JP2018535837A - ロボット連携システム - Google Patents

Abstract

搬送ロボットによりサービスロボットを搬送する要求を自動的に受信する行為を含む、ロボット間の自律相互作用のための自動化方法。方法は、サービスロボットの場所を自動的に計算する行為を含む。方法は、搬送ロボットをサービスロボットの場所に自動的に動かす行為を含む。方法は、信号をサービスロボットから搬送ロボットに、サービスロボットに取り付けられた機械要素に組み込まれた信号エミッタを使用して送信する行為を含む。方法は、機械要素を搬送ロボットに取り付けられたキャリア要素に信号を使用して自動的に結合する行為を含む。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１０月２８日に「面および太陽エネルギーパネルを維持し、サービスし、監視するためのロボットシステム」の名称で出願された米国特許出願第６２／２４７，２１２号の優先権を主張し、その内容はその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

本発明はロボットの分野に関する。

ロボットは、電気機械マシンとして記載されることがあり、電気機械マシンは、組み込まれたシステムなどのようなコンピュータプログラムまたは電子回路によって案内されることがある。ロボットは、自律、半自律、またはオペレータに制御されることがあり、産業用ロボット、医療手術ロボット、特許支援ロボット、犬型セラピーロボット、集合的にプログラミングされた群ロボット、無人航空機（ＵＡＶ）ドローン、無人車両（ＵＧＶ）ドローン、無人艇（ＵＭＶ）ドローン、および微小ナノロボットなどのような１つまたは複数の任務を行うことがある。ロボットは、電子回路または制御システムを有することがあり、電子回路または制御システムは、その１つまたは複数の任務を行うときにロボットの操作および／または動きに対する命令を提供する。

ロボット技術は、ロボットの設計、構造、操作、および適用、ならびにそれらの制御、感覚フィードバック、および情報処理のためにコンピュータシステムを取り扱う。これらの技術は、危険な環境における任務、製造工程、反復任務、および／または危険な任務などのような１つまたは複数の任務を行うことがある自動機械を取り扱う。

ナビゲーションロボットは、機能ロボットが１つまたは複数の任務を行う場所の間で機能ロボットを搬送するために使用されてきた。これらのナビゲーションロボットおよび機能ロボットは、複数の機能ロボットを管理し、任務を行うことがある場所の間で機能ロボットを搬送するためのロボットシステムに組合せられることがある。

関連技術およびそれに関する制限の前述の例は、説明のためであり排他的ではないことが意図される。関連技術の他の制限は、本明細書を読み図面を検討すると当業者には明らかになろう。

以下の実施形態およびその態様は、システム、ツールおよび方法と併せて記載され、説明される。システム、ツールおよび方法は、例示および説明を意味し、範囲の限定を意味するものではない。

一実施形態によれば、ロボット間の自律相互作用のための方法であって、サービスロボットを搬送する要求を搬送ロボットにより自動的に受信する行為を含む方法が提供される。方法は、サービスロボットの場所を自動的に計算する行為を含む。方法は、搬送ロボットをサービスロボットの場所に自動的に動かす行為を含む。方法は、信号をサービスロボットから搬送ロボットに、サービスロボットに取り付けられた機械要素に組み込まれた信号エミッタを使用して自動的に送信する行為を含む。方法は、機械要素を、搬送ロボットに取り付けられたキャリア要素に、信号を使用して自動的に結合する行為を含む。

一部の実施形態では、方法は、サービスロボットを新しい場所に搬送ロボットにより自動的に搬送する行為、および機械要素をキャリア要素から搬送ロボットにより自動的に解除する行為をさらに含む。

一部の実施形態では、新しい場所は、新しい場所の領域を自動的に配置する行為と、搬送ロボットを結合されたサービスロボットとともにその領域に自動的に動かす行為と、新しい場所をその領域内に配置するためのセンサ信号を自動的に受信する行為と、搬送ロボットをその場所にセンサ信号を使用して自動的に動かす行為とによって決定される。

一部の実施形態では、その場所および新しい場所の１つまたは複数は作業面である。

一部の実施形態では、作業面は、太陽パネル、船体、機体、車体、建物の窓、集光型太陽光発電ミラー、およびタービンの羽根からなる群からの１つである。

一部の実施形態では、方法は、サービスロボットを解除される前にサービスされる作業面の１つまたは複数に平行に自動的に配向する行為をさらに含み、機械要素は少なくとも２つの部品を含み、自動的に配向することは少なくとも２つの部品の嵌合によって行われる。

一部の実施形態では、自動的に嵌合することは、（ｉ）制御命令によりリアルタイムで案内される積極的嵌合、（ｉｉ）予め構成された面角度に固定された嵌合、および（ｉｉｉ）面角度の範囲に対して予め構成された消極的嵌合からなる群からの１つまたは複数であり、消極的嵌合は、固定された角度要素および柔軟な角度要素を含む嵌合継手を含む。

一部の実施形態では、方法は、作業面の１つまたは複数を自動的にサービスする搬送ロボットの行為をさらに含む。

一部の実施形態では、方法は、サービスロボットの領域を搬送ロボットにより自動的に配置することと、搬送ロボットをサービスロボットの領域に自動的に動かす行為とをさらに含む。

一部の実施形態では、機械要素は搬送ロボットに取り付けられ、キャリア要素はサービスロボットに取り付けられる。

一部の実施形態では、信号は識別パターンを含む。

一部の実施形態では、方法は、電気信号、電力、および搬送ロボットとサービスロボットとの間のサービスする材料の１つまたは複数を自動的に転送する行為をさらに含む。

一部の実施形態では、サービスロボットに対するドロップオフ要求を自動的に受信することをさらに含む請求項１に記載の方法。

一部の実施形態では、ドロップオフ要求は場所および領域の１つまたは複数を含む。

一実施形態によれば、機械要素を含む１つまたは複数のサービスロボットを含むロボット結合システムが提供され、機械要素は定位信号エミッタを含む。ロボット結合システムは、１つまたは複数のサービスロボットを搬送する要求を自動的に受信するように構成された、１つまたは複数の搬送ロボットを含む。１つまたは複数の搬送ロボットは、機械要素と自動的に結合するように構成されたキャリア要素を含む。１つまたは複数の搬送ロボットは、定位信号を定位信号エミッタから自動的に受信するように構成されたセンサを含む。１つまたは複数の搬送ロボットは、１つまたは複数の搬送ロボットをある場所から新しい場所に自動的に動かすように構成されたモータを含む。１つまたは複数の搬送ロボットは、１つまたは複数のハードウェアプロセッサを含む。１つまたは複数の搬送ロボットは、その上に符号化されたプロセッサ命令を含む１つまたは複数の記憶装置を含む。

一部の実施形態では、１つまたは複数の記憶装置は、１つまたは複数のハードウェアプロセッサに、１つまたは複数のサービスロボットを搬送する要求を自動的に受信するように命令する、プロセッサ命令を含む。プロセッサ命令は、１つまたは複数のハードウェアプロセッサに、１つまたは複数のサービスロボットの場所を自動的に計算し、１つまたは複数の搬送ロボットを１つまたは複数のサービスロボットの場所に動かすように命令する。プロセッサ命令は、１つまたは複数のハードウェアプロセッサに、信号を１つまたは複数のサービスロボットから１つまたは複数の搬送ロボットにエミッタを使用して自動的に受信するように命令する。プロセッサ命令は、１つまたは複数のハードウェアプロセッサに、機械要素をキャリア要素に信号を使用して自動的に機械結合するように命令する。プロセッサ命令は、１つまたは複数のハードウェアプロセッサに、１つまたは複数のサービスロボットを新しい場所に１つまたは複数の搬送ロボットにより自動的に搬送するように命令する。プロセッサ命令は、１つまたは複数のハードウェアプロセッサに、機械要素をキャリア要素から１つまたは複数の搬送ロボットにより自動的に解除するように命令する。

一部の実施形態では、ロボット結合システムは、１つまたは複数のハードウェアプロセッサに、１つまたは複数のサービスロボットの領域を１つまたは複数の搬送ロボットにより自動的に配置し、１つまたは複数の搬送ロボットを１つまたは複数のサービスロボットの領域に自動的に動かすように命令する、プロセッサ命令をさらに含む。

一部の実施形態では、新しい場所は、新しい場所の領域を自動的に配置することと、１つまたは複数の搬送ロボットを結合された１つまたは複数のサービスロボットとともにその領域に自動的に動かすことと、新しい場所を領域内に配置するためにセンサ信号を自動的に受信することと、１つまたは複数の搬送ロボットをその場所にセンサ信号を使用して自動的に動かすこととによって決定される。

一部の実施形態では、その場所および新しい場所の１つまたは複数は作業面である。

一部の実施形態では、作業面は、太陽パネル、船体、機体、車体、建物の窓、集光型太陽光発電ミラー、およびタービンの羽根からなる群からの１つである。

一部の実施形態では、ロボット結合システムは、サービスロボットを解除される前にサービスされる作業面の１つまたは複数に平行に自動的に配向するプロセッサ命令をさらに含む。

一部の実施形態では、機械要素は搬送ロボットに取り付けられ、キャリア要素はサービスロボットに取り付けられる。

一部の実施形態では、定位信号は識別パターンを含む。

一部の実施形態では、機械要素およびキャリア要素は、電気信号、電力、および搬送ロボットとサービスロボットとの間のサービスする材料の１つまたは複数を転送するように適合される。

一実施形態によれば、定位信号エミッタを含む機械要素を含むロボット結合アセンブリが提供され、機械要素はサービスロボットに取り付けられる。ロボット結合アセンブリは、機械要素と結合するように構成されたキャリア要素を含み、キャリア要素は搬送ロボットに取り付けられる。

一部の実施形態では、機械要素はシャフトおよび雄型固定要素を含み、雄型固定要素は少なくとも１つの寸法においてシャフトより大きい。

一部の実施形態では、キャリア要素は案内サブアセンブリおよび雌型固定要素を含み、雌型固定要素は、雄型固定要素が雌型固定要素内にしっかりと結合されるように、実質的にシャフトの少なくとも１つの寸法である。

一部の実施形態では、案内サブアセンブリは１つの開口および２つの案内要素を含み、開口は雌型固定要素から遠位にあり、開口の少なくとも１つの寸法は、開口と雌型固定要素との間に漏斗を形成するように、シャフトの少なくとも１つの寸法より実質的に大きい。

一部の実施形態では、２つの案内要素は、機械要素をキャリア要素の中に案内するために開口および漏斗を画定するために２つ以上の屈曲を備えた細長い材料要素である。

一実施形態によれば、２つ以上のサービスロボットであって、それぞれは対象上で少なくとも１つのサービスする任務を自動的に行うように構成される、２つ以上のサービスロボットと、複数の搬送ロボットであって、それぞれは複数の場所の間で複数のサービスロボットの１つまたは複数を自動的に運ぶように構成され、それぞれの場所は、１つまたは複数の対象、移動地上ステーション、充電ステーション、修理ステーション、基地ステーションからなる群からの１つを含む、複数の搬送ロボットと、を含むロボットシステムが提供される。

上に記載された例示的態様および実施形態に加えて、さらなる態様および実施形態は、図面を参照し、以下の詳述を検討することによって明らかになろう。

例示的実施形態は図面を参照に説明される。図面に示された構成要素および特徴の寸法は、概ね便宜上および提示を明瞭にするために選択されており、必ずしも一定の縮尺で示されていない。図面は以下に一覧にされている。

搬送ロボットとサービスロボットとの間を結合するためのシステムの概略図である。 搬送ロボットとサービスロボットとの間を結合するための方法のフローチャートである。 搬送ロボットとサービスロボットとの間を結合するためのキャリア要素の概略図である。 搬送ロボットとサービスロボットとの間を結合するための機械要素の概略図である。 搬送ロボットのキャリア要素とサービスロボットの機械要素との間を結合する概略図である。 サービスロボットの機械要素を使用して搬送ロボットのキャリア要素に結合されたサービスロボットの等角図の概略図である。 サービスロボットの機械要素を使用して搬送ロボットのキャリア要素に結合されたサービスロボットの正面図の概略図である。

複数の分離された面を含有するフィールドにサービスするために、２つ以上の型のロボット（そのうちの１つは搬送ロボットである）を使用するための技法が本明細書に記載されている。搬送ロボットは、面にサービスするために面の間でサービスロボットなどの他の型のロボットを自動的に動かしてもよい。２つの型のロボット間の自律操作および機械相互作用のための方法およびデバイスの実施形態が記載されている。操作の相互作用は、各ロボットに取り付けられた機械結合要素、例えばアーム機械要素および／またはキャリア機械要素などを使用してもよい。この場合、機械要素の間の結合は、搬送ロボットとサービスロボットとの間に中継機械連結を提供する。機械結合要素は、他の要素上の対応する寸法より大きい１つの要素上の少なくとも１つの寸法を有するように構成されてもよいので、要素は１つのロボットの重量を他のロボットによって支持されるように一緒に結合してもよい。任意選択で１つの機械要素の少なくとも２つの寸法は、他の機械要素の対応する寸法より大きい。また機械結合要素は定位信号を交換する一致したエミッタおよびセンサも組み込んでもよく、定位信号は、運動信号をそれぞれに取り付けられたロボットに送信する結合を向上させ、これにより衝突することなく結合が起きるように、２つのロボットの間で相対位置決めができる。例えばエミッタは光源であり、センサはカメラである。例えばエミッタは電波指向性アンテナであり、センサは指向性受信アンテナである。例えばエミッタは音波発生器であり、センサは音響センサである。

任意選択でエミッタにより自動的に送信された定位信号は、個々のロボットに一意の信号パターンを含み、それによって一意の信号パターンを使用してサービスロボットが群れることなく搬送ロボットがサービスロボットを個別に配置する能力が向上する。

任意選択で電力、電気信号、およびサービスする材料などが、サービスロボットと搬送ロボットとの間で自動的に転送される。例えばサービスロボット上のセンサによって収集された測定値は搬送ロボットに自動的に転送され、逆も同様である。例えばサービスロボット上のカメラセンサからの値は、搬送ロボットからサービスロボットを切り離すために自動的に新しい場所を識別するために、無線などで結合連結部などを通って自動的に転送される。任意選択で信号、材料および／またはエネルギーが、サービスロボットと搬送ロボットとの間で自動的に転送される。例えば結合要素は、エネルギーおよび／または洗浄液などの材料を自動的に転送するために使用される、電気および材料搬送連結部を含む。

例えばデジタル通信では、サービスロボットから搬送ロボットに、例えば搬送ロボットがサービスロボットを解除することが安全であるというサービスロボットからのメッセージが自動的に転送される。例えば洗浄液は、搬送ロボットとサービスロボットとの間で転送される。例えばサービスロボットは電力／エネルギーをサービスロボットの電池から搬送ロボットの電池に転送させる。これらの自動転送は、安全なピックアップ／搬送／ドロップオフができる結合の前後、または最中にロボット間の相乗的な連携が可能であることがある。これらの転送は、例えばエネルギー、材料などの資源を自動的にシステム全体で最適化することができることがある。

