマート膜の、１つの一般的な実施の形態を示す概略
図である。
るスマート膜の、１つの一般的な実施の形態を示す概略
図である。
【図２】オブジェクトをフィルタリングする本発明によ
るスマート膜の、１つの一般的な実施の形態を示す概略
図である。
るスマート膜の、１つの一般的な実施の形態を示す概略
図である。
【図３】オブジェクトをフィルタリングする本発明によ
るスマート膜の、１つの一般的な実施の形態を示す概略
図である。
るスマート膜の、１つの一般的な実施の形態を示す概略
図である。
【図４】オブジェクトを二方向にフィルタリングする本
発明によるスマート膜の、一般的な実施の形態を示す概
略図である。
発明によるスマート膜の、一般的な実施の形態を示す概
略図である。
【図５】オブジェクトを二方向にフィルタリングする本
発明によるスマート膜の、一般的な実施の形態を示す概
略図である。
発明によるスマート膜の、一般的な実施の形態を示す概
略図である。
【図６】オブジェクトを二方向にフィルタリングする本
発明によるスマート膜の、一般的な実施の形態を示す概
略図である。
発明によるスマート膜の、一般的な実施の形態を示す概
略図である。
【図７】オブジェクトを分類する本発明によるスマート
膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
【図８】オブジェクトを分類する本発明によるスマート
膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
【図９】オブジェクトを分類する本発明によるスマート
膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
【図１０】オブジェクトを吸収する本発明によるスマー
ト膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
ト膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
【図１１】オブジェクトを吸収する本発明によるスマー
ト膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
ト膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
【図１２】オブジェクトを吸収する本発明によるスマー
ト膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
ト膜の、一般的な実施の形態を示す概略図である。
【図１３】本発明による一般的なスマート膜のモジュー
ルユニットの１つの一般的な実施の形態を示すブロック
図であり、この実施の形態では、モジュール制御回路は
モジュールユニット内に配置されている。
ルユニットの１つの一般的な実施の形態を示すブロック
図であり、この実施の形態では、モジュール制御回路は
モジュールユニット内に配置されている。
【図１４】本発明による一般的なスマート膜のモジュー
ルユニットの別の一般的な実施の形態を示すブロック図
であり、この実施の形態では、モジュール制御回路はモ
ジュールユニット内に配置されていない。
ルユニットの別の一般的な実施の形態を示すブロック図
であり、この実施の形態では、モジュール制御回路はモ
ジュールユニット内に配置されていない。
【図１５】本発明によるモジュラーロボットスマート膜
の、１つの一般的な実施の形態を示す概略図である。
の、１つの一般的な実施の形態を示す概略図である。
【図１６】本発明によるスマート膜のモジュールユニッ
トに対するソフトウェアプログラムを構成する、１つの
一般的な実施の形態を示すフローチャートである。
トに対するソフトウェアプログラムを構成する、１つの
一般的な実施の形態を示すフローチャートである。
【図１７】本発明によるモジュラーロボットスマート膜
の、別の一般的な実施の形態を示す概略図である。
の、別の一般的な実施の形態を示す概略図である。
【図１８】(ａ)〜(ｃ)は、一般的なロボットモジュール
の単独移動を示す概略図である。
の単独移動を示す概略図である。
【図１９】(ａ)、(ｂ)は、一般的なロボットモジュール
のライン移動を示す概略図である。
のライン移動を示す概略図である。
【図２０】(ａ)〜(ｃ)は、オブジェクトのフィルタリン
グの初期段階、中間段階、及び後続段階における、図１
７のスマート膜を示す概略図である。
