可編程物

1．一種基本為平行六面體形狀的機械，具有用于與完全相同的機械 相互作用的裝置(19,23,42,43；52,53)，以導致所述機械和相同機械之 間相對輸送；其特征在于，包括：如此布置所述裝置(19,23,42,43；52, 52)，當相同機械之間相互作用時使得所述相同機械相對輸送并且所述機 械越過平行六面體的一個面，與此同時只允許所述運動平行于所述面； 和如此布置所述裝置(13,28,35,48)，當相同機械之間相互作用時確保所 述機械相對所述相同機械定位。
2．如權(quán)利要求1所述的機械，其特征在于，對與其通訊的外部訊號 有反應，所以能有效地輸送和固定。
3．如權(quán)利要求1所述的機械，其特征在于，系并用電腦且其對該電 腦所產(chǎn)生的訊號有反應，所以能有效地輸送和固定。
4．如權(quán)利要求1所述的機械，其特征在于固定裝置或輸送裝置或兩 者包含電磁體。
5．如權(quán)利要求1所述的機械，其特征在于輸送裝置或固定裝置或兩 者包含在機械上的機械零件或部件，其系與在完全相同的機械上的互補 零件或部件聯(lián)鎖。
6．如權(quán)利要求5所述的機械，其特征在于，輸送裝置包含在機械上 的機械零件或部件，其可導致與在完全相同的機械上的互補零件或部件 聯(lián)鎖，以此種方式使得機械沿著特定的軸相對運動。
7．如權(quán)利要求6所述的機械，其特征在于零件或部件是被配置以提 供兩個或更多的在機械與一完全相同的機械之間各自獨立的可銜接的聯(lián) 鎖，其各允許兩機械的相對運動僅沿著兩個或多個不同軸之各別一個。
8．如權(quán)利要求5所述的機械，其特征在于，聯(lián)鎖零件或部件包含數(shù) 對的構(gòu)件，它是一種機械伸展入在完全相同的機械中的凹溝或溝槽中的 構(gòu)件，且其中構(gòu)件是并用可伸展的楔以鎖緊在凹槽或溝槽中的構(gòu)件。
9．如權(quán)利要求5所述的機械，其特征在于，聯(lián)鎖零件或部件包含數(shù) 對的構(gòu)件；一對這構(gòu)件是可從機械之一面，在不同的方向以對該面垂直 的角度伸展入在一完全相同的機械的面中之一對凹溝或溝槽的各別面。
10．如權(quán)利要求5所述的機械，其特征在于，聯(lián)鎖零件或部件包含 數(shù)對的構(gòu)件，各對的構(gòu)件是安裝在退回位置與伸展位置之間的樞。
11．如權(quán)利要求10所述的機械，其特征在于，一對的構(gòu)件接受是在 它們的伸展位置，在諸構(gòu)件的各別溝槽中，從一完全相同的機械之一對 對唇的各別唇。
12．如權(quán)利要求5所述的機械，其特征在于，系在能與銜接的完全 相同的機械銜接的機械的面上包含許多螺桿，以將其定位于位置上，螺 桿是可撤退以釋放鄰近的機械。
13．如權(quán)利要求12所述的機械，其特征在于，螺桿是可與鄰近的機 械的聯(lián)鎖機械零件或部件銜接。
14．如權(quán)利要求13所述的機械，其特征在于，螺桿是可藉由一種前 進而變成此種鄰近的機械的完全相同的機械而降下。
15．如權(quán)利要求1所述的機的，其特征在于，是具實質(zhì)的類立方體 形狀。
16．如權(quán)利要求15所述的機械，其特征在于，是具實質(zhì)的類立方體 形狀。
17．如權(quán)利要求15所述的機械，其特征在于，是在機械的各面具有 四個裝置以用于與鄰近的完全相同的機械傳遞動力或數(shù)據(jù)，該等裝置是 位于各面的相同位置，且是位于各對角中心線或于各面的面交中心線， 使能維持面的四-折疊旋轉(zhuǎn)對稱性。
18．如權(quán)利要求15所述的機械，其特征在于，是具有四對之輸入裝 置與輸出裝置用于與鄰近的完全相同的機械傳遞數(shù)據(jù)，該等裝置是位于 各面的相同位置，且各對之輸入裝置與輸出裝置是呈對稱地位于面的對 角線或正交中心線之任一側(cè)，使能維持面的四-折疊旋轉(zhuǎn)對稱性。
19．一種尺寸相當于許多如權(quán)利要求1所述的機械的平行六面體塊 的機械，其特征在于，亦即并不是由此等機械所組成且其具有能與此等 機械相互作用的裝置，以使得若機械是由機械的平行六面體塊所組成， 則將會導致發(fā)生相對輸送與固定。
20．一種構(gòu)造物或機械是從如權(quán)利要求1所述機械或從可相容機械 和此等機械之混合物所裝配成，每個所述可相容機械與所述機械的許多 平行六面體塊尺寸相等，并且不包括此等機械。
21．一種移動的方法，其特征在于，系藉由該裝置將在第一部位成 一直線的第一機械，以平行于鄰近的部位的方向，移動至成一直線且鄰 近第一部位的第二部位，其中各部位是一種機械且其中各機械是一種平 行六面體的機械，具有在與其相同的機械之間相互作用的裝置，以使它 們和機械相對滑動輸送，并且所述用于在相同機械之間相互作用的裝置 確保機械相對于它們置位，或者其中各部位是一種其尺寸與此等機械的 許多平行六面體塊相等的機械并具有在此等機械之間相互作用的裝置， 使得如果機械是由機械的平行六面體塊組成，則產(chǎn)生相對輸送并確保其 發(fā)生。
22．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，第一和第二部位合作 以移動第一機械。
23．如權(quán)利要求21所述的移動方法，其特征在于，其實質(zhì)是依據(jù)所 述機械的部件用于停止移動，所述機械包括許多位于機械的面上的螺 桿，用于相鄰的相同機械的部件或機械的部分可嚙合地相互鎖合，此使 其定位，該螺桿通過所述相同機械的前進可降低，由此使相鄰的機械可 縮回而被釋放。
24．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，第一機械是具有固定 在其上且與其移動的相鄰機械。
25．一種沿著機械的行移動機械的方法，其特征在于，包含重復地 應用如權(quán)利要求21所述的方法。
26．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，其中沿著行的機械的 運動是持續(xù)的。
27．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，藉由將一單元在行中 具尖端單元末端的流線單元進行伸展，每個該等單元是一種所述機械， 所述方法包含：將一對單元沿著流線移動，直到一對之一是尖端單元的 鄰居且另一單元伸展至超過尖端單元，和將一對之其他單元從一單元的 鄰居移動至成為尖端單元的鄰居，其位置變成新尖端單元。
28．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，藉由將在行中起始于 基準單元之單元的流線單元伸展一單元，每個該等單元是一種所述的機 械，基準單元具有一個或多個并不是在行中的鄰近的機械，該方法包含： 將一額外的單元添加到基準單元之前的行上，且通過權(quán)利要求21所述方 法將行以相對于一個或以上的鄰近基準單元的機械，在能使得額外的單 元移動至基準單元的原來的位置的方向前進一單元的距離。
29．一種將流線撤退之方法，其特征在于，系包含將如權(quán)利要求27 或28所述的方法的步驟逆轉(zhuǎn)之方法。
30．一種如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于將機械從第一點送 到第二點，包含從此等機械構(gòu)筑一種連結(jié)兩點的構(gòu)造物，且將機械沿著 機造物從第一點移動至第二點。
31．一種包含將如權(quán)利要求27所述的流線伸展的步驟的構(gòu)筑構(gòu)造物 的方法。