任意選択で搬送ロボット上のセンサは、結合されたサービスロボットが搬送ロボットの細長い機械付属品に取り付けられたセンサなどのセンサからの読取りを干渉しないように、搬送ロボットに連結される。例えばサービスロボットによって収集されたセンサ値は、搬送ロボットに自動的に転送される。

次に図１を参照する。図１は、搬送ロボットとサービスロボットとの間を結合するためのシステム１００の概略図である。システム１００はサービスロボット１０１および搬送ロボット１０２を含む。サービスロボット１０１は１つまたは複数の作業面１１０にサービスする。サービスロボットは、（搬送ロボット１０２の）キャリア要素１０２Ｃと（サービスロボット１０１の）機械要素１０１Ａとの結合を助けるために、定位信号を自動的に発信する１つまたは複数のエミッタ１０１Ｂを含む、機械要素１０１Ａを含む。定位信号は、搬送ロボット１０２に取り付けられた１つまたは複数のセンサ１０２Ａにより自動的に受信される。任意選択でサービスロボット１０１は１つまたは複数のセンサ１０１Ｃを含み、搬送ロボット１０２はさらに、機械要素１０１Ａとキャリア要素１０２Ｃとの間の配向および距離を助け、それによって自動結合を助けるために、１つまたは複数のエミッタ１０２Ｂを含む。一旦自動結合が完了すると、搬送ロボット１０２は、サービスロボット１０１を新しい場所にモータ１０２Ｄ、例えば１つまたは複数の回転翼、１つまたは複数の船舶モータ、および１つまたは複数の車両モータなどを使用して自動的に動かす。新しい場所は、サービスが必要な作業面、再充電／再補給のための移動地上ステーション、および修理のための基地ステーションなどであってもよい。任意選択で搬送ロボット１０２は、例えば流体を加える、および埃を取り除くなどによりサービスを自動的に助ける。

次に図２を参照する。図２は、搬送ロボットとサービスロボットとの間を自動的に結合するための方法の流れ図２００である。搬送要求は搬送ロボット１０２によって自動的に受信され２０１、搬送ロボット１０２はサービスロボット１０１が動かされる場所を自動的に計算する２０２。搬送ロボット１０２は計算された場所に自動的に動き２０３、その場所でサービスロボット１０１によって自動的に送信された定位信号２０４は、機械要素１０１Ａとキャリア要素１０２Ｃとの間の結合２０５を助けるために、搬送ロボット１０２により自動的に受信される。結合される２０５と、サービスロボット１０１は、例えば作業面、基地ステーション、および移動地上ステーションなどの新しい場所に自動的に搬送され２０６、自動的に解除される２０７。

次に図３を参照する。図３は、搬送ロボットとサービスロボットとの間を結合するためのキャリア要素３００の概略図である。斜視図３００Ａ、側面図３００Ｂおよび正面図３００Ｃが示されている。キャリア要素３００は、機械要素と機械要素に結合するための雌型構造要素３０２を位置合わせするための開口３０１を含む。キャリア要素３００は、機械要素の雄型部材を開口３０１の中および雌型構造要素３０２の中に案内するために任意選択でセンサを組み込むガイド部材３０４を含んでもよい。キャリア要素３００は、キャリア要素３００を自動的に位置付けし、機械要素と位置合わせするためのセンサ、電気接点、および／または流体導管など３０３を含んでもよい。キャリア要素３００は、キャリア要素３００を搬送ロボット１０２に、例えば搬送ロボット１０２の底面上に、取り付けるための基部３０５を含む。結合により、動力を搬送ロボット１０２から結合要素およびあらゆるアクチュエータ上のセンサに自動的に動力供給できることがある。また結合により、情報をセンサからＵＧＶおよびＵＡＶに伝送することもできる。

次に図４を参照する。図４は、搬送ロボットとサービスロボットとの間を結合するための機械要素４００の概略図である。機械要素４００は、機械要素４００をサービスロボット１０１に取り付けるために基部４０１を含む。機械要素４００は、任意の嵌合継手４０２を含んでもよく、嵌合継手４０２はサービスロボット１０１を作業面１１０の配向に自動的に配向することができることがある。例えば嵌合継手は、機械要素を２つの部品、すなわち１つはサービスロボット１０１の近位、もう１つはサービスロボット１０１の遠位に分離する。

嵌合継手４０２は、作業面１１０に対して固定された／消極的配向に設定されてもよく、これは太陽パネルのように同じ配向でもよく、または動的／積極的に作業面１１０に嵌合されてもよく、これは車体／船体のように異なる配向でもよい。例えば積極的に嵌合された継手は、鏡面の角度としてリアルタイムで決定された配向で集光型太陽熱発電所のそれぞれの鏡面上に清掃ロボットを設置してもよい。例えば太陽熱発電所は固定角度でＰＶパネル作業面を有し、嵌合継手は太陽パネルの角度に実質的に一致する所定の角度を設定される。例えば消極的配向の嵌合継手は、固定された角度要素および柔軟な角度要素を有し、固定角度要素および柔軟な角度要素はともに嵌合継手のある範囲の角度が可能であり、それによってサービスロボットの角度と面の角度との間がわずかに異なることが可能である。例えば嵌合継手は固定された角度要素、柔軟な角度要素および積極的な嵌合要素の組合せを有する。

例えば消極的篏合は、安全な配向のために嵌合角度に若干の柔軟性を許容する。例えばサービスロボットが作業面上に自動的に降りる際、その車輪またはトラックまたは底部の１つまたは複数は作業面に接触してもよい。ロボットの底部上の適切なセンサはこれを示す。次いで搬送ロボットは、サービスロボットが作業面に接触していることをすべての「底部」センサが示すまで、サービスロボットを作業面に引き続き降ろしてもよい。次いで搬送ロボットは、サービスロボットを解除することが安全であるという信号をサービスロボットから結合要素を通して自動的に受信する。サービスロボット上の４つの離れたセンサ、例えば各角部に１つずつなどは、サービスロボットが作業面と完全に接触していることを示す。例えば消極的嵌合が使用されるとき、アーム機械要素は、センサ信号をサービスロボットのセンサから搬送ロボットに転送する電気接続を有する。

機械要素４００は、より大きい雄型構造要素４０６がより小さい雌型構造要素３０２と結合し、それによって搬送ロボット１０２がサービスロボット１０１と結合できるように、キャリア要素３００を機械要素４００とともに自動的に位置付けし、かつ／または配向する助けとなるために磁場センサおよび／またはエミッタ４０３、近接センサ４０４、ならびに可視光信号エミッタ４０５を含んでもよい。

任意選択でキャリア要素３００および／または機械要素４００は、安全な結合ができるために細長い本体などの細長い部分を有してもよい。

次に図５を参照する。図５は、搬送ロボットのキャリア要素とサービスロボットの機械要素との間の結合５００の概略図である。より大きい雄型構造要素４０６は、より小さい雌型構造要素３０２に結合されて５００示されており、それによって搬送ロボット１０２がサービスロボット１０１と結合できる。ガイド部材３０４は、雄型構造要素４０６を雌型構造要素３０２の中に自動的に案内する助けとなる開口を形成する。

次に図６を参照する。図６は、サービスロボットの機械要素４００を使用して搬送ロボットのキャリア要素３００に結合されたサービスロボットの等角図の概略図である。機械要素４００はサービスロボット１０１に取り付けられ、キャリア要素３００は機械取付部６０１で搬送ロボット１０２に取り付けられる。

次に図７を参照する。図７は、サービスロボットの機械要素を使用して搬送ロボットのキャリア要素に結合されたサービスロボット１０１の正面図の概略図である。サービスロボット１０１は、配向調節要素７０１を使用して機械要素４００に結合される。機械要素４００は、エネルギーおよび／または材料が、結合されたロボット間を自動的に転送され得るように、キャリア要素３００に結合される。例えばサービスロボットは、結合部を通って搬送ロボットにエネルギーを転送させる。例えば搬送ロボットは結合部を使用して飛行、ピックアップ、またドロップオフなどの間にサービスロボットのセンサを使用してもよい。例えば搬送要素は、ロボットの対の搬送をより容易にするために、結合部を使用して配向、形状、質量の中心、大きさ、および慣性モーメントなどを自動的に調節してもよい。

物理的に分離された面の集合（「フィールド」）の例示的応用は、「サービスすること」と総称される、頻繁なまたは規則的な検査、診断、保守、監視もしくは清掃を必要とすることがある。このような例には（これらに限定されないが）以下が含まれる。
・太陽光（ＰＶ）発電所、これは２つ以上の太陽光ＰＶパネル面から構成されてもよく、様々な大きさの列またはセルを形成し、物理的に互いから離間しているが同じ発電所の一部である（太陽光ＰＶフィールドなど。これらのＰＶパネルは、発電所がフル稼働するために定期的に検査し埃を除去されてもよい。
・物理的に分離された面の集合を形成する単一または複数の建物上の窓、これは建物および窓を視覚的に魅力的にするために、また窓を機能的にする（すなわち透明に設計された量を可能にする）ために、頻繁に清掃されてもよい。
・集光型太陽熱（ＣＳＰ）発電所は、多くの鏡から構成されることがある。それぞれの平坦または湾曲した鏡は、最大電力容量を稼働するために規則的にサービスする必要があることがある。
・適正に機能するために（例えば空気または水との摩擦を低減するために）船舶、航空機、および車両の外殻、これらの外殻は定期的に清掃され、除氷され、また適切な材料で処理などがされることがある。また作業面は割れ、亀裂、材料の不良、または作動を妨げる恐れのある他の損傷について検査されることもある。作業面はそれらの外観を維持するためにサービスされる（例えば塗装される、清掃される）ことがある。
・面を構成する発電する空気／風力タービンの羽根、これは互いから離間していることがある。これらは、効果的な発電を維持し故障を防ぐために規則的なサービスが必要である。

わかりやすくするために、本明細における例は形状、大きさおよび配置のみに違いがある面を指すが、本発明は他の特性に違いがある面を含有するフィールドも網羅する。

頻繁なまたは規則的な検査、保守、監視もしくは清掃などのサービスを必要とすることがある、物理的に分離された作業面の太陽熱フィールドなどの面の集合の例は多い。例えば太陽光（ＰＶ）発電所は、２つ以上の太陽光ＰＶパネル面から構成されることがあり、様々な大きさの列またはセルを形成し、物理的に互いから離間しているが同じフィールドの一部である。太陽光パネルは、発電所がフル稼働するために定期的に自動的に検査し埃を除去されてもよい。

ロボットなどの自動機械は単一面にサービスするように構築されてもよいが、単一面を効果的にサービスし、そのフィールド内の面の間を動くことがあるロボットを構築させることが困難であることがある。特に複数面が物理的に分離しているとき。面の間を動くロボットの機械およびエネルギーの必要量に起因する困難を克服するために、搬送ロボットとサービスロボットとの間の結合アセンブリを使用してもよい。

本明細書に記載された実施形態の態様の方法の行為は、予め構成された命令をロボットに自律的に、かつ／または自動的に行われてもよい。任意選択でロボットは、適正な命令を、例えば速度、加速度、および距離などの変化のような未来の相互作用に自動的に適用するために、自律相互作用の以前の記録を自動的に記憶する。例えば搬送ロボットによるサービスロボットの自動解除によって、閾値基準を超える可聴音を生じると、自動的に解除を行うために使用される距離センサが、より小さい解除距離の値に較正されてもよい。任意選択でロボットは、それぞれの自律のシナリオの範囲内に従って一連のステップを自動的に行うことなどにより、それらの任務を行う際に自律する。例えばロボットは、その集合的性能において自律している。任意選択でロボットは、それらの任務を行う際に部分的に自律し、人間のオペレータにより部分的に遠隔操作される。任意選択で人間のオペレータは、１群のロボットの自律挙動を、例えば経験則、体験、標準操作手順、および安全要件などに基づいて無効にしてもよい。任意選択で自動方法の行為は、作業面、ロボット、および任務などの性能および安全性を改善するために人間のオペレータによって無効にされ、ロボットによって記録されてもよい。

以下は用語集である。

用語「ロボット」は、空気、水、地面、大気圏外などの真空、および／もしくはこれらの組合せなどの中／上を自力で動く、無人車両ロボットならびに／またはシステムを指すように本明細書では使用される。システムは、人間により、自律により（自動的に）、または半自動的により、遠隔で案内されてもよい。

用語「サービス」は、維持し、診断し、監視し、検査し、改善し、修理し、または別法により、面もしくは別のロボットのために、あるロボットが取るあらゆる操作を説明するために使用される。例えば清掃すること、遠隔もしくは物理的接触による化学的処理を適用すること、可視もしくは非可視スペクトル（例えば熱および他の形の赤外線撮像を含む）における波周波数を使用して撮像すること、（例えば検査目的のために）センサもしくはペイロードを使用して測定すること、サービスを受ける側（ロボットもしくは面もしくは両方）に関するペイロードを配備すること、通信を往復させること、（例えば充電および再充電のための）電力、燃料（および燃料補給）、または材料を受ける側におよび／または受ける側から転送させること、ロボットもしくは面への物理的連結を確立すること、損傷もしくは故障を修理することなど。

一般用語「サービスすること」は、ロボットを充電ステーションにドッキングさせる操作を説明するために使用される「再充電」も含み、すなわちロボットを特殊装置に十分に近づけて置き、そこでロボットが燃料補給され、再充電され、または別法により電力が伝送されるので、ロボットが後の操作に従事することができ、任意選択で装置は保管、要素からの保護なども提供することができる。また再充電は、異なるロボットへの物理的連結を使用して、すなわち１つのロボットが別のロボットに再充電する際に行ってもよい。再充電の操作を行う場所および方法に関わらず、わかりやすくするために、用語「充電するロボット」はエネルギーを伝送するロボットまたはステーションの両方を指してもよい。

一般用語「サービスすること」は具体的には「監視すること」および「診断すること」も含み、検知装置により直接測定可能な、または検知装置からの出力を処理することおよび／もしくはそのような出力の組合せにより間接的に測定可能なあらゆる尺度に沿って、構成要素もしくはサブシステムもしくはシステム全体の状態を識別することを指すために使用される。任意選択で監視することは、故障（異常、容認できない）状態から公称（適正な、容認できる）状態を区別するための計算も含む。

「サービスロボット」はここに定義されたようなサービスを面に加えるように適合されてもよい。

「搬送ロボット」はサービスロボットを搬送するように適合されてもよい。また搬送ロボットは他の搬送ロボットを搬送してもよい。また搬送ロボットは面または他のロボットにサービスを実行するように適合されてもよいという意味では、サービスロボットであってもよい。