グの初期段階、中間段階、及び後続段階における、図１
７のスマート膜を示す概略図である。
【図２１】本発明によるモジュラーロボットスマート膜
の、別の一般的な実施の形態を示す概略図である。
の、別の一般的な実施の形態を示す概略図である。
１００、２００、３００、４００、７００、９００、１
３００ スマート膜 １１０、２１０、３１０、４１０、５００、６００、７
１０、９１０、１３１０ モジュールユニット（ロボ
ットモジュール） １２０、１３０、２２０、２３０、３２０、３３０、４
２０、４３０、７２０、７３０、９２０、９３０、１３
２０、１３３０ オブジェクト １４０、２４０、３４０、４４０、９８０ 一時移送
チャネル ５１２、６０２ 信号／データバス ６１２ リンク ７０２ 膜の第１サイド ７０４ 膜の第２サイド ７４０、９４０、１３４０ ワールド ７４２ 壁 ９１２ 基準枠 ９４６ 左壁 ９４８ 右壁 ９５０ 中心軸
３００ スマート膜 １１０、２１０、３１０、４１０、５００、６００、７
１０、９１０、１３１０ モジュールユニット（ロボ
ットモジュール） １２０、１３０、２２０、２３０、３２０、３３０、４
２０、４３０、７２０、７３０、９２０、９３０、１３
２０、１３３０ オブジェクト １４０、２４０、３４０、４４０、９８０ 一時移送
チャネル ５１２、６０２ 信号／データバス ６１２ リンク ７０２ 膜の第１サイド ７０４ 膜の第２サイド ７４０、９４０、１３４０ ワールド ７４２ 壁 ９１２ 基準枠 ９４６ 左壁 ９４８ 右壁 ９５０ 中心軸
フロントページの続き
(72)発明者 エレノア ジー． リーフェル
アメリカ合衆国 94304 カリフォルニア
州 パロ アルト ヒルビュー アベニュ
ー 3400 ビルディング ４ エフエック
ス パロ アルト ラボラトリー インコ
ーポレイテッド内
(72)発明者 ブラドリー イー． ドリン
アメリカ合衆国 94304 カリフォルニア
州 パロ アルト ヒルビュー アベニュ
ー 3400 ビルディング ４ エフエック
ス パロ アルト ラボラトリー インコ
ーポレイテッド内
Ｆターム(参考） 3C007 BS30 JS02 JS05 KS13 XG00
Claims (24)
- 【請求項１】 １つの属性を有する少なくとも１つのオ
ブジェクトに対し、分類機能、フィルタリング機能、及
び吸収機能のうちの少なくとも１つの機能全体を行う膜
であって、 互いに隣接して配置された複数のモジュールユニットを
備え、 前記複数のモジュールユニットのそれぞれが、その周囲
の環境に関する情報を取得し、 前記複数のモジュールユニットの少なくとも一部がそれ
ぞれ、少なくとも第１の制御方法に基づいて、少なくと
も１つの機能を実行し、 前記第１の制御方法が、前記複数のモジュールユニット
のそれぞれに対する前記情報に基づいて、前記機能を決
定し、 前記複数のモジュールユニットの前記少なくとも一部
が、前記少なくとも１つの機能を実行することによっ
て、前記オブジェクトの前記属性に基づいて、前記膜の
前記機能全体が集合的に実行される、 前記膜。 - 【請求項２】 前記複数のモジュールユニットが、少な
くとも２層のモジュールユニットを形成するように互い
に隣接して配置される、請求項１に記載の膜。 - 【請求項３】 前記複数のモジュールユニットが、前記
機能全体を行う膜を二次元において形成するように配置
される、請求項１に記載の膜。 - 【請求項４】 前記複数のモジュールユニットのそれぞ
れが、前記情報を取得する少なくとも１つのセンサを備
える、請求項１に記載の膜。 - 【請求項５】 前記複数のモジュールユニットのそれぞ
れが、前記オブジェクトを前記情報として検出する少な
くとも１つのオブジェクトセンサと、そのモジュールユ
ニットに隣接した前記複数のモジュールユニットのうち
の他のモジュールユニットを前記情報として検出する少
なくとも１つの他モジュールユニットセンサと、前記膜
が中に配置されているワールドの壁を前記情報として検
出する少なくとも１つの壁センサとを備える、請求項１
に記載の膜。 - 【請求項６】 前記複数のモジュールユニットのそれぞ
れが、前記第１の制御方法を実行するプロセッサを備え
る、請求項１に記載の膜。 - 【請求項７】 前記複数のモジュールユニットの少なく
とも一部がそれぞれ、前記情報に基づいて前記機能を決
定する第２の制御方法に基づいて、前記機能を実行す
る、請求項１に記載の膜。 - 【請求項８】 前記複数のモジュールユニットのうちの