本發(fā)明涉及一種可編程物。\n在傳統(tǒng)上，機械和工程構(gòu)造物是由從各設(shè)計成在機械或構(gòu)造物中 的一特定位置上執(zhí)行一特定功能的零件所構(gòu)成。這將限制零件在其他 機械或構(gòu)造物中的應用。\n本發(fā)明涉及一種與常規(guī)機械與構(gòu)造物的設(shè)計和構(gòu)筑非常不同的 方法。\n本發(fā)明提供一種基本為平行六面體形狀的機械，它具有用于與完 全相同的機械相互作用的裝置(means)，以確保所述相同機械與所述機 械之間彼此的相對輸送(transport)，和用于與完全相同的機械相互作 用的裝置以將(secure)機械固定在其相對位置上。\n所述機械具有基本為平行六面體的形狀，所以它可形成緊密地間 隔的行、板和塊，可毗連成完全相同的機械。這些機械也具有這樣的 形狀，使得機械可以移動或在所述行或板上被移動的同時保持其面之 一平行且接近或毗連所述行或板的機械的暴露面。所述機械可借助移 除其與鄰近的機械無需相互作用的面的零件而背離確切的平行六面體 形狀。\n所述機械可相對與其通訊的外部訊號有反應，所以能輸送和固 定。\n除此之外或另一可行辦法是機械可并用電腦且對該電腦所產(chǎn)生 的訊號有反應，所以能產(chǎn)生輸送和確定作用。\n固定裝置或輸送裝置或兩者可包含電磁體。\n輸送裝置或固定裝置或兩者可包含在機械上的機械零件或部件 (features)，其與在完全相同的機械上的互補零件或部件聯(lián)鎖 (interlock)。\n輸送裝置包括機械上的機械零件或部件，它們可在完全相同的機 械上與互補零件或部件聯(lián)鎖，以此種方式使得機械沿著特定的軸相對 運動。該等零件或部件可被配置成在機械與一與其完全相同的機械之 間提供兩個或多個各自獨立的可銜接的聯(lián)鎖，它們各自只允許兩機械 沿著兩個或多個不同軸的各別一個相對運動。\n聯(lián)鎖零件或部件可包含一個從機械可伸入處在完全相同的機械 上的凹槽(recess)或溝槽(groove)中的構(gòu)件(member)，構(gòu)件連合可伸 展的楔(wedges)用于鎖緊處在凹槽或溝槽中的構(gòu)件。\n聯(lián)鎖零件或部件可包含數(shù)對構(gòu)件，一對構(gòu)件可從機械的一面，在 不同方向以相對該面垂直的角度伸入到一完全相同的機械的面中的一 對凹槽或溝槽的各別面上。\n聯(lián)鎖零件或部件包含數(shù)對構(gòu)件，每對所述構(gòu)件安裝在退回位置與 伸展位置之間的樞軸(pivot)上。以此有利于在諸構(gòu)件的相應溝槽中的 彼此的退回位置，所述的一對構(gòu)件接受從一完全相同的機械的相對的 一對唇(lips)之一的唇。\n機械包括許多位于與鄰近的完全相同的機械銜接的機械的面上 的螺桿(stud)，以此將機械定位，螺桿可撤退以釋放鄰近的機械。\n螺桿與相鄰近的機械的聯(lián)鎖機械零件或部件銜接。\n螺桿藉由一種前進而變成此種相鄰近的機械的完全相同的機械 而降下。\n所述機械基本為類立方體(cuboid)形狀，其較佳為立方體。\n所述機械可在機械的各面具有四個裝置用于與相鄰近的完全相 同的機械傳遞動力或數(shù)據(jù)，該等裝置位于各面的相同位置，且位于各 對角(diagonal)中心線或于各面的正交(orthogonasl)中心線上，使其 能維持面的四-折疊后的(four-fold)旋轉(zhuǎn)對稱性(rotational symmetry)。\n除此之外或另一可行辦法是所述機械具有安裝在各面中心的共 軸配置的裝置，用于與完全相同的機械傳遞動力或數(shù)據(jù)，使其能維持 面的四折疊旋轉(zhuǎn)對稱性。\n除此之外或另一可行辦法是所述機械具有四對輸入裝置與輸出 裝置用于與相鄰近的完全相同的機械傳遞數(shù)據(jù)，該等裝置位于各面的 相同位置，且各對輸入裝置與輸出裝置呈對稱地位于各面的任何一側(cè) 的中心線位置，使其能維持面的四折疊后旋轉(zhuǎn)對稱性。\n本發(fā)明提供一種，其尺寸相當于根據(jù)本發(fā)明的許多機械的平行六 面體塊的機械，亦即并不是由所述許多機械所組成且其具有能與所述 許多機械相互作用的裝置，以使得若機械是由所述許多機械的平行六 面體塊所組成，則將會導致發(fā)生相對輸送與固定。\n本發(fā)明進一步提供根據(jù)本發(fā)明的許多機械所裝配成的構(gòu)造物和 機械。\n本發(fā)明也提供將第一機械以平行于鄰近的第二部位的方向，從第 一部位移動且與鄰近的第二部位或一直線移動的方法，其中各部位是 一種根據(jù)本發(fā)明的機械。\n第一機械具有固定且與其一起移動的鄰居。\n本發(fā)明的方法可重復地施用以將機械沿著機械的行移動，且其優(yōu) 點是運動是連續(xù)的。\n本發(fā)明進一步提供藉由將一單元、一種在行中具尖端(tip)單元 末端的流線單元進行伸展的方法，該等單元可為根據(jù)本發(fā)明的單一機 械，或是這種機械的平行六面體塊，該方法包含：將一對單元沿著流 線移動，直到一對之一是尖端單元的鄰居且另一單元伸展至超過尖端 單元，和將一對的另一單元從一單元的鄰居移動至成為尖端單元的鄰 居，其位置變成新尖端單元，機械的移動是根據(jù)本發(fā)明的方法。\n本發(fā)明也提供一種藉由將在行中起始于基準(base)單元的單元 的流線單元伸展一單元的方法，該等單元是可為根據(jù)本發(fā)明的單一機 械，或為此等機械的平行六面體塊，基準單元具有一個或多個并不是 在行中的鄰近的機械，該方法包含：將一額外的單元添加到基準單元 之前的行上，且將行以相對于一個或以上的鄰近基準單元的機械，在 能使得額外的單元移動至基準單元的原來的位置的方向前進一單元的 距離。\n本發(fā)明也提供一種將流線撤退的方法，包含將本發(fā)明的流線伸展 的一方法的步驟逆轉(zhuǎn)的方法。\n本發(fā)明進一步提供一種將根據(jù)本發(fā)明的機械從第一點送到第二 點的方法，包含從此等機械構(gòu)筑一種連結(jié)兩點的構(gòu)造物，且將機械沿 著構(gòu)造物從第一點移動至第二點。\n本發(fā)明也提供一種構(gòu)筑一種包含本發(fā)明的機械的構(gòu)造物的方 法，該方法包含將根據(jù)本發(fā)明的流線伸展的方法。\n類似于塑膠化學，在下列本發(fā)明的實施例的敘述中，個別的機械 將稱為“單體”。非常清楚的是此并不是完全相關(guān)的，例如化學單體 彼此并不會輸送。\n單體彼此輸送的能力是意謂：可編程物(材料)可形成構(gòu)造物 (structures)，并不需要工具以形成它。欲構(gòu)筑一種構(gòu)造物，單體是 藉由可編程物本身送到所欲得的位置。可編程物在某些意義上是可編 程序，因為許多不同構(gòu)造物可從相同單體來構(gòu)筑，所以一種“可編程 序材料”是可命名為一種單體的匯集(collection)。\n現(xiàn)在借助實施例并參考附圖來敘述本發(fā)明的材料和根據(jù)本發(fā)明 的將彼等形成構(gòu)造物和機械的方法。\n圖1展示從立方體磚單體所形成的一些基本的構(gòu)造物。\n圖2展示從單體所形成的一些進一步的構(gòu)造物。\n圖3展示正常的和L-型流線。\n圖4展示一種沿著各面的正交中心線具有溝槽的單體。\n圖5a和5b是分別展示具有伸展的鎖和具有在完全伸展位置的鎖 的單體。\n圖6展示用于伸展鎖的機械。\n圖7展示可從鎖伸展的楔(wedges)。\n圖8展示用于伸展楔的機械。\n圖9a-d展示兩個鄰近的單體的鎖的一些剖面部分和它們?nèi)绾温?lián) 鎖。\n圖10展示單體如何達到彼此相對地移動。