用語「安全」は、関与するロボットおよび面または他の対象に悪影響を与えない、または損傷しない操作を説明するために使用される。

用語「ピックアップ」は、１つまたは複数のロボット（「搬送ロボット」、その１つは少なくとも搬送ロボットである）のあらゆる任意の一連の動きが他のロボット（「サービスロボット」）も動かすような、複数のロボットの間の物理的連結の安全に制御された確立を説明するために使用される。すべてのロボットは一緒に「パック」を形成する。明らかにするために、パックは搬送ロボットと面などの受動対称とでは形成されない。パックはロボット間のみで形成されてもよい。

逆に用語「ドロップオフ」は、パック内に含まれたすべてのロボットが互いに独立して動き続けることができるように、ロボット間の物理的連結を安全に制御された係脱により、パックの安全に制御された縛りを解くことを説明するために使用される。

用語「面サービス任務」は、所与の面のサービスを実行する１つまたは複数のロボットの操作を説明するために使用される。

用語「搬送任務」または「搬送」は、一連の安全に制御されたピックアップに続いて得られるパック、およびドロップオフを説明するために使用される。パックされている間に、ロボットは１方向または両方向のサービス操作にも係合してもよい。

用語「パックサービス任務」は、一連の安全に制御されたピックアップ、パック内のロボット間のサービス操作（１方向または両方向のいずれか）、およびドロップオフを説明するために使用される。

用語「搬送ロボット任務」は、他（パックの一部ではない）に連結されていない個々の搬送ロボットの安全に制御された動きを説明するために使用される。

用語「結合機械要素」は、パック内のロボット間の物理的連結を促進する要素または機構を指すように本明細書では使用される。

用語「アーム」または「アーム機械要素」は、パック内のロボット間の物理的連結を促進するアーム状または機構を指すように本明細書では使用される。

用語「キャリア」または「キャリア機械要素」は、パック内のロボット間の物理的連結を促進するアームまたは機構の受領する要素を指すように本明細書では使用される。

結合

あるロボットを別のロボットによってピックアップすること、ドロップオフすること、サービスすること、および動かすことの課題は、受動貨物（例えばパッケージ）でピックアップすること、ドロップオフすること、サービスすること、および動かすことと同じでなくてもよい。

例えば異なる型のロボットは、それらのロボットの行為を調整するために特別のハードウェアおよびソフトウェアを必要とすることがある。搬送しパックするサービス任務に対して、すべてのロボットは同じ場所、同じ時間に存在し、面またはステーションに悪影響を与えることなく接合任務に適合された操作状態であることがある。例えばロボットのピックアップ任務のために、搬送ロボットはサービスロボットを配置し識別し、面を損傷する圧力を加えることなく、結合要素を使用してサービスロボットを連結できるように、搬送ロボット自体を位置付けてもよい。例えば搬送ロボットは、すでに面上にあるサービスロボットの重量に搬送ロボット自体の重量を加えないことがある。

例えばロボットのドロップオフ中に、搬送ロボットは、目標面またはステーションを配置し識別してもよく、面を損傷する圧力を加えることなくサービスロボットを面上に正確に位置付けることがある。換言すると、搬送ロボットは、面に達するときにサービスロボットの重量に搬送ロボット自体の重量を加えないことがあり、重力または自然力がサービスロボットを面に動かすことができないことがある（例えばサービスロボットは近距離からであっても面上に落下しないことがある）。

例えば搬送およびパックサービス操作を行うために、結合要素は、搬送ロボットおよびサービスロボットが一緒に動くように物理的連結を積極的に形成し、機械要素を介してデータ値の転送などを通してロボットのピックアップ／ドロップオフ／サービスを調整するために使用されてもよい。例えば機械要素は、センサ情報および場所情報などを転送するためにデジタルおよび／またはアナログ電気接続を含む。

以下はロボットサービスシステムの説明である。

任意選択でロボットサービスシステムは、複数のロボット、１つまたは複数の制御ステーション、１つまたは複数の充電ステーション（これは制御ステーションでもよい）およびロボットを保管するための１つまたは複数の基地ステーション（これは充電ステーションもしくは制御ステーションとして働いてもよい）から構成され、これは面にサービスするために使用されてもよい。システムは、以下のいくつかの構成要素から構成されてもよい。
・搬送ロボット
・サービスロボット
・必要に応じてロボットがサービスされ、再充電され（燃料補給され）、再供給されることがある基地ステーション
・制御ステーション
・修理ステーション
・移動地上ステーション

構成要素はロボットのパックを形成してもよい。ロボットは入力を処理し、決定を行い、互いに、ならびに／または制御ステーションおよび／もしくは基地ステーションと通信するために計算を実行してもよい。

制御／基地／充電ステーションでは、手動または計算処理がフィールド、面、他のステーション、および／またはロボットを制御し監視するために行われることがある。またステーションは互いに、またロボットと通信することがあり、ロボットのために計算を実行することがある。

システムは、ロボットからの入力および（過去の、現在の、および今後進める）面の状態を識別するための情報の追加源を利用してもよい。同様にシステムは、ロボットからのこのような入力、およびロボット、基地ステーション、および制御ステーションの状態を識別するための他の源を利用してもよい。識別された状態は制御ステーションにおいて人間のオペレータに提示されてもよく、または自動的に処理されるために入力として使用されてもよい。

（現在の、過去の、進められる）状態の情報に基づいて、システムは最適化基準に基づいてどのロボットが何をいつ行うかについて推奨してもよい。推奨はシステムにより自律して適合されてもよく、または見直し、修正、実行、および／または実行に向けての承認のために人間のオペレータに提示されてもよい。またこの提示は制御ステーションでなされてもよい。システムはその最適化基準を調節してもよい（または人間のオペレータが局所的にもしくは遠隔で調節できてもよい）。

制御ステーションは、人間のオペレータがロボットの自律操作を監視し、ロボット自体の状態を監視し、ロボットの操作にロボットへの指示、命令、もしくは遠隔操作によって介入し、サービスを行われる面を監視し、以下に詳述されるように操作モードの間で切り替えるためにシステムを指示することができることがある。オペレータは考慮事項から最適化基準を改訂し、追加し、または除去してもよい。

自動機械（ロボット）は、例えば本明細書の例における単一面にサービスするために構築されてもよい。しかしロボットを、単一面に効果的にサービスさせ、物理的に分離された複数面にサービスし得るように、フィールド内で面の間を動くことができるロボットを構築することは難しい課題である。このことが困難であるのは、面の間を動くにはエネルギーが必要であり、サービスのためのエネルギーが奪われるからであり、または面の間を動くには機械装置が必要であり、これは効率的ではないか、または非効率的であり、または面上での動き（例えば船体の間の水中での動き）を妨げることさえあるからである。

複数の分離された面を含有するフィールドをサービスするために相互作用する２つ以上の型のロボットに対する手法が本明細書に記載される。サービスロボットは単一面または複数面にサービスしてもよく、サービスロボットが自力で面に届くように、面が互いに十分に接近していてもよい。搬送ロボットは、１つもしくは複数のサービスロボットまたは他の搬送ロボットを、サービスロボットが自力で届かないことがある面の間で搬送できることがある。また搬送ロボットは、サービスロボットおよび他の搬送ロボットを基地ステーションから、また基地ステーションに搬送してもよく、基地ステーションでサービスロボットおよび他の搬送ロボットは、サービスを受け、燃料補給もしくは再充電され、保守され、かつ／または保管されてもよい。このようにして面の間の分離は、面にサービスし、かつ１つの面から次の面にロボット自体が動くことができる高額で複雑なロボットなしに、克服することができる。とは言え、搬送ロボットは、サービスロボットを助け、かつ／または搬送ロボット自体が面にサービスしてもよい。

ロボットシステムはいくつかの異なる型のロボットを含有してもよく、第１の型のロボットは面にサービスすることが意図され、他の型のロボットは第１の型および／もしくは互いを搬送し、またはサービスしてもよい。ロボットの型はそれらの特性形状、機械的特徴、計算機能、検知機能、ペイロード、作動機能、異なる媒体（例えば空気、水、地面、および真空など）の境界内外での可動性、ならびに他のロボットまたは面にサービスする能力の１つまたは複数によって区別される。搬送ロボットは、１つまたは複数の他の型のロボットを搬送する機能によって区別されてもよい。

位置付けは、少なくとも３つの工程、パック形成（ピックアップ）、パックの縛りを解くこと（ドロップオフ）、およびパックの動き（すなわち搬送動作）を含む。これらの工程は、搬送ロボットおよびサービスロボットが制御された安全な方法で実行される任務を共有することが必要であることがある。

一部の実施形態では、面の安全性が考慮される。例えばピックアップするとき、搬送ロボットは、面に損傷を与える圧力を与えてはならず、したがって搬送ロボットの質量は面が負うには重過ぎるのでほとんどの適用の下で面への接触が禁止される。例えばドロップオフするとき、サービスロボットを正確に面上に位置付けることができ、重力、風、または波を利用してサービスロボットを面の上に落としてはならない。さもないと自然力に加速されて面に衝突するサービスロボットの質量に由来する力は、面を損傷する恐れがある。またはこのような力により、サービスロボットが面から動いて離れることさえあるかもしれない（例えば船体サービスロボットを船体上にドロップオフする際に、サービスロボットと船体との間で実際に接触することがあり、もしくは波でサービスロボットが運ばれて離されることがあり、同様に窓清掃ロボットが窓上に位置付けられると、窓清掃ロボットが窓に接触しない限り重力により清掃ロボットが引き下ろされてもよい）。例えば搬送するとき、搬送ロボットの力の下でロボットも一緒に動く。質量、および形状などのサービスロボットを搬送ロボットに結合する機構は、その動きを制御する搬送ロボットの機能に影響を及ぼし、したがって面が損傷する危険にさらされる恐れがある。この重要な制約は「面の安全制約」または「安全制約」と称されることがある。

一部の解決策に、搬送ロボット上の近接（または距離）センサを使用して、搬送ロボットと関連面との間の距離を測定してもよい。しかしこれらのセンサは正確に距離を測定しないことがあり、したがって搬送ロボットは目標面に対するその位置を正確に識別しないことがある。これは、搬送ロボットが面と衝突する、またはサービスロボットと面との間に激突が起きるいずれかにより、面を損傷する危険がある。

次にこれらの難問の若干例を以下に挙げる。例えばＵＡＶ搬送ロボットは、その下にある対象、例えば面、ロボット、および突起などへの距離を測定するために下向きレーザ測距器の使用を試みることがある。しかしレーザ測距器センサは、透明ＰＶ面などのガラス面で使用するときは誤差が生じやすい。例えばレーザセンサはガラス面を通り抜けることが多く、または作業面が半透明であるときは、作業面がレーザを反射して誤った読取値を出すことがある。

例えば搬送ロボットは、音／圧力波を使用して距離を測定する超音波センサを使用することがある。しかし音波の精度は、距離が測定される面の角度およびセンサの角度に対して変わることがある。例えばその角度が９０度でない場合、測定した距離の読取値は、１０〜２０パーセントの誤差などの非常に大きい誤差を有することがある。

例えば搬送ロボットは、赤外線周波数範囲内で反射光の強度を使用して距離を測定するために赤外線センサを使用することがある。しかし赤外線センサの測定結果は、面の温度で変わることがあり、また大気温度にも影響を受ける。これらの要因により測定する距離は大きな誤差を生じることがある。

例えば搬送ロボットは、搬送ロボットに取り付けられた、長さを動的に変えられる伸縮自在の機械付属品またはプローブの端部に連結された接触センサを使用してもよい。突起を面に向かって押し出し、面に届いたと接触センサが示したときにその長さを測定することにより、面までの距離が測定できる。しかしここでも突起の見積もられた長さには誤差が存在する。加えて外部機械装置が搬送ロボットの形状、質量、および操縦性に影響を及ぼすときだけでなく、操作の限定された範囲の観点でも、このような突起には著しい限界がある。

例えば搬送ロボットは、搬送ロボットから面までの距離を見積もるために、立体視の原理を使用する重複視野を備えるいくつかのカメラを使用してもよい。しかしこれは、カメラから得られる画像内に共通の特徴を識別できることに依存する。きれいなすべてが白い面にはこのような特徴が存在せず、正確な測定は困難である恐れがある。加えて多くの同じ特徴を有する面は、立体アルゴリズムを混乱させ、誤った測定結果をもたらす恐れがある。例えば太陽光発電パネル面の角および線が同様に見えるとき。

例えば搬送ロボットは、（赤外線周波数範囲などの）投影光のパターンを使用し、測定され得る距離からの歪みを識別するために投影を捕捉するカメラからの画像を処理することがある。この方法は、人工光または自然光の外部源の影響を受けやすく、また面および環境の温度によって影響を受けることもある。

本明細書で検討した難問に加えて、多くの方法が単一点での距離測定を提供することがある。例えばドロップオフに対する面の角度を見積もるために、サービスロボットが面の角度に位置合わせされることがあるとき、複数点が同時に測定されることがあり、サービスロボットおよび／または搬送ロボットは、あらゆる衝突を避けるためにロボット自体を面に位置合わせすることがある。これは、（例えば風または波の下で、例えば搬送ロボットと面との間の激突の可能性に起因して、もしくはパック全体の搬送ロボットによって制御できる可能性が限定されていることにより）困難であり、または不可能であることがある。

単一の搬送ロボット（搬送ロボット）および単一のサービスロボットに対する手順が本明細書に記載されているが、手順は複数の搬送ロボットおよび／または複数のサービスロボットに容易に広げることができる。

以下はロボットシステムの主要構成要素の詳しい説明である。

搬送ロボットは、機械キャリア要素を使用して他のロボットを運ぶロボットであってもよい。搬送ロボットは、飛行可能な無人航空機（ＵＡＶ）を含んでもよい。このような搬送ＵＡＶの例には、これに限定されないが、固定翼および回転翼航空機、例えば（これに限定されないが）航空機、ヘリコプター、クアッドコプター、ヘキサコプター、およびオクトコプター、ならびに垂直離陸および／または垂直着陸ができる他の車両が含まれる。また搬送ロボットは、水面および／または水中を移動できる無人艇（ＵＭＶ）も含んでもよい。このような搬送ＵＭＶの例には、これに限定されないが、無人ボート、潜水艦、マリングライダー、および水陸両用ロボットなどが含まれる。また搬送ロボットは、硬面および／または地下を移動できる無人車両（ＵＧＶ）も含んでもよい。このような搬送ＵＧＶの例には、これに限定されないが、脚型ロボット、車輪型ロボット、トラック型ロボット、および組合せ型プラットフォーム搬送陸上ロボット（例えば車輪とトラックの組合せ、その他）などが含まれる。

サービスロボットは、面および／または他のロボットにサービスするロボットであってもよい。サービスロボットは、機械結合要素を使用して搬送ロボットに結合されてもよい。

任意選択で搬送ロボットは、面のサービスを助けてもよい。例えば面のサービスは、面上に流体を噴射することである。別の例は、面を拭くために回転、移動、または固定ブラシの使用である。面のサービスを助ける搬送ロボットの一例は、船体の面から汚れを取り去るため、または汚れをほぐすためにＵＡＶによって発生された水流を使用することである。同様に別の例は、パネルから埃を吹き払うためにＵＡＶの下降気流によって生成された風を使用すること、または面上に清掃材料を噴射するためにＵＡＶを使用することである。異なる例は、ＵＭＶに動力を伝送するためにＵＡＶを使用することである（これは１つの搬送ロボットが別の搬送ロボットにサービスする一例である）。