１つの移動が、前記複数のモジュールユニットのうちの
前記１つがもう１つ別のモジュールユニットと隣接して
いる場合にのみ可能である、請求項１に記載の膜。 - 【請求項９】 前記複数のモジュールユニットのうちの
１つの移動が、前記複数のモジュールユニットのうちの
１つの単独移動である、請求項１に記載の膜。 - 【請求項１０】 前記複数のモジュールユニットのうち
の１つの移動が、前記複数のモジュールユニットのうち
の１ラインのライン移動である、請求項１に記載の膜。 - 【請求項１１】 前記複数のモジュールユニットのうち
の１つの移動が、他の隣接したモジュールユニットに対
するスライド移動である、請求項１に記載の膜。 - 【請求項１２】 前記複数のモジュールユニットが、前
記オブジェクトの１つより多くの属性に基づいて、前記
膜の前記機能全体を集合的に実行する、請求項１に記載
の膜。 - 【請求項１３】 前記複数のモジュールユニットが、１
つより多くのオブジェクトに対して、前記膜の前記機能
全体を集合的に実行する、請求項１に記載の膜。 - 【請求項１４】 前記複数のモジュールユニットのそれ
ぞれが、もう１つ別のモジュールユニット若しくは前記
環境との少なくとも１つの通信リンクによって、前記情
報を取得する、請求項１に記載の膜。 - 【請求項１５】 前記情報が、前記複数のモジュールユ
ニットのそれぞれのローカル情報である、請求項１に記
載の膜。 - 【請求項１６】 前記情報が、前記複数のモジュールユ
ニットの前記少なくとも一部によって受信された情報に
基づいた情報である、請求項１に記載の膜。 - 【請求項１７】 第１のモジュールと、 前記第１のモジュールに隣接して配置された第２のモジ
ュールと、 少なくとも１つのコントローラと、 を備えた、自己再構成可能なロボットであって、 前記第１及び第２のモジュールがそれぞれ、機能回路及
びセンサを備え、 前記少なくとも１つのコントローラが第１の制御プログ
ラムを実行することによって、前記センサにより取得さ
れた情報に基づいて、前記第１及び第２のモジュールに
対する機能命令が生成されると共に、前記機能回路が、
前記機能命令に基づいて機能を実行し、前記第１及び第
２のモジュールの前記機能が、前記自己再構成可能なロ
ボットのフィルタリング機能、分類機能、及び吸収機能
のうちの少なくとも１つの機能全体を集合的に実行す
る、 前記自己再構成可能なロボット。 - 【請求項１８】 前記機能回路が移動モータを作動させ
る、請求項１７に記載の自己再構成可能なロボット。 - 【請求項１９】 前記情報が、前記第１及び第２のモジ
ュールのそれぞれのローカル情報である、請求項１７に
記載の自己再構成可能なロボット。 - 【請求項２０】 前記情報が、前記第１及び第２のモジ
ュール両方からの情報である、請求項１７に記載の自己
再構成可能なロボット。 - 【請求項２１】 １つの属性を有する少なくとも１つの
オブジェクトに対し、分類機能、フィルタリング機能、
及び吸収機能のうちの少なくとも１つの機能全体を行う
膜を提供する方法であって、 それぞれがその周囲の環境に関する情報を取得すること
のできる、複数のモジュールユニットを供給するステッ
プと、 前記複数のモジュールユニットを、互いに隣接して配置
するステップと、 前記情報に基づいて、前記複数のモジュールユニットの
それぞれに対する動作機能を制御する、制御方法を供給
するステップと、を含み、 前記複数のモジュールユニットが前記動作機能を個別に
実行することによって、前記オブジェクトの前記属性に
基づいて、前記膜の前記機能全体が集合的に実行され
る、 前記膜を提供する方法。 - 【請求項２２】 スマート膜の複数の機能それぞれを実
行する、第１の複数のソフトウェア関数と、 複数のソフトウェア関数をランダムに選択して、第１の
複数のソフトウェアプログラムを生成する、第１のソフ
トウェアプログラムと、 前記第１の複数のソフトウェアプログラムそれぞれに対
する、複数の適合度関数の値それぞれを取得する、適合
度関数と、 前記複数の適合度関数の値それぞれに基づいて、前記第
１の複数のソフトウェアプログラムからの第２の複数の
ソフトウェアプログラムを行う、第２のソフトウェアプ
ログラムと、 を備える、コンピュータが読取り可能なメモリを含む製
品。 - 【請求項２３】 複数のモジュール機能それぞれを実行
する、複数のソフトウェア関数を供給するステップと、 前記複数のソフトウェア関数から、目的を解決するため