\n圖11a和11b展示用于移動單體的齒輪的位置。\n圖12和13展示用于驅(qū)動齒輪的機械。\n圖14a-c和15a-g展示在各種不同位置用于輸送和固定單體的 鎖。\n圖16a和16b展示一種用于將單體定位于位置的機械。\n圖17a-d展示第二種類型的單體及其用于輸送和固定完全相同的 單體的機械。\n圖18a和18b展示第二種類型的單體用于輸送和固定其他完全相 同的單體的楔的構(gòu)形。\n圖19展示第三種類型的部分完成單體。\n圖20展示在第三種類型單體中用于輸送和固定所使用的鉸鏈 (hinged)鎖的操作。\n圖21和22展示不同的鉸鏈鎖。\n圖23展示電磁性單體的壁。\n圖24展示用于數(shù)據(jù)和動力的單體的面之間的連結(jié)。\n圖25展示在單體的表面用于數(shù)據(jù)和動力的接觸的配置 (arrangement)。\n圖26a-e展示L-型流線如何增長。\n圖27a-e展示L-型流線的增長，其中單元是個別的單體的2×2 ×2塊。\n圖28a-d展示L-型流線的增長，其中某些單元是個別單體的2×2 ×2塊且某些是等效尺寸的較大單體。\n圖29a-f展示用于改變一種L-型流線90°的增長方向的方法。\n圖30a-i展示將一種包含2×2×2單元的流線轉(zhuǎn)90°的方法。\n圖31展示一種由單體所形成的塔。\n參考所附圖，從圖1開始，單體1是呈立方體磚的形態(tài)。各單體 在各面具有用于將其面對面與另一類似的單體固定和用于導致兩單體 平行于面的邊的相對移動的裝置(并未展示于圖1)。單體是可被裝配 以形成幾乎任何所欲得的形狀，例如圖1所示的固體塊2、壁3和平 板4。固體塊是可想像為由一系列的毗連的固體壁或為平板堆疊在一 起所組成。圖2展示某些進一步的形狀5和6。形狀5仍然是為另一 目的，其包含在圖1所描繪的固體塊2之內(nèi)。正如同壁和板，許多其 他目的是可包含于一種固體中，假如一種存在的單體組是藉由添加單 體、移除單體、重排單體、或其組合而被塑造(seulpted)或重排 (rearrangement)來實現(xiàn)。此種塑造或其重排是可藉由利用并用于單體 中的裝置來達成，以將單體圍繞目標物的表面移動，如下所詳細揭述。 電腦和軟體是可用于控制磚的移動以將成形方法自動化。\n磚是可被配置入機械中，例如一種如圖2所示的步行機械6。如 何使得機械6走動是展示于下面。\n將深入敘述于下的重要機械是基本的可編程物操作的構(gòu)筑塊。關(guān) 于它們的實施例展示于圖3的兩種機構(gòu)：正常的流線7和L-型流線8。\n正常的流線7是一種可從表面增長的桿狀(rod-like)突伸物 (protrusion)。桿是在垂直表面的主向增長。其是藉由連接位于桿的 后部的單體并將桿推出而一次伸展一單體。在另一方面，L-型流線8 是藉由一次一個單體地連接更多單體到流線的前面而增長。此等機構(gòu) 是可完全逆轉(zhuǎn)的。亦即，它們可收縮(contract)和增長(grow)。\n已經(jīng)簡短的討論到從單體所形成的構(gòu)造物，現(xiàn)在將更詳細地討論 諸單體本身。\n參閱圖4，通常藉由參考數(shù)值1所表示的單體的一形態(tài)是呈立方 態(tài)形狀且在各面具有一對呈十字形的將表面分開為四的溝槽11。溝槽 11是稱為主溝槽(major?grooves)。溝槽11的壁各具有額外的蝕刻入 或否則在它們之中形成的溝槽12，且此是稱為次溝槽(minor groove)。當單體是沿著其他單體的下面滑動時或當攀登(scaling)壁 時，此次要的溝槽將提供必要的夾(grip)。\n在主溝槽11中含有鎖緊(locking)和牽引(traction)機構(gòu)(并未 展示于圖4)。鎖緊機構(gòu)允許單體被結(jié)實地鎖緊在一起。牽引機構(gòu)允許 單體1彼此相對地移動。當移動時，單體1必須不分開，因為它們可 沿著其他單體1的下面移動或可攀登壁。\n參閱圖5，牽引和鎖緊機構(gòu)兩者(至少部分)是藉由在鎖13配備有 可撤退的凸緣狀(flange-like)突伸物，位于各單體1的主溝槽11之 內(nèi)，其可伸展且可達到一種毗連的單體1的主溝槽11的內(nèi)。在單體1 的各面具有四個鎖13，在藉由主溝槽11所形成的十字的各臂具有一 個。鎖13是以兩對來操作，在單一主溝槽11各包含兩個成一直線的 鎖。若鎖的一對伸展，則兩個毗連的單體可僅在該等鎖的主溝槽的方 向彼此相對地滑動。若兩對鎖皆伸展，則兩個單體無法在任何方向滑 動彼此通過。\n圖6展示鎖13如何被推出和撤退入其單體1中。在主溝槽11下 面固定在單體1之內(nèi)的馬達21具有螺旋心軸(spindle)22，視電動馬 達旋轉(zhuǎn)的方向而定，當其旋轉(zhuǎn)時會伸展或撤退。心軸22的末端是藉由 球承窩(ball-and-socket)脫接(decoupling)機械40而連結(jié)到鎖13， 以此方式當心軸螺旋進入和退出時，鎖會伸展或撤退但是并未旋轉(zhuǎn)。\n在鎖13的內(nèi)部具有可撤退楔14(參閱圖7)。當鎖被撤退入或從其 主溝槽11伸展時，此等楔14必須完全撤退入鎖13，但是一旦其已達 到另一單體1的主溝槽11時。楔14被推出且與毗連的單體的次溝槽 12銜接。然后楔14將兩個單體1鎖緊在一起，因此它們可沿著鎖對 的軸滑動但是無法分開。楔14具有齒狀邊19用于將被采用以移動單 體1的齒條(rack)和齒輪(pinion)機構(gòu)。也展示于圖7中的是在鎖13 的表面上的動力與訊號觸點15。當鎖13插入另一單體1的主溝槽11 中以用于鎖緊時，觸點15能與屬于其他單體的在鎖13上相關(guān)的觸點 進行電子接觸，其是在該其他單體的主溝槽11底部的相應撤退位置。 觸點是淀積在一種淀積在鎖的金屬上的絕緣材料上的一種導體材料襯 墊(pads)。當鄰近的單體被移動時，這些襯墊的低輪廓(profile)允許 鎖彼此滑動通過。另一可行辦法是具有一種塞子和承窩(plug?and socket)的配置，其中一鎖的塞子可伸展以與一鄰近單體的鎖的承窩相 銜接。這些塞子在單體被移動之前必須被撤退。\n圖8是展示用于推和拉楔14進和出的機械。旋轉(zhuǎn)凸輪(cam)16具 有橢圓(oval)溝槽18，其中楔14銜接到鎖(pins)17，所以當凸輪16 轉(zhuǎn)動銷17時，它們與凸輪14是對稱地進行進、出移動。凸輪16的旋 轉(zhuǎn)是在電馬達20控制下，其系與齒輪連結(jié)向下以提供足夠高的驅(qū)動力 量和緩慢的操作速率。\n圖9a至9d展示鎖13與楔14的操作。在圖9a中的兩個單體1 的切開(cut-away)部分展示兩個單體的鎖13是皆完全撤退。在圖9b 中，從上部單體1的鎖13已向下伸展入于下面的單體1。接觸15并 未展示于圖9，但是在此點它們是銜接的，使得動力和訊號能從一單 體轉(zhuǎn)移至其他單體。在圖9c中楔14是伸展且單體鎖緊在一起。單體1 現(xiàn)在是不可分開，但是因為鎖13及其楔14限制(confine)單體僅在兩 軸(如圖9c所看見的左至右或上與下的移動是不可能的)，單體1可相 對于彼此自由地滑動進和出紙平面。此機構(gòu)是可逆的且可如圖9d所示 地操作，其中在底部的單體1已鎖住上部單體1。\n現(xiàn)在將根據(jù)圖9c敘述上部單體1如何被移動。圖10展示兩個單 體藉由從上部單體1伸展至底部單體1的鎖13而鎖緊在一起。在鎖13 的楔14上齒狀(toothed)齒條19與底部單體的齒輪23銜接。其提供 一種齒條與齒輪機構(gòu)，藉此單體可彼此相對地移動。在一主溝槽11的 任一側(cè)上的一對彼此面對的齒23藉由在主溝槽下面的大齒輪機輪25 連接在一起。