概してロボットは、それら自体を制御するために１つまたは複数のハードウェアプロセッサにより計算処理を実行してもよく、また他のロボットに対する制御コマンドを発生するためなどに、他のロボットの代わりに計算処理を実行してもよい。

任意選択でロボットは、ロボットの外面が、積極的または消極的に埃を退け、かつ／または光、熱、もしくはロボットが移動する環境との化学的相互作用から電源を再充電できる材料で覆われるよう構築されてもよい。ロボットが環境から損傷を受けるのを守るように、すべてのロボットは構築されてもよい。

目標面に対してロボット自体の自己位置を推定する（位置付ける）ために、ロボットは、衛星すなわち地上無線位置特定サービス（ＧＰＳ、ＤＧＰＳなど）などの標準源、または目標面もしくはこの面および他の面が配置されている通常領域を特定する他の検知装置を使用してもよい。例えば消極的マーカーは、色マーカー、光反射マーカー、および無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグなどの外部電源または放射線源に応答してもよい。これらの消極的マーカーは、通常領域内または作業面上の様々な場所に予め置かれていてもよい。例えば積極的マーカーは、光源（可視および非可視）、音（人に聞こえるまたは聞こえない）、および電磁（無線）波などの動力または放射線を放ってもよい。これらの積極的マーカーは、通常領域内または作業面上の様々な場所に予め置かれていてもよい。

これらのマーカーの１つもしくは複数を検知できる積極的または消極的検知装置を使用することにより、ロボットは通常領域および／または目標作業面内にロボット自体の自己位置を推定してもよい。加えてロボットは、ロボットが動く際にその位置を距離、および加速度などを測定することによって追跡するために、検知装置を使用してもよい。例えば面および地面に関する反射または電磁場強度。例えば面を監視し、または面の自己位置を推定するために面からの反射を変えることを使用すること。例えばマーカーを地面から区別すること、および特定の場所を識別するために画像（人に見える、または見えない周波数スペクトル）を使用することによる。このような自己位置推定に使用される一例の工程は、ＳＬＡＭ（同時位置推定および地図作成）と呼ばれる。

ロボットは、地面もしくは面と衝突しないように、または非制御の方法で水中に沈まないように、また激突しないように、ロボットの飛行機能ならびに面および他のロボットにサービスし監視する機能を妨げる恐れがない方法で保護されてもよい。このような保護の例は、パラシュート、流体袋、空気袋、圧縮空気または液体、ポンプ、救命具、およびロボットを包囲する金属、プラスチック、もしくは他の材料などの半剛性金網などの使用を含んでもよい。

ロボットは、制御ステーションからロボットに命令し、制御し、案内し、かつ／または遠隔操作することができる通信機器を含んでもよい。またロボットは、他のロボットの代わりに通信を伝送し、ルーターまたはリピーターとして作用してもよい。

ロボットは、サービス、再充電、保管その他を提供する、ステーション、例えば基地ステーション、修理ステーション、および充電ステーションなどとドッキングしてもよい。ステーション自体は、太陽、風、または波に基づく発電のための施設を有してもよく、したがって外部電源への依存を低減し、または除去する。基地ステーションは、搬送ロボットがサービスロボットを基地ステーション上に搬送するように（すなわちサービスロボットをドッキングに位置付けるように）構築され、かつ／または（すべての種類の）ロボットが、基地ステーションにドッキングしてもよい。ドッキングされると、ロボットは複数の方法で（例えば清掃され、同時に再充電される）サービスされてもよく、または単に保管されてもよい。

ドッキング機構は、ロボットがドッキングされる一方で、ドッキングの際にロボット自体のエネルギーをあまり費やさないように、ドッキングを固定する助けとなるように重力および他の環境の力（例えば風、水流）を利用してもよい。例えば消耗した電池を有するＵＧＶロボットは、サービスし再充電するために基地ステーションにドッキングしてもよい。

ドッキング機構は、現在ドッキングされている車両の識別をできることがある。基地ステーションは、２つ以上のロボットが同じ基地ステーションにドッキングかつ／または保管でき得るように、１つまたは複数のドッキング位置を含んでもよい。基地ステーション自体が、汚れ、風、水、湿気、埃、砂またはあらゆる汚染に対して閉じて封止して、ドッキングされた車両をそれらから保護してもよい。また基地ステーションは手動で閉じて封止されてもよい。

基地ステーションは制御ステーションに通信してもよく、互いにそれらのステーションの状況について報告してもよい。例えば何の車両がドッキングされているか、それぞれのドッキングされた車両の状態はどうか、何時にドッキングが行われたか、およびそれぞれのドッキングされた車両のサービスの終了予想時刻についてなど。例えば車両をドッキングするために現在利用可能なドックは何個空いているか、現在何個のドックが使用されているか、どのような型のロボットがドッキングされてもよいか、それぞれのドッキングされたロボットに何のサービスが提供されてもよいか、空いているドックでは何のサービスが提供されてもよいかなど。

制御ステーションは、本明細書で論じたすべての異なるシステムに命令し、制御し、調整するために働く。制御ステーションは、様々なロボットに命令し、あらゆるロボット、基地ステーション、充電ステーション、または制御ステーションからのメッセージをこれら以外のすべてに伝えるために様々なロボットと通信してもよい。また制御ステーションは、ロボットの代わりに計算処理を実行し、または監視および地図作成処理をなし、結果を自律的に分析し、かつ／またはそれらをオペレータに表示してもよい。

制御ステーションは、（過去の、現在の、および今後進める）面、ロボット、およびステーションの状態をリアルタイムまたは非リアルタイムで、識別するために、ロボット、面、情報の他の源、および様々な型のステーションからデータを受信してもよい。面およびロボットおよびステーションの状態には、面のフィールドに対するすべての型のすべてのロボットの場所および状態、サービス基準、保守基準、充電基準、エネルギー節約／消耗量効率の識別がリアルタイムおよび非リアルタイムで（例えば過去のウィンドウに跨る統計）、ロボットの識別を備えて含まれてもよい。情報は診断および故障検出工程、例外の検出工程、ならびにロボットの適正な操作に付随する他の処理を実行するために使用されてもよい。

識別されたロボットの状態は、制御ステーション内で人間のオペレータに提示されてもよい。１つまたは複数の特殊な表示装置およびスクリーンを使用して、情報、状態、およびすべての工程の結果（監視、地図作成、診断、故障検出、サービス状態、ロボットおよびステーションの状態、その他）を表示してもよい。表示装置は、人間のオペレータに提示される情報をより良好に伝えるために、数および／または形状および／またはテキストおよび／または色の表示などのあらゆる種類の可視化技法を使用してもよい。

制御ステーションのソフトウェア、ロボット、およびすべてのステーションは、アプリケーション・プログラミング・インターフェース（ＡＰＩ）を有してもよく、ＡＰＩは機能を追加すること、様々な源から新しいデータを伝送すること、制御ステーションまたはあらゆるロボットおよび他のステーションに情報を利用可能にさせること、ならびに情報を伝送することができる。

制御ステーションからロボットにまたその逆にデータを伝送することは、各ロボットから他のすべてに、またすべてのステーションにまたその逆に直接行ってもよい。ロボットは、通信機能および／または帯域幅要件を改善するためにメッセージルーターとして働いてもよい。このようにしてメッセージは、ロボットまたはステーションＡから直接ではなく、Ｃ１…Ｃｎなどの１つまたは複数の仲介ロボット／ステーションを通してＢに伝送される。

概してシステムの目的は、サービスロボットをステーションにかつ／またはステーションから、また面の間で運ぶために搬送ロボットに依拠することにより、面を効率的にサービスすることであってもよい。また搬送ロボットは、互いにサービスをしてもよいが、これは二次機能である。システムは、システムのすべての構成要素、すなわちロボットおよび様々なステーションを管理するアルゴリズムを採用する。任意選択でアルゴリズムはまた、制御ステーションに集められたような面の識別された状態に依拠して面を管理する。アルゴリズムは、システムのあらゆる構成要素、外部情報源、および面からロボットおよび様々なステーションに利用可能な処理された情報および未処理の情報のすべてまたはサブセットを考慮してもよい。アルゴリズムは、上記の過去の情報のあらゆるサブセット、およびさらに作成された以前の推奨を含み、人間のオペレータおよびあらゆるシステムの構成要素（ロボット、ステーション、面）の応答を考慮してもよい。

アルゴリズムの出力は、ロボットの未来の動きの軌道、ロボットの未来の位置、ロボットおよびステーションへの任務（サービス、監視、ドッキング、その他）の割り当て、様々なシステムに対するモード（例えばリセットまたはデフォルト動作モード、地図作成モード、あらゆる型のサービスモード、その他）のような推奨を含んでもよい。また推奨は、ロボットに他のロボットをピックアップする、またはサービスするように割り当てることも含んでもよい。このようにして複数のロボットは、他のロボットを収集し、置き（例えば基地ステーションの中に）、サービスしてもよい。

これらの推奨は、ミリ秒から数日間まで複数の重複する時間範囲に広がってもよい。推奨は、必要に応じてステーションおよびロボットに利用可能に作られ、遠隔操作などのために人間のオペレータに（表示装置または人が読める通信の他の手段を通して）アクセス可能であってもよい。また推奨は、システムにより自動的または半自動的に実行されてもよい。人間のオペレータは、いつでも推奨に介入し、修正し、取り消し、承認し、訂正してもよい。

推奨を作成する際に、アルゴリズムは、ロボット、面、およびステーションのサービスならびに監視の必要性を考慮してもよい。アルゴリズムは、あらゆる構成要素のサービスおよび／または監視に必要な推奨、人間のオペレータの過去もしくは現在のコマンドまたは（一部の人間機械インターフェースを介してシステムに通信されるような）人間のオペレータの願望、可能な検出された故障または異常（および／またはそれらの診断）、気象情報ならびに他の外部情報源、その他の推奨に基づいてもよい。

搬送ロボットは、サービスロボットにサービスし、ピックアップ／ドロップオフしてもよい。このことができる機械要素などの機構は、搬送ロボットおよびサービスロボットに取り付けられてもよい。また雄型および雌型構造要素などの他のロボット上に相互に嵌合する要素も含んでもよい。結合要素により、ロボットは、面間、または面とステーションの間の動きに対して十分であるようにしっかりと結合される対を形成することができる。機械要素は、サービスロボットから積極的（動力が供給された）関与を必要としなくてもよいので、機械要素は、サービスロボットに動力が残っていない、またはほとんど残っていないときであっても働くことができる。

サービスロボットが結合要素を介して搬送ロボットに連結されると、サービスロボットは、搬送ロボットによってサービスされてもよい、例えばサービスする材料（例えば清掃材料）を再充電し、または再供給されてもよい。サービスロボットが搬送ロボットにサービスする逆方向も同様に可能である。例えばサービスロボットは材料または動力を搬送ロボットに転送してもよい。

結合要素は、搬送ロボットによって、またはサービスロボットによって、または両方によって活性化される。また搬送ロボットがサービスロボットをドッキングステーションまたは基地ステーションの中に運ぶときに、係止機構が自動的に解除され、かつ／または適切な信号がロボットおよびドッキング（もしくは基地）ステーションに送信され得るように、結合要素はドッキングステーションによって（係止もしくは解除するために）始動されてもよい。

システムは、目標面およびサービスまたはより詳細の監視を必要とする通常領域を識別し配置するためにロボットを利用してもよい。またこのような識別は、面を監視し、それらの状態の変化を識別するために連続して、持続して、または反復して作成されてもよい。これを行うために、システムは、任意選択で制御ステーション（複数可）を通して、以下のことを行ってもよい。
・高度（ＵＡＶに対する）もしくは深さ（ＵＭＶに対する）、または必要に応じてより大きい領域を網羅するためにそれらの検知範囲を広げる距離に搬送ロボットを動かすように命令をする。
・サービスのために面の必要性を示してもよいセンサ読取値を報告するようにロボットに命令する。センサ読取値（例えば画像）は、制御ステーションにリアルタイムまたは非リアルタイムで伝送され、または別法として通信されてもよい。そこで自動手段または人間による入力を使用して、検知された領域におけるサービスの必要性を評価してもよい。

また上記の手順を使用して、面の物理的損傷または盗難、それらの形状、配向、位置、その他の変化を識別してもよい。

目標面領域がサービスを必要とするかどうかを決定するために、あらゆる数のセンサ様式を異なる方法で使用してもよい。例えば映像素材および画像処理、可視または非可視光（ＩＲ、ＵＶ）カメラ、レーザ、音声応答（ソーナー）の使用、その他。電磁場、面の光（可視および非可視）反射、面の熱反射、音声応答、その他を検知することを含むサービスを必要とする面を識別するために使用されてもよい、例示的方法。

面にサービスする能力を最大にするための異種ロボットの集団を管理する際に以下のような２つの問題があることがある。
・ピックアップおよびドロップオフ活動のスケジューリング、すなわちどの搬送ロボットがどのサービスロボットをいつどこで（どの面またはステーションで）ピックアップするか、またいつどこで（面またはステーションで）搬送ロボットがサービスロボットをドロップオフするか。
・位置付け、すなわちパックを形成し（ピックアップ）、パックの縛りを解き（ドロップオフ）、およびパックの移動（パックの搬送活動）するときに、それらが（関与する面およびロボットに）安全であるようなロボットの実際の調整。

以下は、システムによって維持され、フィールド内の面のサービスを計画し、スケジューリングし、監視し、実行するために使用されるアルゴリズムに提供される情報の詳細である。

情報内に含まれるフィールドおよび面は、幾何学的、論理的、および位相的などで表されてもよい。フィールドおよび面の幾何学的表示は、各面の二次元（２Ｄ）または三次元（３Ｄ）特性を表すことを意味する。例えば（３Ｄの）多面体または（２Ｄの）多角形は、誤差の所与の制限内で面を表すために使用される。別の方法は、面上の特定点、または面の境界および空間におけるそれらの場所を画定する線分の２Ｄまたは３Ｄ座標のみを記憶してもよい。フィールドは、あらゆる追加の関連構造（例えば制御ステーション、ドッキングまたは基地ステーション、燃料および保管施設、外周道、許容された最大高度または最大深さ、その他）とともに、すべての面表示に外接する縮小された多角形（多面体）によって表されてもよい。またはフィールドは、フィールド、またはその内部構造に対応する線分もしくは幾何学的面のパラメータおよび／または座標を構築する、２Ｄ／３Ｄ点座標の集合によって表されてもよい。フィールド内のそれぞれの２Ｄまたは３Ｄ点は幾何学的表示における点に一意に割り当てられ、逆も同様である。したがって幾何学的表示は、フィールドおよび面の縮小された計量地図（２Ｄ）またはモデル（３Ｄ）である。