の第１の複数のソフトウェアプログラムを構成するステ
ップと、 前記第１の複数のソフトウェアプログラムを実行して、
複数の結果それぞれを取得するステップと、 適合度の値をもたらす目的の適合度関数を供給するステ
ップと、 前記第１の複数のソフトウェアプログラムに対する、複
数の適合度関数の値それぞれを計算するステップと、 前記適合度関数の値それぞれに基づいて、前記第１の複
数のソフトウェアプログラムから、第２の複数のソフト
ウェアプログラムを選択するステップと、 遺伝オペレーションを用いて、前記第２の複数のソフト
ウェアプログラムから、第３の複数のソフトウェアプロ
グラムを構成するステップと、 を含む、スマート膜用のソフトウェアを提供する方法。 - 【請求項２４】 周囲の環境に関する情報を取得する複
数のモジュールユニットを有し、属性を有するオブジェ
クトに対し機能全体を行う、膜を制御する方法であっ
て、 前記情報に基づいて、前記複数のモジュールユニットの
それぞれに対する機能を決定するステップを含み、 前記複数のモジュールユニットのそれぞれが前記機能を
実行することによって、前記属性に基づいて、前記膜の
前記機能全体が集合的に実行される、 前記膜を制御する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/835,323 US6459957B1 (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Programmable smart membranes and methods therefor |
| US835323 | 2001-04-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003019699A true JP2003019699A (ja) | 2003-01-21 |
| JP4427940B2 JP4427940B2 (ja) | 2010-03-10 |
Family
ID=25269215
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002111426A Expired - Fee Related JP4427940B2 (ja) | 2001-04-17 | 2002-04-15 | 膜、自己再構成可能なロボット、膜を提供する方法、コンピュータが読取り可能なメモリを含む製品、スマート膜用のソフトウェアを提供する方法、及び膜を制御する方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6459957B1 (ja) |
| JP (1) | JP4427940B2 (ja) |
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| JP2016009354A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | 日本電信電話株式会社 | 行動制御システム、その方法及びプログラム |
| JP2016119040A (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-30 | 日本電信電話株式会社 | 行動制御システム、その方法及びプログラム |
| JP2019075013A (ja) * | 2017-10-18 | 2019-05-16 | 日本電信電話株式会社 | 隊列制御装置、隊列制御方法、およびプログラム |
| JP2019074997A (ja) * | 2017-10-18 | 2019-05-16 | 日本電信電話株式会社 | 制御装置、方法及びプログラム |
| JP2019082800A (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | 日本電信電話株式会社 | 隊列制御装置、隊列制御方法、およびプログラム |
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- 2002-04-15 JP JP2002111426A patent/JP4427940B2/ja not_active Expired - Fee Related
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