如圖10所示，一對齒輪23是藉由在齒輪之一的心軸上 的電馬達24來驅(qū)動。\n齒輪23的號碼和它們在典型的單體1的面上的位置展示于圖11a 和11b。沿著主溝槽11使用數(shù)對的齒輪23需要確保：當上部單體1 沿著底部單體1的行移動時，當一對導鎖(leading?lock)13被沿著推 進至在行中的下一個單體1時，一對拖曳鎖(trailing?lock)13的楔 14仍然藉由齒輪23銜接在一起，直到下一個底部單體1的第一對齒 輪23夾住楔14并開始拉上部單體。\n在單體1的一面上的所有的齒輪23是可同時旋轉(zhuǎn)，且具有隨的發(fā) 生的簡化控制和驅(qū)動輪系(trains)。這是因為當發(fā)生移動時，在任何 時候只有一對鎖13銜接，如圖11a所示或如圖11b所示，且在其他主 溝槽11中的齒輪23可自由地旋轉(zhuǎn)。\n齒輪23和與它們連接齒輪機輪25(呈外形輪廓)的俯視圖展示于 圖12。如在平視圖中所看見，若在連接齒輪機輪25之間有重疊之處， 則它們是放置于不同的高度以避免任何空間的沖突。\n如圖13所示，一種齒狀皮帶26連結(jié)齒輪23的系統(tǒng)，將驅(qū)動從一 對齒輪23傳動至另一齒輪。然后對所有的沿著主溝槽11的齒輪23僅 需要一馬達24，且其確保所有的齒輪將以相同的速率旋轉(zhuǎn)。皮帶26 是藉由一組自由旋轉(zhuǎn)輥31(也展示于圖13)而保持對著齒23。需要兩 個皮帶26以驅(qū)動單體的一個面的所有的齒輪23，對兩軸的各一軸需 要一皮帶。兩皮帶26安置在不同高度，所以它們并不會相互干擾。這 些皮帶26安置在鎖機構(gòu)的下面，所以它們并不會干擾鎖13的上下運 動。如圖12虛線所示，在各皮帶26上的一大齒輪機輪27(其可為大 齒輪機輪25的一)是與在其他皮帶26上的一類似的大齒輪機輪27相 嚙合(meshed)。其將所有的機輪連接在一起，所以一馬達24可驅(qū)動全 部齒輪。\n如圖9c和9d所示，由于銜接的楔14結(jié)果導致在諸單體1之間具 有間隙。此間隙可為非常小(少于100微米)或其可設(shè)定在約1-2毫米。 欲確保單體1在任何時候不會接觸，間隙需要寬廣且設(shè)定為約1毫米。 間隙太小意謂機構(gòu)會故障。此對當單體1在使用時是相對于其他而持 續(xù)地被移動，且它們必須不會彼此摩擦是重要的。例如正常流線7的 機構(gòu)(圖3)不具優(yōu)良的單體間隙是特別會具有故障傾向。清楚的間隙 是可在圖1至4中看見，其中單體被畫成分開的磚。較佳的間隙是設(shè) 定為使得單體1除了它們的鎖13以外永不會接觸。\n若具有不會接觸的單體1，則構(gòu)造物的安定性藉由確保13是由 強材料所制成來維持。當在鎖緊位置時，在單體1表面上可采用額外 的螺栓以提供甚至更多的剛性。\n當移動單體1時，鎖必須提供安定性和可忍受振動。安定性是可 藉由能阻止搖動的較寬廣的鎖機構(gòu)來提供。鎖的寬度會決定當單體被 移動時可具如何的穩(wěn)定性。當單體被移動時，較薄的鎖將傾向于允許 它們更多的晃動(wobble)。較寬廣的鎖是較不經(jīng)濟的。通常相信具單 體的全部寬度的約四分的一至五分之一的寬度是合理的折衷，其中機 械安定性能確保經(jīng)濟地使用材料。\n當一對鎖13銜接時，欲允許單體移動其必須具有某些活動范圍 (play)。然而，當兩對鎖13皆銜接以固定單體1于位置時，此活動范 圍并不是吾所欲得的。此難題是可藉由進一步銜接楔14來避免，所以 使得它們更固定地銜接入其他單體1。因此，楔14具有三個操作位置： 完全退回、部分伸展(當單體的相對運動是所欲得的)和完全伸展(當其 是吾所欲以固定單體)。\n在單體1被移動之前，具有用于各種不同的鎖13的起始位置。將 被移動的單體是可使得其所有的鎖13皆伸展入另一單體1的體內(nèi)。其 他單體1是可使得其鎖13伸展入將被移動的單體1。另一狀況是鎖13 從兩單體1皆相互伸展入。在單體1被移動至所欲得的方向前，此等 起始位置可能必須改變以修正鎖13的插入。\n考慮圖14a-c和15a-g，其系以圖解方式展示在單體1的橫剖面 的鎖13。并不是所有的鎖皆可被代表，因為單體是三度空間，但是二 度空間部分足以例證關(guān)于單體移動的許多點。在圖14a至15g各圖中， 對單體的四個剖面的每一個是展示在主溝槽11中的兩個鎖13的側(cè)視 圖是沿著紙平面運轉(zhuǎn)，且在它們之間是在垂直于紙平面的主溝槽11中 的一鎖13的端視圖。\n圖14a展示所有的鎖13撤退入。圖14b、14c、15a和15b展示一 系列的實例，其中各種不同的鎖群一已經(jīng)被推出，好像銜接鄰近的單 體(未展示出)。\n圖14c和15a展示在紙平面伸展出的左和右對的鎖。在圖15a中， 藉由在單體中的齒輪23推進至其左邊而允許單體移動向上或向下，然 而在圖14f中右單體1已被推入左單體1其本身鎖對13是在直角從左 單體1伸展的鎖13，所以兩個單體是鎖緊在一起以對抗在任何方向的 移動。\n圖14c和15b展示垂直于紙平面的鎖13伸展。在圖15b藉由推進 單體至左邊而允許單體移入或移出紙平面，然而在圖14f中，如上所 述兩個單體是鎖緊在一起。\n圖14b展示在單體13的一面的所有的鎖13伸展，將單體相對于 該毗連的單體固定。\n圖14b和14c例證兩種鎖緊的圖解，其中一對單體1彼此鎖緊在 一起。圖14b的鎖緊方法從此將稱為“面鎖(face?lock)”，然而圖 14c的方法將稱為“互補鎖(complementary?lock)”。面鎖是更適用 于搭載具有主溝槽11和次溝槽12(但是并具有鎖)的死的(dead)或被 動的(passive)單體1，例如預期用于與單體結(jié)合的工具和設(shè)備。死單 體1是一種故障且無法在命令下操作其鎖的單體1。面積的另一用途 是以閂鎖栓上夾子用的結(jié)構(gòu)支撐(其通常并不是活性)同時攀登和到處 移動。在另一方面，互補鎖提供較佳的結(jié)構(gòu)強度，因為應力是均勻地 分布于兩個單體1之間，且因此通常較佳的是用于將兩個活性單體鎖 緊在一起。\n上面已經(jīng)提及僅銜接一對鎖是允許單體1沿著該對鎖的軸滑動。 圖15a和15b展示鎖13的兩種可能性(“活動構(gòu)形”)以允許單體1橫 過單體1的面移動。此等移動是在對彼此為直角。\n在圖15a中在右邊的單體其鎖是插入在左邊的單體1中。左單體 1使其馬達起作用以將右單體移上和移下。注意到當右單體移動時， 其并不需要動力。對該單體的動力關(guān)閉。其實際上是死的且所有對它 的控制，包括其機構(gòu)，和其身份(status)均喪失掉。移動單體1所需 要的機械動力是藉由在左邊的定置的(stationary)單體1所提供，其 是使用其電馬達24。當被移動的單體1達到其目的地時，動力是可經(jīng) 同鎖13路線再提供，以再獲得控制其內(nèi)部的機構(gòu)。\n在圖15b中在右邊的單體的鎖伸展入在左邊的單體，且可藉由左 單體1的馬達24而被移入和移出紙平面。\n具有數(shù)種初期起始位置，從此鎖13必須改變構(gòu)形(configuration) 以使得在末期呈如圖15a或在圖15b中所示的一滑動構(gòu)形。圖15c展 示一種單體的典型的3×3陣列具有大量的各種不同的起始位置。\n圖15d和15e展示如何從兩種不同可能的情況的面鎖獲得一種滑 動構(gòu)形。圖15f和15g展示如何從兩種不同可能的情況的互補鎖獲得 一種滑動構(gòu)形。此等四種情況包羅一種起始位置的所有可能的組合。 其應該注意到：在所有的實例中，當鎖13在改變構(gòu)形時，在單體1之 間的動力傳動和機械鎖緊系總是經(jīng)由至少一組鎖13來維持。