フィールドおよびパネルの論理的表示は、フィールド、またはその幾何学的表示の所与の点、存在する場合に所属する対象の識別子がわかるように、各パネルおよびステーションに、各対象および構造に潜在的な一意の識別子（文字列および／または数）を割り当てるものであってもよい。さらに識別子は異なる対象、すなわちステーションからの道からのパネル、その他を区別してもよい。点が自由空間内にあるとき（すなわちいかなる対象とも関連付けられていない）、点は自由であると区別する識別子を割り当てられてもよい。あらゆる点は、通過することが禁じられるように点を区別する識別子を割り当てられてもよく、したがってロボットはこの点を通る軌道上を動いてはならない。このようにして対象内の点は、区別されてもよいが、また自由空間の点はこのような識別子（例えばロボットが動いてはならない帯域、すなわち「飛行禁止帯域」を表す）を割り当てられてもよい。フィールドの論理的表示は、異なる対象および自由空間が区別されてもよく、識別されてもよいように、空間内のあらゆる点の標識化であってもよい。

フィールドおよび面の位相表示は、フィールドの対象およびそれらの物理的連結を表す頂点および辺から構成される数学的グラフを作成するものである。フィールド内の点、またはフィールドおよび同じ対象の一部であってもよいその構成対象の幾何学的表示もしくは論理的表示内の点は、それらすべてに共通の識別子を割り当てられる単一頂点によって表されてもよい。このような対象は、自由点を含まない。したがって各頂点はフィールド内の対象を表す。各頂点に関連付けられた追加情報は、その処理のサービスまたは産物の記録、それぞれのタイプのサービスに対する様々な条件下のサービスの期間の見積もり、それぞれのタイプのサービスが繰り返されるまでの予想される時間の予測、故障時間に関する予測、その他を含んでもよい。搬送任務またはパックサービス任務に対する移動経路の交差点を表す頂点は、フィールドの位相表示の一部であってもよい。

搬送経路がフィールド内の２つの異なる対象の間に存在する（すなわち２つの対象を連結し、パックが移動することがある、一連の隣接した自由点が存在する）ときは、２つの対象を表す２つの頂点を連結する辺が、グラフに追加されてもよい。経路のメートル長さが辺上に記載されてもよく、経路を使用することがある搬送パックおよびパックサービス任務の計画に関する他の情報（例えば地上である場合に道幅、経路の湾曲および絶対角、移動の可能な速度、異なる型のロボットへの近接性、その他）も記載されてもよい。経路上で単一方向のみの動きが可能であるとき、経路は方向性があると言われ、方向は辺に関連付けられる。別法として辺の間で両方向に動きが可能であるときは、各方向に１つずつの２方向の辺が生成される。対象の間に複数の異なる経路が存在するとき、経路は対応する頂点の間の異なる辺によって表されてもよい。経路の存在および特性の決定は以下に記載される。また辺は、対象の間をロボットが移動する可能性がない、すなわち経路のない対象の間の物理的な分離を表してもよい。

パックの搬送任務に対してどの経路が実現可能（存在する）であるかを決定することは、自動的、手動的、またはこれらの組合せで行われてもよい。工程はすべての可能なパック組成に対して、また搬送ロボットに対して実現可能な経路を生み出す。概していくつかの型の実現可能な経路は以下のように区別される。
・ステーションが再充電し、サービスを受け、または保管されるステーションに搬送ロボット自体が往復移動する、搬送ロボットのための経路。
・サービスロボットが再充電され、サービスを受け、または保管されるステーションに搬送ロボット自体が往復移動する、搬送ロボットのための経路。
・面の間を動くパック（すなわち結合要素を通してサービスロボットに物理的に連結された１つまたは複数の搬送ロボットを含む搬送ロボット）のための経路、すなわち開始位置および目標位置が面に関連付けられた搬送任務のための経路。
・面とステーション（例えば再充電のために）との間を動くパック（すなわち結合要素を通してサービスロボットに物理的に連結された１つまたは複数の搬送ロボットを含む搬送ロボット）のための経路、すなわち開始位置が面に関連付けられ、目標位置がステーションに関連付けられた（または逆も同様であり、すなわち再充電のためにドッキングステーションから面まで、もしくは面から保管ステーションまでの経路）搬送任務のための経路。

このようにして区別されたあらゆる実現可能な経路は、それに関連付けられた追加情報を有してもよく、また工程の産物が経路を生み出す。このような情報は以下を含んでもよい。
・パックおよびパックを動かす搬送ロボットに対する安全速度および／または高度および／または深さおよび／または方向。
・経路がパックのためではなく、搬送ロボットのみのために使用される（もしくは逆も同様である）、または両方に可能である印。
・経路が積載されてもよい（すなわち異なる高度または深さで移動する搬送ロボットが反対方向に安全に進むことができる）印。
・その範囲内で移動が安全な空間エンベロープを示す２または３方向の安全なマージン。
・経路のための一意の識別子（文字列または数または組合せ）。

この情報は、それぞれの型のロボットに対して、またパックのあらゆる組成物に対して、分離した各経路に関連付けられてもよい。

システムが任務のスケジューリングおよび経路の使用を実行するために、各ロボットについての情報が維持されてもよい。この情報には以下が含まれてもよい。
・いかなるときもロボットの見積もられる２Ｄおよび３Ｄの位置。位置はグローバル座標系（例えばＧＰＳ）、所与の面および関連した原点に対してフィールドに関連付けられた座標系（すなわちすべての位置はフィールドに関連付けられた原点に対して決定される）に表されてもよい。
・（パックまたは搬送ロボット内にある場合）ロボットが現在移動している経路識別子、あるいは（サービスロボットに対して）現在サービスしている面、または保存され、サービスされ、もしくは再充電されるステーションのための経路識別子。
・ロボットの型、ロボットが提供するサービス、その他。
・現在の電池、燃料、または動力レベル、そのような枯渇への見積もられた期間を含む。
・ロボットに関連付けられた故障情報。
・制御システムまたはあらゆる他のロボットと通信したことがわかっている最後の時。
・一意の識別子。

ロボットは活動、例えば任務、およびサービスなどを担う。割り当てられた活動は、以下の情報を含むデータ構造によって表されてもよい。
・関与する任務の型（搬送任務、パックサービス任務、面サービス任務、再充電任務、その他）。
・サービスに関与する任務について、すなわち以下の関与するサービス（複数可）（例えば特定材料の適用、再充電、検査、診断、監視、清掃、その他）、および特定のサービス（複数可）に関連付けられたすべての詳細。
‐サービスの予想される期間、予想される終了時間、（まだ開始されていない場合）サービスの予想される開始時間、またはサービスがすでに行われている期間。
‐サービスされる面またはロボット、再充電される電池、その他の識別子。
‐サービスを提供するロボット（またはステーション）、それらの動力状態（現在および予測される動力レベルを含む）、その他の識別子。
‐一部の絶対尺度の任務、または同じもしくは他の面に関する他の任務に関連した優先度。

例えばこれは任務に関連付けられたサービスに関する情報を表す。
・パックに関与する任務に対して、パック内のロボットの一意の識別子、および各ロボットの役割、パック部材の間の物理的連結の詳細、パックが形成された時間、ならびにパックの縛りが解かれると推定される時間、現在ならびに電力が非機能レベルに達するまでの予測される電池電力レベルおよび期間。加えて任務が経路に割り当てられると、経路（または情報を見出すために使用される一意の経路識別子）のすべての詳細も、活動と同様に記憶されてもよい。（現在見積もられ、予測された）パックの位置、搬送の優先度（他の搬送に対する絶対および相対）、その他も記憶されてもよい。
・搬送ロボットの任務に対して、搬送ロボットの一意の識別子、その現在および予測された電力レベル、飛行の開始時間および飛行の予想される残り時間、（現在見積もられた、および予測された）搬送ロボットの位置。加えて任務が経路に割り当てられると、経路（または情報を見出すために使用される一意の経路識別子）の詳細も、活動と同様に記憶されてもよい。同様に任務に優先度が割り当てられると、これも記憶されてもよい。

活動がロボットにまだ割り当てられていないときに、活動は上に記載された情報を含んでもよい。但し関与するロボットの識別子を除く（これは、ロボット（複数可）がまだシステムに認識されていないことを示すために印を付けられる）。同様に経路情報がまだ認識されていないときに、この情報は未知として印を付けられてもよい。

システムの目的は、活動が活動データ構造内に記憶された開始時間付近で実行されるとき、ロボットおよび資源の利用を最大にすることができ、フィールドができる限り効率的にサービスされる、すなわち最大数の面が最小数のロボットによって、および／または固定時間にサービスされ得るように、ロボットおよび経路への活動を発生し割り当てることである。

面がサービスされるべき全体または一部の順番の決定は、サービスロボットがサービスロボットの充電またはドッキングステーションの外側で次の作動を開始するために待機するための無駄が最小である、効率的なサービスを獲得するスケジュールを作り出すことによって行われてもよい。このようなスケジュールは、（順番の任意の選択、または残量燃料もしくは距離などの他の要因に基づいた選択がなされてもよい場合）等しい優先度を有する面を特定してもよいという点で柔軟であることが可能であり得る。スケジューリング工程は、自動的に、または例えば制御ステーションもしくは遠隔操作を介して人間のオペレータによる手動コマンドに応答して始動される。スケジュールの自動的始動の例には（これに限定されないが）以下が含まれる。
・嵐の前後にサービスを推奨するために気象データおよび面についての他のデータを考慮する自動工程。
・サービスが必要な面を識別する自動または手動検査（サービスのタイプ）の結果を考慮する工程。
・面にサービスするべき規則性（頻度）を決定する工程。
・面の追加または除去（例えば船舶が港に入るときに船体の清掃サービスが必要とされることがある、もしくは船舶が出るときに船体の検査サービスが必要とされることがある）。

太陽パネルを清掃する際、位置および時機の調整は都合に合わせて対処されてもよい。すなわち搬送を必要とするサービスロボットは、制御システムに信号を送り、制御システムが搬送ロボットにサービスロボットをピックアップするように信号を送るまで待機してもよい。これはサービスロボットが待機している間に時間を無駄にすることがあり、これは、サービスロボットがパネルのサービスを終わった際にすでに搬送ロボットがサービスロボットを待っているはずである場合に節約することができる。さらに２つ以上の搬送ロボットを使用するときは、搬送ロボットは互いを邪魔せず、搬送時間を最小にするように、経路に沿ったそれらの動きを注意深くスケジューリングする必要があることがある。

概していくつかのアルゴリズムは、このスケジューリング任務に適用されてもよく、概して包括的な用語「組織的行動の管理」、例えば車両経路の解法、ジョブショップスケジューリング、ハンガリアンアルゴリズムおよび複数のロボットのためのその拡張などに基づいた行動などに収まる。例えばＢｅｃｋらは、”Ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｊｏｂ ｓｈｏｐ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ： Ｗｈａｔ’ｓ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １３^ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ， １０−１４ Ｊｕｎｅ ２０１３においてアルゴリズムを説明している。例えばＤａｎｔｚｉｎｇらは、” Ｔｈｅ Ｔｒｕｃｋ Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍ” Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ６（１）， ｐｐ：８０−９１， Ｏｃｔｏｂｅｒ １９５９， ｄｏｉ：１０．１２８７／ｍｎｓｃ．６．１．８０においてアルゴリズムを説明している。例えばＣｈｒｉｓｔｏｆｉｄｅｓらは、”Ｔｈｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍ”， １９７９， Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ， ＵＫ， Ｗｉｌｅｙ． ｐｐ． ３１５−３３８においてアルゴリズムを説明している。例えばＦｒａｚｚｏｌｉらは、”Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ａ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ４３^ｒｄ ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＣＤＣ）， １４−１７ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００４， ｐｐ： ３３５７ − ３３６３ Ｖｏｌ．４， ＤＯＩ： １０．１１０９／ＣＤＣ．２００４．１４２９２２０においてアルゴリズムを説明している。例えばＰｓａｒａｆｔｉｓは、”Ｄｙｎａｍｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ”， Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ： Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｔｕｄｉｅｓ， １９８８， １６， ｐｐ： ２２３−２４８においてアルゴリズムを説明している。例えばＢｅｒｔｓｉｍａｓらは、”Ａ Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｔｈｅ Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ Ｐｌａｎｅ”， Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， １９９１， ３９（４）， ｐｐ： ６０１−６１５， ｄｏｉ：１０．１２８７／ｏｐｒｅ．３９．４．６０１．ＪＳＴＯＲ １７１１６７においてアルゴリズムを説明している。例えばＴｏｔｈらは、”Ｔｈｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍ”， ２００１， Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ： Ｓｉａｍ， ＩＳＢＮ ０−８９８７１−５７９−２においてアルゴリズムを説明している。例えばＷｕｒｍａｎらは、”Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ Ｈｕｎｄｒｅｄｓ ｏｆ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｎ Ｗａｒｅｈｏｕｓｅｓ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ （ＩＡＡＩ）， Ｊｕｌｙ ２２−２６， ２００７，ｐｐ： １７５２−１７６０においてアルゴリズムを説明している。例えばＣｈａｎらは、”Ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｅｐｏｔ， ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔｒａｖｅｌｉｎｇ ｓａｌｅｓｍａｎ ｆａｃｉｌｉｔｙ−ｌｏｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ： ｖｅｈｉｃｌｅ ｒａｎｇｅ， ｓｅｒｖｉｃｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ， ａｎｄ ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ”， ２００５， Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ４１， ｐｐ： １０３５−１０５３においてアルゴリズムを説明している。例えばＭａｃＡｌｐｉｎｅらは、”ＳＣＲＡＭ： Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ−ａｖｏｉｄｉｎｇ Ｒｏｌｅ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ｗｉｔｈ Ｍｉｎｉｍａｌ−ｍａｋｅｓｐａｎ ｆｏｒ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｗｅｎｔｙ−Ｎｉｎｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ （ＡＡＡＩ）， Ｊａｎｕａｒｙ ２５−３０ ２０１５， ｐｐ： ２０９６−２１０２においてアルゴリズムを説明している。

ピックアップを行うために、サービスロボットおよび搬送ロボットは、どちらも結合要素を使用して物理的に連結されてもよいように、それらのロボットの間が十分に近接して同時に存在してもよい。加えて安全制約のために、実際の物理的連結が面に悪影響を与えることなく確立されてもよい。

以下はピックアップ手順の実施形態の例示的段階である。

ピックアップ手順は、制御ステーションから、およびロボットなどから送信される「ピックアップ要求」信号によって以下のように開始される。
・信号はピックアップされるロボットの場所についての情報を含んでもよい。この情報はフィールドによって使用される座標系内の幾何学的調整の形であってもよく、またはこの情報はピックアップされるロボットが存在する対象（面もしくはステーション）の一意の識別子の形であってもよい。
・信号はピックアップ要求に応答するべき搬送ロボットの一意の識別子をさらに含んでもよい。これは、信号がその１つのみが応答するべき複数の搬送ロボットに伝送されるときが特に重要であり、そうでなければ複数の搬送ロボットは、多くの容易に利用可能な任務の割り当て、またはどの搬送ロボットが応答してもよいかを決定するために投票プロトコルの１つを利用してもよい。
・信号は、ピックアップされるべきロボットの一意の識別子をさらに含んでもよい。
・信号は、ピックアップされるロボットに向かう搬送ロボットの動きに関する情報、例えば経路情報、動力状態および時間残量、要求された速度、予想される障害物、その他をさらに含んでもよい。
・信号は、搬送ロボットに対するあらゆる次の任務に関する情報、例えば一旦ピックアップ手順が完了すると開始してもよい搬送活動、ドロップオフ任務、その他をさらに含んでもよい。

搬送ロボットは、その現在の位置からピックアップ要求信号に含まれた位置に移動を開始してもよい。搬送ロボットは、以下のような容易に利用可能な方法を使用して、この動きを安全に制御された方式で実行してもよい。
・搬送ロボットの経路、および障害物、面、ステーション、ならびにその移動に対して禁止された領域を避ける軌道を計画する。このような計画は、搬送ロボットまたは例えばステーション内のあらゆる外部計算装置によって実行されてもよい。
・動きに対するあらゆる安全または法的要件（例えば最小高度、飛行禁止帯域、最大深さ、その他）を維持する、計画された経路に沿って動きを実行する。
・経路に沿って、例えば予期せぬ障害物、他のロボット、風および波の動的動き、その他の偶発に動的に応答する。応答には、動作軌道および経路を再計画すること、必要なときに取り消すこと、その他が含まれてもよい。

ピックアップ要求信号によって供給された目標位置の特定は、搬送ロボットに対する動作軌道の計画および実行に十分であり得る。例えば使用される特定のタイプ（例えばＧＰＳ座標および座標系としてＧＰＳを使用する幾何学的表示）と一致するフィールド内の場所の表示。目標位置情報は、特定がやむを得ず不正確であるとき、測定および見積もりに誤差が生じやすい、またはピックアップされたロボットが発見されるべき領域を特定するに過ぎない際（例えば面などの対象の識別子によって特定されたとき）、近似値であってもよい。この段階は、搬送ロボットがピックアップ要求信号に提供されているように近似位置に到着したとき、または別法としてピックアップ手順が中断されたときに終了してもよい。

搬送ロボットがピックアップ要求信号に特定された場所に到着すると、次に搬送ロボットおよびピックアップされるロボット（以降この手順の記載では「サービスロボット」）は、結合要素を使用して搬送ロボットとサービスロボットとの間に実際に物理的連結を形成することがあるように、一方を他方に、または相互を配置してもよい。例えば一方または両方のロボットは、それぞれの位置が利用されたキャリア要素およびアーム機械要素ならびに組み込まれたガイドフレーム要素によって画定された「捕捉帯域」の画定内にあるように動いてもよい。

２つの場合が区別されてもよい。第１の場合では、サービスロボットの一意の識別が可能で、そのサービスロボットを他のロボットから、また上にサービスロボットが配置された面または内部にサービスロボットが配置されたステーションから区別する。第２の場合では、サービスロボットは他のロボットから区別されなくてもよい。第１の場合では、搬送ロボットが首尾よくサービスロボットに近い場所にあるとき、搬送ロボットは、１つまたは複数のセンサを使用してサービスロボットに対してその相対配置を識別してもよい。例えば相対配置を識別してもよい。例えば相対配置は、搬送ロボットが原点にある極座標に特定または変換されてもよく、方位およびサービスロボットまでの距離は識別および／または計算される。

このような識別手順の例には以下が含まれてもよい。
・カメラの使用、それによって搬送ロボットは、面またはステーションを撮った画像内で面上またはステーション内のサービスロボットを視覚的に識別する。画像座標（サービスロボットが画像内にあるピクセル）から相対配置への変換は単純であってもよく、これは容易に利用可能なことがある情報（例えばＵＡＶ搬送ロボットの高度、面までのその近似距離、その他）をカメラ自体が必要とすることがある。この目的のためにカメラを使用する異なる公知の方法が多く存在する。２、３の例には以下が含まれる。
‐サービスロボット、そのアーム機械要素、またはロボットもしくはアーム上のあらゆる可視マーカーを識別するためのコンピュータ視覚認識アルゴリズム。
‐ロボットに一意の可視識別光投影、この場合このような光投影はサービスロボットによって、またはそのアーム機械要素（３章参照）によって活性化される。例えばサービスロボットは承認された頻度で光を照らしてもよく、または識別のために、灯台が使用する一意の光署名と酷似した、一部の所定の規則的なパターンで光を点滅させてもよい。このようなパターンを識別するために、サービスロボットが存在すると仮定された通常領域の搬送ロボットによって複数の画像が撮られる。単純な背景の相違またはより高度の技法の使用により、ピクセルは１つの画像からサービスロボットの画像座標を特定する別の画像に変わる。
‐上に記載された複数の方法（例えば４つの異なる光）の使用は、搬送ロボットに対するサービスロボットの位置だけでなく、その姿勢（例えば面上またはステーション内の角度）も提供してもよい。
・サービスロボットまたはそのアーム機械要素によって発生された所定の（予想される周囲の音と混同しないように予め定められた）聴覚信号を識別するための、搬送ロボット上の１つまたは複数のマイクロホンの使用。このような信号は、所定の周波数もしくは聴覚パターン、またはそれらの組合せを使用してもよく、信号は必ずしも人間が聞くことができる周波数の範囲内ではない。音の定位装置および手順はこの目的のために使用されてもよい。ここではマイクロホンは、相対配置の少なくとも方位を提供してもよい。
・サービスロボットおよびＲＦＩＤマーカーを含むそのアーム機械要素を識別するための、ＲＦＩＤの定位方法の使用。

識別手順は、搬送ロボットを（直接、またはそのアーム機械要素を通して）識別するため、（可能な場合）それに応じて搬送ロボット自体を位置付けるため、かつ／または搬送ロボットが位置付けの際にあらゆる残余の隙間を補完するために動いてもよいように、搬送ロボットに対するサービスロボットの相対配置を報告するために、サービスロボットによって使用されてもよい。

搬送ロボットおよび／またはアーム機械要素（複数可）および／またはサービスロボットは、ロボットに対して運動制御技法を使用して、それらの相対配置の差異を低減させるためにそれらの位置を調節してもよい。搬送ロボットに対するサービスロボットの相対配置の識別の工程は、搬送ロボットおよびサービスロボットがキャリア機械要素の捕捉帯域に位置するまで繰り返し続く。

第２の場合は、搬送ロボットがサービスロボットの近似位置に到着するときであるが、例えば上記のあらゆる手段を通してサービスロボットを一意に識別しなくてもよい。このことが起きるのは、２つ以上のサービスロボットが識別されるため（例えば２つのサービスロボットが視覚的に識別され、画像内で互いが区別されなくてもよい）、または識別され得るサービスロボットが全くないため（例えば識別工程を妨げる環境条件のため）である。後者の場合、容易に識別されることがあるサービスロボットがないところでは、搬送ロボットはその故障を制御ステーションおよび／またはサービスロボットに通信してもよい。この場合における１つの選択肢は、手順を中断することであり、このような決定は、制御ステーションにおける工程もしくは人間のオペレータによって、または搬送ロボットもしくはサービスロボットによってなされる。別法としてコマンドは、任意選択で異なる組の座標で、または識別の異なる方法で、工程を再試行するために制御ステーションから、またはサービスロボットから送信されてもよい

例えばサービスロボットは、そのアーム機械要素上により強い強度または異なる周波数で光を照らすように命令されてもよい一方で、搬送ロボットへのコマンドは整合方法を使用して識別を再試行するために搬送ロボットに命令が送信される。または別の例では、搬送ロボットは、そのカメラによって捕捉された画像が、サービスロボットを識別できる可能性のあるより大きい領域を捕捉するように、目標座標からの距離を増加するように動いてもよい。

前者の場合、２つ以上のロボットが容易に識別されることがある場合、搬送ロボットは、サービスロボットが識別されない場合の処理において記載されたような行為をしてもよい。サービスロボットがその識別方法を変えると、サービスロボットは他のロボットから区別されることがある。別法としてサービスロボットも、識別されたサービスロボットの１つ、例えば最も近いサービスロボットまたは任意に選択されたサービスロボットに向かって動くように試みてもよい。

中断されないときは、搬送ロボットおよびサービスロボットは、使用時にキャリア機械要素に対して画定された捕捉帯域内に位置付けられてもよい。次に搬送ロボットおよびサービスロボットは、捕捉手順に従って雄型および雌型要素をそれぞれのロボット上で位置合わせすることにより、アーム機械要素を使用してもよい。

ロボットのドロップオフを行うとき、パックを形成するロボットは、ロボットが使用されたアーム機械要素に対して解除手順を実行する（すなわちパックの縛りを解く）際に、ロボットは安全で制御された方法で引き続き作動してもよく、それによってロボットまたは面への損傷が避けられるように位置付けられてもよい。例えば搬送ロボットが飛行車両（「搬送ロボット」）であり、サービスロボットが地上車両である場合のドロップオフは、地上車両が安全に、それ自体およびその上に地上車両が着陸した搬送ロボット、または面もしくは対象を損傷することなく行われてもよい。

ドロップオフ手順は、例えばパックが係合される搬送活動の終了に応答して、制御ステーションから、またはロボットから送信された「ドロップオフ要求」信号によって開始されてもよい。
・信号は、ドロップオフのために面またはステーションの場所についての情報を含んでもよい。この情報は、フィールドによって使用された座標系における幾何学的座標の形であってもよく、または情報は、サービスロボットがドロップオフされるべき対象（面またはステーション）の一意の識別子の形であってもよい。
・信号は下ろされるべきサービスロボットの一意の識別子をさらに含んでもよい。これは、パックが複数のサービスロボットから構成されるときに重要であることがある。

信号は、搬送ロボットまたはサービスロボットのためのあらゆる後続の任務、例えば一旦ドロップオフ手順が完了すると開始してもよい搬送ロボットの任務、その他などの情報をさらに含んでもよい。

任意選択でドロップオフの場所は、ピックアップの前に予め定められる。

パックは、ロボットまたは面を損傷する危険なしに、すでに目標面またはステーションに最大限に接近していてもよい。これは、例えば搬送活動の端部がパックをこの位置に残したときに起きることがある。パックはその現在の位置からドロップオフ要求信号に含まれた位置までのその動きを開始してもよい。搬送ロボット（パックを動かす行為をなす）は、以下によって安全に制御された方式でこの動きを実行されてもよい。
・障害物、面、ステーション、およびパックの動きが禁止された領域を回避するパックの経路および軌道を計画すること。このような計画は、ロボットまたはあらゆる外部計算装置によって、例えばステーション内で実行されてもよい。
・動きに対してあらゆる安全または法的要件（例えば最小高度、飛行禁止帯域、最大深さ、その他）を維持して計画された経路に沿って動くこと。
・経路に沿って、例えば予期せぬ障害物、他のロボット、風および波の動的動き、その他の偶発に動的に応答すること。応答には、動作軌道および経路を再計画すること、必要なときに取り消すこと、その他が含まれてもよい。

ドロップオフ要求信号によって供給された新しく計算された場所は、パックのための移動軌道を計画し実行するために十分である。例えば使用された特定のタイプ（例えばＧＰＳ座標および座標系としてＧＰＳを使用する幾何学的表示）に一致するフィールドの表示による。

とは言え、目標位置情報は近似値であってもよい、すなわち目標位置情報は測定および見積もりに誤差が生じやすい、または（例えば面などの対象の識別子によって特定されるときに）目標面またはステーションが発見されるべき領域を特定するに過ぎないので、特定は不正確であってもよいことを理解されたい。この場合、自動工程が（１）パックは面もしくはロボットを損傷する危険なしにさらに動かなくてもよい、または（２）パックが面もしくはステーションの所与の距離（このような距離は外部から手順に特定される）の範囲内にあることを決定するときのように、パックがもはや目標面もしくはステーションに向かって動かなくてもよくなるまで、パックはその動きを維持してもよい。

パックは新しい近似位置に到着し、記載されたように面またはステーションに近づき、または別法としてピックアップ手順が中断される。

搬送ロボットは、サービスロボットの角度を面とできる限り近くに位置合わせするようにパックを動かす。このことは、例えばアーム機械要素を使用してロボット間の相対角度を積極的に変えることにより、またはサービスロボットが面とより良好に位置合わせされるように搬送ロボットの向かう方向および角度（ひいてはパックの方向および角度）を変えることにより行われてもよい。搬送ロボットは目標面またはステーションの中心に向かってパックを動かす一方で、目標面またはステーションの中心までの安全な最小距離を依然として維持する。これにより、面またはステーションの境界に対するパックの定位の誤差への位置付け手順の公差が増加してもよい。パックを中心から可能な最短の安全な距離に位置付ける必要はない。むしろ境界までの距離が安全を考慮された公差内であるように、パックを位置付けることで十分であることがある。

搬送ロボットは、ロボットおよび対象（面またはステーション）に対して安全と判断される速度で、すなわちサービスロボットが対象に接触する際にサービスロボットによってもたらされた衝突により損傷しないように、サービスロボットを対象に向かって動かす。搬送ロボットは、サービスロボットが面上に安全に位置付けられるとすぐに停止してもよく、これは１つまたは複数の方法で検出されてもよい。例えば以下の通りである。
・搬送ロボットは、追加の動きへの対象の摩擦または抵抗によって生じる、動きの加速または速度の変化を感じることがある。
・サービスロボットが安全に位置付けられ、搬送ロボットに通知するときを決定するために、サービスロボットはそのセンサおよび／またはアーム機械要素上のセンサを使用してもよい。例えばサービスロボットは、対象に接触する（もしくは真上にある）領域内の圧力センサまたは短距離センサを使用し、それらの値を例えばアーム機械要素を通して、または独立して搬送ロボットに報告してもよい。馴染みのあるセンサ融合技法を使用して、報告された値が面上に安全に位置付けることを示すときを決定してもよい。

例えば面清掃ロボットを位置付けるＵＡＶ搬送ロボットは、サービスロボットが面に接触するときを識別するために、サービスロボットの車輪またはトラック内に数個の圧力センサを使用してもよい。例えば複数の場所にある複数のセンサは、ロボットのすべての支持部品が面上に安全に位置していることを示してもよい。ＵＡＶは面に向かってゆっくりと動いてもよい。１つまたは複数の車輪が面に接触すると、適切な圧力センサ読取値はそのように示す。読取値は結合要素を通してＵＡＶに通信する。すべての車輪が面上にあるとき、すべての読取値は面上の安全な支持を示してもよく、ＵＡＶは動きを停止してもよい。

安全な位置付けが所与の制限時間内に達成しないとき、または安全ではない位置付けがセンサによって報告されたとき、手順は中断されてもよい。別法として搬送ロボットは、手順を（その段階全体を）再試行できるように、パックを対象から離して反対方向に戻して動かしてもよい。一旦サービスロボットが正しい位置につくと、パックはサービスロボットから係脱するためにキャリア機械要素に対する解除手順を開始する。