在任何時 候，只有一組鎖13是撤退或插入。而且在操作期間，在單體1之間，總 是維持清楚的分開間隙，因為當其他組鎖被移動時，一組鎖13的楔14 是保持伸展著。\n被移動的鎖13的楔14是撤退。若楔14并未撤退，則鎖13無法 被移動，除非它們?nèi)客瑫r被移動。若它們是全部移動，則效果將是 改變在單體間的間隙，其通常應該是不允許發(fā)生。因此電腦或其他控 制器應該確保在鎖移動之前，在任何鎖13上的楔14是撤退的。然而， 在某些個例當移動具有楔14銜接的鎖13是有意義的。例如，在半永 久構(gòu)造物的建筑時，單體可藉由減少單體之間的間隙至零而“停車 (parked)”，以將它們盡可能剛性地夾在一起。\n圖15d展示一種面鎖的一情況，其中右單體1的全部四個鎖是伸 展入左單體1中。欲將右單體1釋放使能藉由左單體1的馬達24而移 動，則將右單體1的一對鎖13單純地撤退。\n圖15e展示一種面鎖的其他情況，其中左單體1的全部四個鎖13 是伸展入右單體1中。欲將右單體1釋放使能移動，首先將面鎖轉(zhuǎn)化 成為一種互補鎖，藉由將落在沿著預期的移動方向的左單體1的鎖對 退回并將右單體1的相關(guān)的一對鎖13伸展。然后將左單體1的殘留的 伸展的鎖對退回。\n圖15f展示一種互補鎖的情況，其中僅需要撤回左單體1的伸展 的鎖對13，以釋放右單體1使能移動。\n圖15g展示一種互補鎖的其他情況。欲釋放右單體1使能在所欲 得的方向移動，則首先將互補鎖轉(zhuǎn)化成為一種面鎖，其中右單體1的 全部四個鎖13伸展，系藉由在左單體1撤回其伸展的鎖對13，落在 沿著預期的移動方向，且右單體1伸展其相關(guān)的鎖對。然后右單體1 撤回其他的鎖對13，遺留下鎖對13沿著其所欲移動右單體的軸。\n一旦單體1可自由移動時，系藉由選擇性地使在固定的結(jié)構(gòu)單體 1上的馬達24活化。在一長軌道上的毗連的單體1上，此等馬達24 的動力并不需要全部同時打開。動力是可在將輸送另一單體1且移動 的單體將到達的短暫的前一刻將其打開。允許一些時間讓各單體1加 速和減慢其牽引馬達24。\n雖然移動是受到齒輪23和具有齒狀楔14的可伸展鎖13的伸用的 影響，欲確保單體1到達它們的目的地和精確地停止且面的全部四個 鎖13適當?shù)爻梢恢本€，若需要使得動力和數(shù)據(jù)連結(jié)且若需要構(gòu)造物被 精確地構(gòu)筑是有機械上的難題的。這些難題是由于所移動的單體1的 慣性(inertia)、馬達24和齒輪機構(gòu)的慣性，和由于在零件的機械加 工(maching)的公差(tolerance)所引起。大部分的慣性難題是可藉由 將當單體1接近它們所欲得位置時減慢它們的速率來解決，但是殘留 的機械加工公差的難題是使得此單體1的設(shè)計可能需要某些進一步的 方法以確保單體在移動的末期的精確位置。\n圖16a和16b展示機械停止器(stopper)機械的一形態(tài)，用于立方 體單體1的一面，用于將一種移動的單體1定位于位置。停止器機構(gòu) 包含四個彈簧螺桿(spring?studs)28位于主溝槽11，一個是接近各立 方體的面的邊。四個螺桿28的每一個是彈簧安裝在一種公用載體29 上。使用時，載體29是用于將螺桿28伸展入主溝槽11，且當它們并 不需要時用于將其撤退。載體29是藉由一種電磁線圈或線形馬達30 來操縱。螺桿28的向外面對的最接近立方體的面的邊是被去角的。這 些及其安裝在載體29上的彈簧允許它們藉由一種前進的單體的鎖13 而被抑制回到單體1的體內(nèi)。向內(nèi)面對的邊并不被去角且因此螺桿28 作用如同一種阱(trap)。屬于前進單體1的零件且與螺桿28接觸的鎖 13也應該具有輕微的被去角的邊，以允許平滑地進入阱。如圖16所 示，螺桿28是藉由一種壓縮彈簧32而偏向于進入伸展的位置。此作 用可藉由將電磁線圈30的活動逆轉(zhuǎn)來協(xié)助。\n彈簧螺桿機構(gòu)的設(shè)計是使得阱(trap)可被活化，即使在移動的單 體1已經(jīng)部分進入阱，其是在許多應用中所欲得的。\n阱在任何時候是僅在一軸方向工作，因為前進的單體1僅具有一 對鎖13伸展；并無任何東西與其他軸的螺桿接觸。因此，全部四個彈 簧螺桿28是可與相同的載體29和電磁線圈30相連結(jié)。\n一旦移動的單體是在位置上時，在彈簧螺桿機構(gòu)上的力量較佳的 是藉由立即將兩個單體與一種互補鎖或面鎖之一鎖緊在一起。否則彈 簧椿會在它們的承窩中變形和故障。\n彈簧32在載體29上的無責任(default)作用是伸展螺桿28。此 作用是希望在發(fā)生突然動力失效時用于停止移動的單體1。\n現(xiàn)在參閱圖17和18，立方體單體33的第二種形態(tài)是在各面具有 四個對稱位置的溝槽，各平行運轉(zhuǎn)且相當接近面的各別的邊。各溝槽 包含一種對立方體的面為45°的槽34，角度朝向立方體的中心，和一 種角度遠離立方體的中心的類似的槽41。\n像上述的單體的第一種形態(tài)，單體的第二種形態(tài)是對立方體的各 面使用兩對鎖。各鎖包含伸展出和撤退入槽34的楔35，且當伸展后 會銜接毗連的單體的槽41。槽34和41是定位于適當位置使得當兩個 單體面對面且在它們之間具有正確的間隔時成一直線。各鎖對包含鎖 靠近單體33的面的對面的邊。各對的楔33是藉由可撓曲的桿36連接 到一種公用線形操縱器(actuator)機構(gòu)37。如圖17所示，線形操縱 器37系包含馬達21、螺旋軸22、和類似于圖6所示的球承窩脫接機 構(gòu)40。\n在鎖緊時，可撓曲桿36是固定在扭屈(sprung)，且不允許楔35 被推回入槽34。楔35的末端具有齒狀齒條42。當插入另一單體33時， 在各楔35上的齒42銜接其他單體33的齒輪43。驅(qū)動齒輪43會將單 體33連同伸展的楔35滑動。齒輪43和楔35的齒狀邊的放大的細節(jié) 是展示于圖17b。\n圖17b是橫剖面部分，僅展示各單體33的一對楔35。如上所述 在任何面具有兩個此等對。面的全部四個楔35呈伸展的位置的圖解代 表是展示于圖17c。\n如圖17b所示，齒輪43的軸是平行于單體33的相關(guān)的面，且齒 輪是可成對配置在公用軸上，銜接一對的兩個楔35。各對的槽41將 配備有許多此種齒輪對43，其較佳的是藉由一種齒輪系統(tǒng)和/或驅(qū)動 皮帶的公用馬達來驅(qū)動。若對楔35的齒42作相關(guān)的改變，則齒輪43 的軸是可如圖17d所示地旋轉(zhuǎn)90°。然后用于單體33的面的全部齒 輪43具有平行軸且可藉由一種公用齒狀皮帶的單一馬達來驅(qū)動。\n因此，第二種形態(tài)的單體33的牽引機構(gòu)是類似于第一種形態(tài)的單 體1的牽引機構(gòu)，且上面所說明的(參閱圖14和15)用于在面鎖、互 補鎖和滑動構(gòu)形之間的轉(zhuǎn)化方法是與用于單體1者相同。單體33也采 用停止器機構(gòu)。單體33具有安裝在楔35或在單體33的面上的類似的 電子裝置15，以類似于單體1的方法通過動力和數(shù)據(jù)且維持面的四折 疊旋轉(zhuǎn)對稱性。\n圖18a和18b兩者皆展示兩個銜接的單體33。圖18a展示在滑動 構(gòu)形中，一種單一對的楔35從左單體33伸展入右邊。欲活化右單體 33的適當?shù)拿娴凝X輪43，則必須將左單體33移入或移出紙的平面。 圖18b展示在一種面鎖中，左單體33的楔對35伸展入右單體33中。\n單體33比單體1有利之處是它們并不需要相當于單體1的鎖13 的楔14。一旦單體33的一對楔35是插入另一單體33中，則在楔35 之間的90°角度會自動地確保單體33無法被分開。并不需要任何額 外的從楔35伸展的構(gòu)件。\n單體33比單體1具有許多其他的優(yōu)點。它們易于操作。它們的楔 鎖緊機構(gòu)在其單體中占據(jù)較少深度。它們的楔35比單體1的鎖13較 薄，節(jié)省材料和機械加工的成本。它們的楔35重量較輕且移動的距離 較短，結(jié)果導致較快的鎖緊機構(gòu)。單體33的機構(gòu)加工和構(gòu)筑是較單體 1便宜。在設(shè)計上單一溝槽機構(gòu)的機械性是較不可靠的，其特征是會 導致較大的應力濃度且會隨之發(fā)生斷裂和/或?qū)е卤入p槽機構(gòu)具有更 多機構(gòu)故障的傾向。此特征之一是當與一對幾乎為單體33的全寬度的 楔33之間的距離相比較時，鎖13是較狹窄。\n參閱圖19至22，單體44的第三種形態(tài)，像第一種形態(tài)，是在橫 過各面的各方向具有單一溝槽47。然而，單體44具有一種鉸鏈的鎖 機構(gòu)，其在構(gòu)筑和實現(xiàn)的某些觀點上比上述的任何一種鎖較為單純。 圖19展示一種采用鉸鏈鎖機構(gòu)的部分完成的單體44。單體具有立方 體基楚(base)單元45且具有面單元46各安裝在基楚單元的各六個 面。溝槽47是形成于面單元46的外部面54。各溝槽47的橫剖面部T- 分量形狀。圖20展示不同單體44的兩個對置的面單元46如何鎖緊在 一起。在藉由溝槽47所形成的十字形形狀的各四個臂的底的賦予一對 鎖48，其系安裝鉸鏈以裝置樞軸(pivot)圍繞平行于溝槽47的長度的 軸。此等鎖可在兩個位置之間裝置樞軸。在解脫的位置，它們沿著溝 槽47的底部平躺。欲達到銜接的位置，它們是經(jīng)由90°裝置樞軸。 在該位置，它們伸展入對面的面單元46的溝槽47中。各鎖48是賦予 兩個溝槽49和51。平行于溝槽47的長度伸展。第一溝槽49，進一步 從樞軸，與對面的面單元46的溝槽的T-形狀所提供的兩個唇50的一 銜接。一對鎖48銜接兩個唇50的各別唇。第二溝槽51接受各鎖的自 己的面單元的相關(guān)的唇50，允許鎖達到其銜接的位置。\n欲便利于兩個單體44的相對移動，各鎖48是在其極端配備有齒 條52用于銜接安裝在對面的面單元46的溝槽47中的齒輪53。齒輪 53是安裝在圍繞垂直于面單元46的外部面54的軸旋轉(zhuǎn)。\n其中那個鎖銜接和解脫的考慮是與對單體1和33的考慮相類似， 但是例外的是：鎖并不成對移動，而四個由位于面單元46的溝槽47 之一的兩個對面的臂的內(nèi)之全部鎖所組成，亦即沿著單體33的移動的 兩個軸的一的全部鎖48。\n圖21和22是單體44的面單元的橫剖面部分，像圖20，其僅展 示面單元的一半。\n圖21展示鉸鏈鎖機構(gòu)的另一可行的設(shè)計，其與圖20不同的是各 鎖48在其極端具有一種橫向突出物(transverse?projection)60而 非溝槽49。此突出物藉由銜接鄰居的溝槽47壁中的槽61而將單體鎖 住在其鄰居。\n圖22包括額外的構(gòu)造線62和65以展示欲允許鎖擺動進入溝槽 49所需要的余隙空間(Clearance?space)64。此余隙空間可被減至最 小(例如藉由使得橫向突出物60和槽61跟隨曲線65的弧)以避免機械 振動。類似于圖20中的齒條52，在橫向突出物60的尖端具有齒條52。 齒條52如前所述地銜接齒輪63(并未展示于圖22)。\n除了一種用于互鎖單體的機構(gòu)機械以有效于單體的運動和固定 以外，上面已經(jīng)討論過三種不同的設(shè)計，提供具有平滑面且藉由嵌埋 于單體中的電磁體以使得彼此相對地移動和固定是可能的。\n單體的輸送系藉由包含電磁體的線形馬達所提供。定置的單體的 線形馬達使得將被輸送的單體浮空中(levitate)。仔細地協(xié)調(diào)一行的 定置的單體的線形馬達，可獲得沿著行的高速率輸送。\n傳統(tǒng)設(shè)計的線形馬達將不允許單體被垂直地輸送到定置的單體 的上面或沿著它們的下面，但是可藉由在線形馬達中的吸引和推斥繞 線而實現(xiàn)。\n不像具有機械鎖的單體，以磁性相互作用的單體將不會限制其沿 著單體的方向的運動。以適當?shù)碾姶朋w的相激勵，可使得單體對角線 地移動橫過單體板。\n原則上運動的精確性是可藉由仔細的協(xié)調(diào)單體的繞線來獲得。欲 看見用于單體的控制的反饋(feedback)，例如當單體已到達其目的地 時，系藉由安裝于它們的表面的光學感偵器所提供。較佳的是提供速 度與位置的感偵器。理想的是將繞線配置成為傾向于將單體自動地背 向移動朝向其理想的位置或路線，當其背離該位置或路線時并未需要 反饋。\n當單體首先到達位置時，它們可藉由電磁體保持在適當位置。然 而，該方法將限制從單體所形成的任何構(gòu)造物的強度且將浪費電磁體 所需要的動力?？商峁C構(gòu)鎖以接管電磁體或可采用如圖23所示的撐 臂(brace)55。撐臂55是藉由線形馬達所輸送且系機械性地銜接到電 磁性單體56。\n圖23也例證一種加強由單體56所構(gòu)筑的壁57的方法。壁57具 有單體的各垂直平面的水平行制成對普通的磚相同的理由所架構(gòu)的 壁。平行是可藉由提供特殊形狀的單體來繼續(xù)，例如半長度的單體和 /或一又二分的一長度的單體以填充間隙。\n在單體56之間用于動力和數(shù)據(jù)的電子連結(jié)系藉由在單體的表面 上的許多接觸所提供。接觸視它們與鄰近的單體的接觸的登記 (registration)而選擇性地使用。\n此等電磁性單體56是可用于構(gòu)筑無摩擦的機械，其中零件是由在 電磁體的影響下彼此相對地移動卻未接觸的單體所組成。所需要的動 力很可能是高的。\n電磁性單體的重量在其設(shè)計上是重要的。大部分的重量是在其磁 心(Cores)。因此，最近的先進的技術(shù)導致無磁心階段馬達的開發(fā)，其 非常像線形馬達，將可應用到電磁性馬達。\n欲從單體形成機械和構(gòu)造物，其需要諸單體以協(xié)調(diào)的方式彼此圍 繞輸送，所以使得單體最后位于它們所欲得的位置。其需要在單體之 間傳送數(shù)據(jù)。其也希望動力(通常是電子動力)是從某些中央源經(jīng)由其 鄰居而分布到單體上。其可避免重量、操作的有限長度、和電池費用 所具有的缺點。下面將討論用于轉(zhuǎn)移在它們之間的動力與數(shù)據(jù)的在單 體之間的連結(jié)，和用于旨引單體的面至其他面的一或更多面所接受的 數(shù)據(jù)或動力。此等通常可應用到如上所討論的全部類型的單體。\n圖24展示立方體單體70的二度空間代表如一種六角形，其中六 角形的面71相當于單體的面。在圖中所展示的是若單體是在單一外部 電腦的控制的情況下，在面之間的連結(jié)的一種形態(tài)。各面是經(jīng)由可為 繼電器或半導體裝置的開關(guān)76而連結(jié)到動力匯流(bus)72、路線匯流 73、數(shù)據(jù)匯流74和同步匯流75。某些此等匯流包含一種以上的呈平 行的導體。用于將一種特定的匯流連結(jié)到一種特定的面的開關(guān)是可各 自獨立地操作。在匯流上所攜帶的訊號和動力是在鄰近的單體之間經(jīng) 由在其鎖上的接觸，或在電磁性單體56的個例中經(jīng)由其表面來傳送。 開關(guān)是提供用于使在兩個單體之間的接觸能被中斷，即使當介于鄰近 的單體作接觸時。\n動力匯流72是提供以將從某些外部源的動力分布到單體。通常對 將藉由使用開關(guān)而中斷在鄰近的單體之間的動力匯流72的連結(jié)是不 需要的，但是例外的是欲防止變弧(arcing)，當物理連結(jié)是將被藉由 撤回鎖而中斷時。在電磁性單體中，對動力匯流72能包含數(shù)線各攜帶 不同相的交流電用于各種不同電磁體以組成線形馬達是方便的。