パックとして移動するときに、サービスロボットは搬送ロボットに（ひいてはパックに）より困難な動きをさせてもよい。例えば搬送ロボットのセンサは、サービスロボットにより視界を遮られてもよく、またはサービスロボットの形状が風および波などの周囲の流体移動と相互作用し、動きに影響を及ぼしてもよい。例えばサービスロボットの質量はパックの質量の中心に影響を及ぼし、パックの質量の中心は搬送ロボットの質量の中心とは異なる。

いくつかの手順は、これらの難問を軽減するためにパック運動の間に使用されてもよい。
・第１に、結合要素を使用して、サービスロボットから搬送ロボットにセンサ情報を伝送してもよい。例えば前方を向いたカメラを備えた面清掃ロボットは、結合要素を通して、または他の手段を通して画像を搬送ロボットに伝送してもよく、したがって搬送ロボットは異なる角度の視界で障害物を識別することができる。または清掃ロボット内の下方を向いたカメラは、例えば馴染みのある視覚走行距離計の手順を介してパックの水平運動を見積もるために使用できる画像を伝送してもよい。
・第２に、アーム機械要素は、パック全体の形状、その質量の中心を調節するため、また動きを容易にさせ、環境条件（風および波など）によって及ぼされる影響を少なくするために、搬送ロボットおよびサービスロボットの相対位置および角度を変えてもよい。

機械結合要素は、ロボットを物理的、電子的に、および論理的に連結することにより、パックを形成するために使用されるような、２つのロボットの間のあらゆる結合機構の機械要素を指す用語である。例えばこれは、ロボット（または車両）とペイロードとの間の物理的連結とは異なる。機械要素自体は、１つまたは複数のロボットに取り付けられた１つまたは複数の要素から作成されてもよい。

結合要素はいくつかの重要な特性を有する。
・結合要素は安全で信頼性のある物理的機械連結を形成してもよく、それによって１つまたは複数のロボットは、搬送ロボットによる動きが連結されたロボットを動かすように、１つまたは複数の他のロボットに連結する。
これは、例えば結合要素を例えば空中または海中における車両間の燃料補給（どちらの車両も燃料補給を行うためのそれらの動きを調整してもよい）に使用される他の機械要素から区別する。燃料経路の物理的連結は、車両の１つの動きを他の車両の動きに変換しなくてもよい。
‐安全で信頼性のある物理的連結の形成は捕捉と呼ばれることがある。キャリア機械要素の各実施形態に対して、アーム機械要素付近に位置する、捕捉帯域と呼ばれる１つまたは複数の特定の２Ｄまたは３Ｄ領域が存在する。２つのロボットがそれらのそれぞれの機械要素の捕捉領域内に位置付けられると、２つのロボットは捕捉手順と係合してもよい。一旦手順が首尾よく進むと、搬送ロボットの動きによりサービスロボットの動きが生じる。
‐物理的連結の縛りを解くことは、解除と呼ばれる。キャリア機械要素の各実施形態に対して、アーム機械要素付近に位置する、解除帯域と呼ばれる１つまたは複数の特定の２Ｄまたは３Ｄ領域が存在する（捕捉帯域と同一であることが多い。搬送ロボットおよびサービスロボットがそれぞれの機械要素の解除帯域内に位置付けられると、それらのロボットは解除手順を開始してもよい。一旦手順が首尾よく進むと、搬送ロボットの動きはサービスロボットの動きから独立する。
・機械要素は２つ以上のロボットによって使用されてもよく、それによって１つまたは複数のロボットは自律し、すなわち人間によって局所的にまたは遠隔で制御されない。機械要素の展開および作動は連結ロボットによって制御され、ロボットは、結合要素を介してパックを形成する助けとなるために、ロボットの位置もしくは姿勢を自律的に調節し、または追加工程および装置を展開してもよい。パックを形成後、ロボットはそれらの姿勢をさらに調節し、またはパックの動きを助けるために、例えばより効率的にさせるために追加工程および装置を展開してもよい。例えば結合要素を車両間の係止機構から区別し、係止機構は、例えば１つの車両が別の車両に牽引されるときに、人間の監督および／または制御に依存して展開される。
・機械要素により、（例えば重力の中心の維持、飛行の制御または効率、その他を向上させるために）パックの動きを促進するように、互いに対してパック内のロボットの相対姿勢を柔軟にすることができる。例えばアーム機械要素は、パックおよび／または面の動く方向に対して、ロボットをある特定の角度に維持するために物理的に形状されてもよい。別の例では、ＵＡＶ搬送ロボットおよびＵＧＶサービスロボットおよびアーム機械要素に連結するために使用されるアーム機械要素は、飛行の均衡を保ち制御をより容易に促すように改善するために、ＵＡＶに対するＵＧＶの角度を消極的に（例えば風に起因する）または積極的に（ロボット自体により）変えることができる。別の例では、水中でボートを柔軟に引くことにより、船体清掃ロボットを運ぶ、無人ボート（ここでは搬送ロボット）を連結するために使用されるアーム機械要素。水流により、ボートに対するロボットの位置および角度が変わってもよく、水からの抵抗は少なく動くことができる。
・結合要素は、パック内のロボット間の連結の３つの基準の少なくとも２つを形成してもよい。
‐安全で信頼性のあるロボットの接合運動のために使用されてもよい、機械連結。
‐搬送ロボットがサービスロボットのセンサおよびアクチュエータを利用でき、逆も同様である、検知および作動の電気接続。例えば搬送ロボットは、面または床までの距離を測定するためにサービスロボットの底面上のセンサを利用してもよく、または搬送ロボットは、障害物に近づかないため、フィールドに対するパックの動きを見積もるため、その他のためにサービスロボット上のカメラからのビデオ映像を使用してもよい。
‐パックのコマンド、制御、監視、もしくはパックの動き、もしくはパックおよびパックを構成するロボットの活動に関連する情報を送受信できることがある、無線周波数、光、または電気手段による通信接続。またこのような情報は、別の利点のために１つのロボットによって実行されるあらゆる計算の結果も含む、例えば上の例のビデオ映像は、搬送ロボットに送信される前にサービスロボット上で完全にまたは部分的に処理されてもよい。
・結合要素は、情報、コマンド、および制御の多方向の送信が可能であることがある。パック内の搬送ロボットは、パック全体の物理的動きを担当するが、動きの制御は必ずしもあらゆるロボット内で、または必ずしも搬送ロボット内で実行されない。一例として、サービスロボットがパック全体の動きを指揮し、制御することが可能である。

適切な実施形態の態様は、対の一方が雄型機械要素などの第１の大きさ／形状からなる球根状突起を有し、対の他方は雌型要素などの第１の大きさ／形状より著しく大きいような大きい受領領域を有し、突起が第１の大きさ／形状より小さい第２の大きさ／形状を有するキャリア要素の中に案内される、１対の整合機械連結具である。したがって突起は、搬送ロボットがサービスロボットを運ぶためにキャリア要素の中に一時的に「係止」することができる。例えば突起機械要素は、サービスロボットに取り付けられたアーム機械要素の一部であり、キャリア要素は搬送ロボットに取り付けられる。別法として、アームは搬送ロボットに取り付けられ、キャリア要素はサービスロボットに取り付けられる。別法として、雄型および雌型機械キャリア要素に対して、２つのフックなどの２つの類似した大きさ／形状の機械要素が存在することが可能であり、一方のフックが他方のフックに掛かるようにそれぞれがロボットに取り付けられる。同様に、実質的に同じ大きさおよび形状の機械要素を掛けるための他の選択肢を設計することができる。

任意選択で突起は、サービスロボットがキャリア機械要素内で自由に回転してもよいように、ボールなどの等方性の対称形状を有することができる。例えば突起はセンサ信号、伝送信号、および電力などを転送するために環状電気接続部を備えるボールである。任意選択で突起は、サービスロボットがキャリア機械要素および湾曲縁部に平行に位置合わせされた電気接続部内で１つの軸上のみで自由に回転できるように、湾曲底部を備えたレンガなどの異方性の対称形状を有する。例えば湾曲底部形状の突起を備えたレンガは、サービスロボットが傾斜面と位置合わせできるために単一の回転軸を有する。例えば半球状突起は、環状電気接続部および流体などのサービス材料の転送のために半球の平面の中心上に受領導管を有する。

任意選択で光信号は、サービスロボットと搬送ロボットとの間で例えば近接センサ値、およびロボットの状態などの情報を伝送するために使用される。例えば発光体は、整合要素上の光センサによって捕捉され、デジタル値信号に変換される光をパルス状に送る。任意選択で突起は複数の放射状接続部を有し、キャリア機械要素の漏斗の２側面は信号、および電力などを伝送するために使用される。例えば突起上の２つの接触部は動的に選択され、それぞれはキャリア要素の半分と電気接触し、それによって（例えばシリアル通信により）信号および電気などを伝送するために使用することができる２線接続を確立する。

加えて結合要素は以下の追加特性を有してもよい。
・結合要素は、パック内の１つまたは複数のロボットに再充電する目的で、それを通って燃料または電気または動力を伝送してもよい連結部を形成してもよい。再充電は１方向に（１つのロボットから他のロボットに）、または多方向に（１つのロボットから他のロボットに、別のロボットから第１のロボットおよび他のロボットに、その他）行ってもよい。
・結合要素は、それによって面または他のロボットにサービスするために使用される材料（例えば液体または気体または固体の形の清掃および保守材料）が転送される連結部を形成してもよい。
・結合要素は、パック内の１つまたは複数のロボットに対して送受信する無線周波数を高めるように、電気接続部を形成してもよい。
・結合要素は、自律的に電力供給されてもよく、または１つもしくは複数のロボットに連結されたときに電力供給されてもよく、または電力が必要なくてもよい。結合要素は、センサおよびアクチュエータおよびアクティブマーカー（光など）を搭載してもよく、これらは、結合要素上に何があっても、結合要素電源によって、または連結されたロボットから電力供給される。結合要素は、プロセッサの命令を実行するために１つまたは複数のハードウェアプロセッサまたは制御装置を搭載してもよい。例えばアームを制御する、アームの状態を報告する、ロボットへの連結を確立する、ロボットを識別する、その他のために計算工程を実行する。
・結合要素は、ロボットを識別する、ロボットへの連結を確立する、その他を助けるために、無給電手段（磁石、視覚的印付けおよび反射面を含む消極的マーカー、ＲＦＩＤ）によって印付けされてもよい。
・結合要素は、ロボット間の連結部の形成を機械的に改善し容易にするために構築されてもよい。（ここでは２つの部品内の結合要素の）一例として、（例では２つの部品内の）結合要素は、１つのロボット上のアーム機械要素部分が、他方のロボット上のキャリア機械要素部分における適正な位置に機械的に案内されるような物理的形状である。別法として、単一部分のアーム機械要素において、アーム機械要素は、ロボット自体が上記のように適正な位置に機械的に案内されるような形状である。これは両方の機械的衝撃を低減し、ロボットの位置付けを運動の自由度を６段階で制御する（位置に対する三次元、３つの角）。
・結合要素は、連結を形成するためにロボット自体が位置付けるときに、消極的または積極的に衝撃を低減するように構築されてもよい。
・結合要素の物理的形状は固定されてもよく、または形成工程自体または縛りを解く工程の改善を促進するために、パックの形成前および最中、またパックの縛りを解いた後に変えてもよい。このような変化はロボット間またはロボットと面との間の位置および角度に影響を与えてもよい。変化は、消極的に（例えば圧力の変化に対する機械応答）起きてもよく、またはアームもしくはロボットにより積極的に制御されてもよい。

上に記載されたようなアームの鍵となる特性を説明するために、結合要素の例示的実施形態が以下に提供される。これは２つの部品内の結合要素の設計である。一方の部品は、面清掃ロボット（ＵＧＶ）とともに挙上し飛行できるＵＡＶ搬送ロボットに取り付けられてもよい。他方の部品は、２つの部品が連結されたときに搬送ロボットは１つの搬送ロボットであり、ＵＧＶは１つのサービスロボットであり、その２つが一緒に離陸し、飛行し、着陸できるパックを形成するように、面清掃ロボットに取り付けられてもよい。

この例に対する捕捉手順は、ＵＧＶが面上にあり、以下のように働く。ＵＧＶはそれ自体を面の頂部に位置付け、ボールが頂点（まっすぐ９０度）にあるように傾斜される。アームの角度は、上に記載されたようなアーム機械要素の利点である、水平に対する面の角度を補完するように設定される。ＵＧＶは、光源がＵＡＶ上のカメラによって検出され得るスペクトルで光を照らすように、ＵＧＶに取り付けられたアーム機械要素に動力を伝送する。ＵＡＶはＵＧＶの近似位置を識別するためにこの光を使用し、ここでは印付けされた開口がＵＧＶの上にあるがＵＡＶによって前方に動く捕捉帯域が、ボールの上に開口を移動させるために使用されてもよいように、その上をわずかに背後でホバリングする。ＵＡＶは、開口に対してボールの位置を識別するために１つまたは複数の下方を向いたカメラを使用してもよく、その位置は（予め設定することにより）ＵＡＶに認識される。この識別は、下方を向いたカメラに由来する画像内に光源を配置することによって行われる。

次いでＵＡＶは、以下の条件の１つまたは複数が起こるまで高度を下げる。（１）ボールが開口領域を画定する多角形内にあり得るように、開口の背後の近接センサがボールを保持するアームまでの距離をＵＡＶに報告する、（２）計算工程は、ＵＡＶのカメラからの画像内に見られるボールが、捕捉帯域（開口領域）を画定する多角形内にあることを識別してもよい、（３）アーム上の近接センサは、対象がボールに近接していることをＵＧＶに報告してもよい、（４）ＵＧＶ上にあり、ＵＡＶの方に向いたカメラに由来する１つまたは複数の画像は、ボールが開口領域を画定する多角形内にあるように、ＵＡＶの存在を検出し、その位置を見積もる、（５）アーム機械要素、キャリア機械要素のいずれか、または両方に埋め込まれた磁気センサは、磁石（例えばボール内、または開口内に埋め込まれた）が付近にあることを取り付けられたロボットに報告する。ロボット内および結合要素内のセンサからの情報通信は、結合要素の利点の説明である。

一旦適切な設定条件を保持すると、ＵＡＶは高度の下降を停止し、ボール受けの上の垂直空間内にボールを捕らえるのに十分な短い距離に向かって動く。開口の形状は、ボールを保持するアームを適正な位置に機械的に案内する。近接センサはボールが適所にあることを検証するために使用されてもよく、次いでＵＡＶは上昇し、さらにおそらく若干前進し、ボールを捕らえ、それをボール受けの中に確保する。これは、飛行中に若干の柔軟性を有するが（例えばＵＧＶに作用する風力に起因して若干動くことができる）、依然としてボールがボール受けから出ることはできず、したがって離断できない、物理的連結を形成する。