\n路線73、數(shù)據(jù)74和同步75匯流較佳的是為某些目的而加以緩 沖，且提供開關(guān)以連結(jié)當需要時的必要的放大器到匯流的線路中。匯 流的線路是可為雙向或在各面的各線配備有輸入和輸出裝置。\n若線路是雙向，則圖24的公用匯流線路圖必須加以修飾。對各線 而言，配備有開關(guān)以將各線分開成為線段且配備有放大器。開關(guān)的操 作是將所欲得的輸入面連結(jié)到放大器的輸入和將放大器的輸出連結(jié)到 所欲得的輸出面。\n若配備有分開的輸入和輸出線路，則并不需要將線路分開。對各 輸入和輸出線路對的緩沖系簡單地藉由在輸入和輸出線路之間連結(jié)放 大器。\n路線73和數(shù)據(jù)74匯流具有相關(guān)的功能。路線73攜帶訊號指導單 體操作其開關(guān)，因此將特定的單體經(jīng)由數(shù)據(jù)匯流74連結(jié)到外部電腦。 其對所有的將經(jīng)由路線匯流而被連結(jié)到定置的單體是有用的，所以使 得所欲得的數(shù)據(jù)匯流連結(jié)可被迅速地建立。若某些或全部單體具有控 制電腦，則路線匯流是用于建立在單體之間的連結(jié)。路線匯流也攜帶 關(guān)于什么單體或諸單體應該傳送和接受數(shù)據(jù)匯流的資料。\n經(jīng)由數(shù)據(jù)匯流74轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)包括：例如對單體的指令以操作其鎖 和牽引馬達，單體已經(jīng)到達它們所欲得的位置的信息，和單體已變成 故障的信息。欲確保在不同制造商所制成的諸單體之間的可相容性， 其系需要對全部單體能服從相同的對路線匯流73讀和寫的議定書 (protocol)。若使用路線匯流73是可能獲得較大程度的彈性且此是吾 所欲得的，因為執(zhí)行不同功能的特殊的單體或普通的單體可能需要送 不同種類的數(shù)據(jù)和以不同速率送數(shù)據(jù)。因此路線匯流73也用于將訊號 轉(zhuǎn)移到單體以指導它們什么議定書用于數(shù)據(jù)匯流74。任何所提供的單 體僅需要配備有用于讀和寫到根據(jù)適用于此的議定書的硬件。\n同步匯流75是用于確保單體以同步方式進行物理作用。例如，一 群的單體可能被指導執(zhí)行一種作用，例如起動其馬達以移動一群鎖緊 在一起的單體。然后在接到在同步匯流75的訊號時，它們皆一起起動 其馬達。路線匯流74是用于送決定會么單體接受一種在同步匯流上的 特定的訊號。路線匯流也用于送資料到單體關(guān)于什么單體應該對在同 步匯流上的同步訊號有反應。\n揭述于此的組態(tài)(configuration)匯流結(jié)構(gòu)(architecture)較佳 的是包裝(packet)開關(guān)用于轉(zhuǎn)移在單體之間的數(shù)據(jù)，因為以包裝開關(guān) 其系不肯定何時數(shù)據(jù)將達到其目的地，使得其不易知道何時發(fā)出同步 訊號，而且因為包裝開關(guān)將需要條件為大量邏輯的單體以控制包裝的 轉(zhuǎn)移且將它們儲存用于往前(forwarding)。\n在單體的鎖上，或在電磁性單體的表面上的觸點，是配置成當單 體是鎖緊在位置上時，各觸點與其鄰近單體的相關(guān)的觸點相接觸。對 立方體單體而言，其中許多匯流的線路呈輸入和輸出對，這對接觸是 特別方便的配置。關(guān)于立方體單體的各面，各線的四個觸點是放置于 適當位置以維持垂直于面的四-折疊旋轉(zhuǎn)對稱性。未成對的觸點是放置 在對角線或在面的正交中心線上。關(guān)于成對的觸點，成對的觸點是對 稱地放置于正交線之側(cè)或?qū)蔷€之側(cè)。在此配置中，單體的各未成對 線是與鄰近的單體的同一線相接觸，且單體的各輸出主線是與其鄰近 的相關(guān)的輸出相接觸，反之亦然。因此，單體可呈任何定向被添加到 材料中，排除知道什么方式向上和圍繞任何單體的需要，對單體1的 此種配置是展示于圖25，其展示呈平面的單體的一面。如前所述，觸 點位于鎖13。在中心線80上是放置動力觸點81和同步觸點82，且在 此等的任何側(cè)是數(shù)據(jù)匯流輸入83和輸出84觸點及路線匯流輸入85和 輸出86觸點。\n如前所述，欲從單體構(gòu)筑構(gòu)造物且欲操作從單體所構(gòu)筑的機械， 它們必須供應控制的訊號。然而原則上應由具有適當?shù)陌l(fā)生器的操作 員能對特定的單體一次發(fā)出一指令以操作它們的鎖并且將一單體沿著 向上或向下移動，此是一種極使人厭煩的進行方式。以適當可編程序 的電腦，理想的情況是操作員僅需要指定一種構(gòu)造物的構(gòu)形或一種機 械的各種不同構(gòu)形，而電腦將從事單體的所必要的全部移動，且將發(fā) 出全部需要的指令到單體以操作其移動馬達和鎖。\n在該等兩者之間更可達成的解決方法是操作員將一種構(gòu)造物的 構(gòu)造分析成為某些尚可的一般操作；然后使用適當程序的電腦以將此 等操作轉(zhuǎn)化成對單體的個別的指令。一般操作的某些實例是討論于下 面。\n在圖3所展示的正常和L-型流線是一般操作的實例，且現(xiàn)在將詳 細討論。圖26a-e展示在L-型流線8的增長的階段。圖26a展示在某 些增長已經(jīng)發(fā)生后的流線。五個單體101、102、103、104和105是配 置成行，且105是流線8的尖端。單體106是在單體104上面。圖26b 展示另一單體107沿著單體101、102、103的上部前進。在達到單體 103時，單體107銜接單體106(參閱圖26c)。然后單體107和106成 對前進直到單體107是在單體105上面，其中位置(參閱圖26d)單體 106投射超過流線8的尖端(單體105)。然后單體106從單體107降低 至位于單體105前面的位置，變成流線8的新尖端(參閱圖26e)?，F(xiàn) 在單體的構(gòu)形是類似于圖26a的構(gòu)形，例外的是現(xiàn)在流線是較長一單 體。為使得流線更進一步增長，重復在圖26a-e所示的操作循環(huán)。編 電腦程序以發(fā)出指令到單體以增長流線是簡單事情。所有的操作員所 需要作的是指定其應該多長。雖然在圖26a-e所示的流線增長的方向 是向右，類似的方法可用于將流線在任何正交方向伸展。\n圖27a-e展示流線8的增長，其系類似于圖26a-e的增長，例外 的是在圖26a-e的各單體是以一種2×2×2單體塊所取代。此等塊是 以與圖26a-e的單一單體相同的方式移動。\n圖28a-d展示流線8的增長，其中某些單元相當于圖26a-e的單 一單體是單體的2×2×2塊且某些是尺寸等于2×2×2塊的大單體。\n此等大單體110并不是簡單地將標準單體按比例增加，但是在其 適合與標準單體相互作用的面的位置具有相同尺寸的鎖。大單體110 是可額外地采用較大的按比例增加的鎖13用于與類似的單體110相互 作用。較大鎖13是用于較大強度且允許較高動力馬達24以較高的速 率移動單體110。\n在上述的流線的實例中的流線狹窄，但其并不總是該情況。單體 的壁和板可利用流線方法利用一種在寬度具許多單體的單元來增長。 另一可行方法是壁和板是可藉由各自獨立地增長許多毗連的平行流線 來增長。\n圖29a-f展示一種將流線轉(zhuǎn)角落的方法。在圖29a中，在單體 111、112、113、114、115的尖端單體115的上部具有單體116。單體 115的左邊的新尖端可藉由將單體117沿著流線左側(cè)前進來提供如圖 29b和c所示。