結合アセンブリを使用する例示的ロボットシステムは、複数の無人車両（以下ロボット）、１つまたは複数の制御ステーション、および１つまたは複数の基地ステーションから構成されてもよく、ロボットは例えば太陽パネル面などの作業面を維持し、サービスし、監視するなどの目的のために一緒に使用される。システムは、垂直離昇および着陸ができる１つまたは複数の空中（飛行またはホバリングする）ロボット（以下ＵＡＶ）から構成されてもよく、ＵＡＶは作業面にサービスし、維持し、かつ／または監視してもよい。任意選択でシステムは、水上および／または水中を移動できる１つまたは複数の海洋ロボット（以下ＵＭＶ）から構成される。またＵＭＶは飛行もできてもよい。ＵＭＶは、海洋環境と接触する作業面を維持し、サービスし、かつ／または監視することができることがある。

またシステムは、飛行できない１つまたは複数の他のロボット（以下ＵＧＶ）から構成されてもよく、ＵＧＶは接触する作業面を維持し、サービスし、かつ／または監視してもよい。基地ステーションは、ＵＡＶ、ＵＭＶ、およびＵＧＶにサービスし、再充電し（燃料を再補給し）、必要に応じて再供給することがあるシステム内に含まれてもよい。ＵＡＶおよびＵＭＶは、異なる作業面の間、および／または所与の作業面の間のＵＧＶおよび／またはＵＭＶを基地ステーションに移動させる能力を有することがある。またＵＡＶおよびＵＭＶは、ＵＧＶおよび他のＵＭＶにサービス（かつ／または再充電、および再供給などを）してもよい。そのようにすると、ＵＡＶ、ＵＭＶ、およびＵＧＶは、任意選択でこの目的のために特殊な機構を有してもよい。

本発明は、システム、方法、および／またはコンピュータプログラム製品であってもよい。コンピュータプログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるために、その上にコンピュータ可読プログラム命令を有する１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい。

コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置が使用するための命令を保持し記憶できる、有形装置であることが可能である。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、これに限定されないが、電子記憶装置、磁気記憶装置、光記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、または前述のあらゆる適切な組合せであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非包括的リストは、以下を含む、すなわち、携帯用コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、携帯用コンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリスティック、フロッピーディスク、その上に記録された命令を有する機械的符号化装置、および前述のあらゆる適切な組合せを含む。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書で使用される場合、電波または他の自由に伝搬する電磁波、導波管もしくは他の伝送媒体（例えば光ファイバーケーブルを通過する光パルス）を通って伝搬する電磁波、またはワイヤーを通って伝送される電気信号などの、それ自体が一時的信号であると解釈されるべきではない。むしろコンピュータ可読記憶媒体は、非過渡性（すなわち不揮発）媒体である。

本明細書に記載されたコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれの計算／処理装置に、またはネットワーク、例えばインターネット、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、および／または無線ネットワークを介して外部コンピュータもしくは外部記憶装置にダウンロードできる。ネットワークは、銅の伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルーター、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータ、および／またはエッジサーバを含んでもよい。それぞれの計算／処理装置内のネットワーク・アダプタカードまたはネットワーク・インターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、それぞれの計算／処理装置内のコンピュータ可読記憶媒体内に記憶するためにコンピュータ可読プログラム命令を転送する。

本発明の操作を実行するためのコンピュータ可読プロセッサ命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、あるいは例えばＪａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、もしくはＣ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語、または同様のプログラミング言語を含む、１つもしくは複数のプログラミング言語のあらゆる組合せで書かれたソースコードまたはオブジェクトコードであってもよい。コンピュータ可読プログラム命令は、専らユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、独立型ソフトウェアパッケージとして部分的にユーザのコンピュータ上で、ならびに部分的にリモートコンピュータ上で、または専らリモートコンピュータもしくはサーバ上で実行してもよい。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む、あらゆるタイプのネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよく、または接続は、（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを通して）外部コンピュータになされてもよい。一部の実施形態では、例えばプログラマブル論理回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路は、本発明の態様を実行するために電子回路を具現化するように、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することにより、コンピュータ可読プログラム命令を実行してもよい。

本発明の態様は、本発明の実施形態毎に方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図について本明細書に記載されている。フローチャート図および／またはブロック図のそれぞれのブロック、ならびにフローチャート図および／またはブロック図におけるブロックの組合せを、コンピュータ可読プログラム命令によって実施できることが理解されよう。

これらのコンピュータ可読プログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供されて機械を生成し得るので、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行する命令は、フローチャートおよび／またはブロック図の１つもしくは複数のブロックに指定された機能／作用を実行するための手段を生成する。またこれらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、プログラマブルデータ処理装置、および／または特定方式で機能する他のデバイスに命令することができる、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよいので、その中に記憶された命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート図および／またはブロック図の１つもしくは複数のブロックに指定された機能／作用の態様を実行する命令を含む製品を含む。

またコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、または他のデバイスにロードし得ることにより、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で実行してコンピュータで実装されるプロセスを生成するので、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で実行する命令は、フローチャート図および／またはブロック図の１つもしくは複数のブロックに指定された機能／作用を実行する。

図におけるフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態による、システム、方法およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能性、および作動を示す。これについて、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、指定された論理機能（複数可）を実装するための１つもしくは複数の実行可能な命令を含む、モジュール、セグメント、または命令の一部を表してもよい。一部の代替的実装形態では、ブロック内に記された機能は、図内に記された順番以外で生じてもよい。例えば、連続して示された２つのブロックが、実際には、実質的に同時に実行されてもよく、またはブロックが、関与した機能に依存して、場合によって逆の順番で実行されてもよい。またブロック図および／またはフローチャート図のそれぞれのブロック、ならびにブロック図および／またはフローチャート図におけるブロックの組合せを、指定された機能もしくは作用を行う、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組合せを実行する、専用ハードウェアベースのシステムによって実装することができることにも留意されよう。

本発明の様々な実施形態の説明を例示目的で提示したが、開示された実施形態に網羅される、または限定されることを意図するものではない。多くの修正形態および変形形態が、記載された実施形態の範囲および精神から逸脱することなく、当業者には明らかになろう。本明細書において用いられる用語は、実施形態の原理、その実際の適用、または市場に見出される技術を超える技法の改善を最良に説明するため、または当業者が本明細書に開示された実施形態を理解できるために選択された。

本出願の説明および特許請求の範囲において、それぞれの語句「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」、および「ｈａｖｅ（有する）」、ならびにそれらの形は、語句が関連することがある一覧内の成員に必ずしも限定されない。加えて本出願と参照によって組み込まれたあらゆる文書との間に矛盾がある場合、本明細書では本出願が支配することが意図される。

Claims (30)

1. ロボット間の自律相互作用のための方法であって、
   サービスロボットを搬送する要求を搬送ロボットにより受信することと、
   前記サービスロボットの場所を自動的に計算することと、
   前記搬送ロボットを前記サービスロボットの場所に自動的に動かすことと、
   自動信号を前記サービスロボットから前記搬送ロボットに、前記サービスロボットに取り付けられた機械要素に組み込まれた信号エミッタを使用して送信することと、
   前記機械要素を前記搬送ロボットに取り付けられたキャリア要素に、前記信号を使用して自動的に結合することとを含む、方法。
2. 前記サービスロボットを新しい場所に前記搬送ロボットにより自律的に搬送することと、
   前記機械要素を前記キャリア要素から前記搬送ロボットにより自動的に解除することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記新しい場所は、
   前記新しい場所の領域を自動的に配置することと、
   前記搬送ロボットを前記結合されたサービスロボットとともに前記領域に自動的に動かすことと、
   前記新しい場所を前記領域内に配置するためのセンサ信号を自動的に受信することと、
   前記搬送ロボットを前記場所に前記センサ信号を使用して自動的に動かすことと、によって自動的に決定される、請求項２に記載の方法。
4. 前記場所および前記新しい場所の少なくとも１つは作業面である、請求項２に記載の方法。
5. 前記作業面は、太陽パネル、船体、機体、車体、建物の窓、集光型太陽光発電ミラー、およびタービンの羽根からなる群からの１つである、請求項４に記載の方法。
6. 前記サービスロボットを前記自動的に解除する前にサービスされる前記作業面の少なくとも１つに平行に自動的に配向することをさらに含み、前記機械要素は少なくとも２つの部品を含み、前記配向することは前記少なくとも２つの部品の自動的嵌合によって行われる、請求項４に記載の方法。
7. 前記嵌合することは、（ｉ）制御命令によりリアルタイムで案内される積極的嵌合、（ｉｉ）予め構成された面角度に固定された嵌合、または（ｉｉｉ）面角度の範囲に対して予め構成された消極的嵌合からなる群の少なくとも１つであり、前記消極的嵌合は、固定された角度要素および柔軟な角度要素を含む嵌合継手を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記作業面の少なくとも１つにサービスする前記搬送ロボットをさらに含む、請求項４に記載の方法。
9. 前記サービスロボットの領域を前記搬送ロボットにより自動的に配置することと、
   前記搬送ロボットを前記サービスロボットの前記領域に自動的に動かすこととをさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記機械要素は前記搬送ロボットに取り付けられ、前記キャリア要素は前記サービスロボットに取り付けられる、請求項１に記載の方法。
11. 前記信号は識別パターンを含む、請求項１に記載の方法。
12. 電気信号、電力、および前記搬送ロボットと前記サービスロボットとの間のサービスする材料の少なくとも１つを転送することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記サービスロボットに対するドロップオフ要求を自動的に受信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記ドロップオフ要求は場所および領域の少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 機械要素を含む少なくとも１つのサービスロボットであって、前記機械要素は定位信号エミッタを含む、少なくとも１つのサービスロボットと、
    前記少なくとも１つのサービスロボットを搬送する要求を自動的に受信するように構成された、少なくとも１つの搬送ロボットとを含み、前記少なくとも１つの搬送ロボットは、
    （ａ）前記機械要素と自動的に結合するように構成されたキャリア要素と、
    （ｂ）定位信号を前記定位信号エミッタから自動的に受信するように構成されたセンサと、
    （ｃ）前記少なくとも１つの搬送ロボットをある場所から新しい場所に自動的に動かすように構成されたモータと、
    （ｄ）少なくとも１つのハードウェアプロセッサと、
    （ｅ）その上に符号化されたプロセッサ命令を含む少なくとも１つの記憶装置とを含む、ロボット結合システム。
16. 前記少なくとも１つの記憶装置は、前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサに自動的に、
    前記少なくとも１つのサービスロボットを搬送する要求を受信し、
    前記少なくとも１つのサービスロボットの場所を計算し、
    前記少なくとも１つの搬送ロボットを前記少なくとも１つのサービスロボットの前記場所に動かし、
    信号を前記少なくとも１つのサービスロボットから前記少なくとも１つの搬送ロボットに前記エミッタを使用して受信し、
    前記機械要素を前記キャリア要素に前記信号を使用して機械結合し、
    前記少なくとも１つのサービスロボットを新しい場所に前記少なくとも１つの搬送ロボットにより搬送し、
    前記機械要素を前記キャリア要素から前記少なくとも１つの搬送ロボットにより解除するように、命令するためのプロセッサ命令を含む、請求項１５に記載のロボット結合システム。
17. 前記少なくとも１つのサービスロボットの領域を前記少なくとも１つの搬送ロボットにより自動的に配置することと、
    前記少なくとも１つの搬送ロボットを前記少なくとも１つのサービスロボットの前記領域に自動的に動かすこととをさらに含む、請求項１５に記載のロボット結合システム。
18. 前記新しい場所は、
    前記新しい場所の領域を自動的に配置することと、
    前記少なくとも１つの搬送ロボットを前記結合された少なくとも１つのサービスロボットとともに前記領域に自動的に動かすことと、
    前記新しい場所を前記領域内に配置するためにセンサ信号を自動的に受信することと、
    前記少なくとも１つの搬送ロボットを前記場所に前記センサ信号を使用して自動的に動かすことと、によって決定される、請求項１５に記載のロボット結合システム。
19. 前記場所および前記新しい場所の少なくとも１つは作業面である、請求項１５に記載のロボット結合システム。
20. 前記作業面は、太陽パネル、船体、機体、車体、建物の窓、集光型太陽光発電ミラー、およびタービンの羽根からなる群からの１つである、請求項１９に記載のロボット結合システム。
21. 前記サービスロボットを前記解除する前にサービスされる前記作業面の少なくとも１つに平行に自動的に配向することをさらに含む、請求項１９に記載のロボット結合システム。
22. 前記機械要素は前記搬送ロボットに取り付けられ、前記キャリア要素は前記サービスロボットに取り付けられる、請求項１５に記載のロボット結合システム。
23. 前記定位信号は識別パターンを含む、請求項１５に記載のロボット結合システム。
24. 前記機械要素およびキャリア要素は、電気信号、電力、および前記搬送ロボットと前記サービスロボットとの間のサービスする材料の少なくとも１つを転送するように適合される、請求項１５に記載のロボット結合システム。
25. 定位信号エミッタを含む機械要素であって、前記機械要素はサービスロボットに取り付けられる、機械要素と、
    前記機械要素と自動的に結合するように構成されたキャリア要素であって、キャリア要素は搬送ロボットに取り付けられる、キャリア要素とを含む、ロボット結合アセンブリ。
26. 前記機械要素はシャフトおよび雄型固定要素を含み、前記雄型固定要素は少なくとも１つの寸法において前記シャフトより大きい、請求項２５に記載のロボット結合アセンブリ。
27. 前記キャリア要素は案内サブアセンブリおよび雌型固定要素を含み、前記雌型固定要素は、前記雄型固定要素が前記雌型固定要素内にしっかりと結合されるように、実質的に前記シャフトの前記少なくとも１つの寸法である、請求項２６に記載のロボット結合アセンブリ。
28. 前記案内サブアセンブリは１つの開口および２つの案内要素を含み、前記開口は前記雌型固定要素から遠位にあり、前記開口の前記少なくとも１つの寸法は、前記案内要素が前記開口と前記雌型固定要素との間に漏斗を形成するように、前記シャフトの前記少なくとも１つの寸法より実質的に大きい、請求項２７に記載のロボット結合アセンブリ。
29. 前記２つの案内要素は、前記機械要素を前記キャリア要素の中に案内するために前記開口および前記漏斗を画定するために、複数の屈曲を備えた細長い材料要素である、請求項２８に記載のロボット結合アセンブリ。
30. 複数のサービスロボットであって、それぞれは対象上で少なくとも１つのサービスする任務を自動的に行うように構成される、複数のサービスロボットと、
    複数の搬送ロボットであって、それぞれは複数の場所の間で前記複数のサービスロボットの少なくとも１つを自動的に運ぶように構成され、それぞれの場所は、少なくとも１つの対象、移動地上ステーション、充電ステーション、修理ステーション、および基地ステーションからなる群からの１つを含む、複数の搬送ロボットとを含む、ロボットシステム。
    

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