然而，若其想要在流線的右側(cè)具有新尖端但是其不易 將一單體前進至該側(cè)，則可將圖29c的構(gòu)形加以操縱以在右側(cè)提供一 新尖端(參閱圖29a-f)。首先將單體107從單體115向上移動至單體 116。其次，單體116和117成對移動，所以使得單體117移動至在單 體115上面的位置。然后將單體116從單體117向下移動以變成單體 115的右新尖端。然后進一步伸展流線的單體可沿著流線的上部前進， 在單體115暫停以改變方向90°。\n如圖20a-f所示轉(zhuǎn)角的方法是可應用到單體的2×2×2塊。另一 可行方法是如圖30a-i所示的方法。首先將2×2×2塊前進至尖端的 上面的位置。其次將該2×2×2塊橫過一側(cè)移動一單體(其寬度的一 半)(圖30a)，然后投射在流線尖端之側(cè)的四個單體是一起向下移動一 單體(圖30b)。最上部的兩個單體是一起橫過該等四個單體的上部移 動(圖30c)。所獲得的六個單體的壁是向下移動一單體(圖30d)。最上 部的單體現(xiàn)在是一種2×2×2板，其系橫過一單體移動，所以使得該 等單體的兩個投射(圖30e)。然后將投射的兩個單體向下移動一單體 (圖30f)且將2×2板的其他兩個單體在彼此之上橫過一單體移動(圖 30f)。最后該等四個單體(現(xiàn)在是2×2壁)是向下移動一單體(圖 30h)。所獲得的構(gòu)形是對流線的舊尖端的一側(cè)具有單體的2×2×2塊 (圖30I)。\n正常流線的增長先前說明過，且其將清楚地表現(xiàn)為像L-型流線， 方法是可應用到單體塊和不同的單體的混合物。\n流線方法是可逆的，因為將它們的步驟逆轉(zhuǎn)結(jié)果導致流線被撤 退。\n上述的伸展流線的兩方法皆需要在流線的基楚供應單一單體或 其他單元，很清楚的是單元需要從某處供應。免供應單體的匯集 (collection)且是在一地點類集一起將被稱為儲備處(reservoir)。儲 備處方法是從將單體儲備處供應到在其邊界的一特定位置其將稱為其 通路(gateway)。該術(shù)語也可應用到其單體必須被供應以用于流線的增 長的位置。\n通常是一種儲備處的通路將遠離流線的通路。通路可藉由單體的 匯集來連接，其將稱為公路(highway)，因為通常彼等具有狹窄條的單 元的形態(tài)。公路是可容易地藉由利用流線來構(gòu)筑。一旦公路被構(gòu)筑后， 單元可沿著公路從一通路輸送到另一公路。\n一種由可編程物構(gòu)筑一種構(gòu)造物的方法，起始自單元的儲備處如 下：首先公路是從儲備處的通路構(gòu)筑至構(gòu)造物用的提議部位的通路， 然后將單體從儲備處送到部位，其中它們是用于構(gòu)筑構(gòu)造物。所使用 于構(gòu)筑構(gòu)造物的確切的方法將視其形態(tài)而定，但是大部分的構(gòu)造物是 可分析成為板、壁和伸長的構(gòu)件，此等皆可藉由利用流線來形成。當 一種構(gòu)造物的構(gòu)筑循序漸進時，在需要送單體的點是可遠離從通路至 位置。在此等情況下，構(gòu)造物的零件是可指定為用于將單體從部位通 路輸送到需要它們的位置的公路。\n將進一步考慮到的是：在整個構(gòu)造的構(gòu)造物必須維持機械性穩(wěn)定 且在某些期間其可能并不總是能足夠快速地供應單體。對該難題的解 決方法是在構(gòu)造部位內(nèi)部提供儲備處，當需要并不是非常大時，其可 攝取單體。\n另一考慮利用于一種構(gòu)造物的構(gòu)筑的方法是在將其移動至其最 終位置之前，在某處裝配其零件。例如考慮圖31的塔，其系包含藉由 在各角落的支柱122所支撐的兩個艙面(decks)121。艙面4×4正方 形，或十字形(若角落的單體是逢作為支柱的部分)。此構(gòu)造物是可藉 由首先提高四個支柱122，然后在它們之間橋聯(lián)以形成兩個艙121來 構(gòu)筑。因為支柱是許多單體高且并不絕對剛性，在實務應用上除頂部 以外，它們將并不是確切的數(shù)目的單體。其使得不易達到橋聯(lián)，因為 連接到一支柱的單體必須與另一支柱的單體精確地銜接。\n一種較佳的方法是首先在地面裝配呈平面且具二單體高的單體4 ×4塊，以形成兩個堆疊在彼此的上部的艙面和各塔的底部兩個單體， 然后將在塊的角落的四個支柱提高。最后完成塔120其僅需要將十字 形艙面提高至所需要的高度。當艙面被提高時，強制塔為確切地遠離 兩個單體。\n當構(gòu)筑大構(gòu)造物時，其有用的是首先構(gòu)筑較深的構(gòu)造物成分，然 后再添加表面細節(jié)。一旦它們是在位置時僅遺留活性化的變形膚層， 為節(jié)省相當大能源，則較深構(gòu)造物成分是可關(guān)閉。\n某些構(gòu)造物將需要大量數(shù)目的單體。其可預期的是：從頭到尾單 體將會故障。此種單體可被鎖緊在某些不重要點的構(gòu)造物中。然而， 理想的是其應該從構(gòu)造物中被移除且存放在不再會造成進一步難題的 一特殊的儲備處或垃圾堆中。仍然可發(fā)揮功能的單體是可用于移動故 障的單體且將其以從另一儲備處的具功能的單體加以取代，因此完成 自我修補的任務。\n自我修補的方法是可延伸至其中許多單體同時在充分定義的叢 集(cluster)中故障。未受到損害影響但是鄰近損害的叢集的單體是如 同前述地用于移動損害的叢集且將它們以具功能的單體取代。其中損 害的叢集可能不需要加以修補且放棄是更重要的，損害的叢集是藉由 鄰近損害的叢集的具功能的單體藉由從損害的叢集撤回它們的鎖13 而逐出。\n上面所討論的方法分析可編程物成為目標物(例如在它們之間具 有邊界的流線、公路、和儲備處)的數(shù)量，在有限的數(shù)目的通路被破壞 (breached)，結(jié)果本身導致其欲操作材料所需要的許多或所有的控制 訊號是藉由位于某些或全部單體內(nèi)部的電腦所產(chǎn)生。各目標物的電腦 或諸電腦僅需要關(guān)心它們本身與該目標物的功能，同時時常監(jiān)督單體 經(jīng)由通路到和從鄰近的目標物的轉(zhuǎn)移動。例如公路可被指導將所有的 一通路所接受的單體移動到另一通路，其任務本身可在具有或不具進 一步的外部指令下進行。\n將由單體所制成的機械分析成為包含數(shù)單體的零件是如何達成 所欲得的機械的移動的有用的第一步驟。圖2的步行者(walker)6是 一種簡單機械的實例。零件系包含：兩個單體高的體130(寬度為一單 體，長度為許多單體)，和六個腿131(各為三個單體高)。在其有用的 位置，腿是在它們的上部單體連接體的下部的行。步行者6是可藉由 沿著體一次移動一個腿，然后經(jīng)由腿而將體往前滑動。腿是藉由首先 將它們向上提高一單體，然后將其沿著移動，然后再將其向下移動一 單體。\n上面敘述的單體其本身將無法提供每一類型的機械。然而，藉由 提供安裝在單體上的特殊的零件，可大大地強化其效用。關(guān)于此一實 例是：一種車床是可從標準的單體連同一種具有切割工具安裝于其上 的單體和另一具有旋轉(zhuǎn)夾頭安裝于其上的單體所構(gòu)筑。標準單體是用 于提供車床的梁架(frame)和用于將切割工具前進到工作件的機構(gòu)。\n許多特殊的單體可完成非常優(yōu)良的特殊任務。所敘述于下的少數(shù) 是可在一般應用中大大地強化其實務應用性。一種單體是一種可調(diào)整 的腳單元。一種從特殊的單體所伸展的可調(diào)整的尖端桿作用如同腳單 元，其可用于將所建立的構(gòu)造物變成平面。先前敘述的步行機構(gòu)將能 從此種連接到在不平坦的表面的腿131的腳單元獲得利益。\n另一特殊的單體是一種具有可為動力輔助?？神{駛且具有剎車的 機輪的單體。數(shù)種此具機輪的單元可支撐一種機構(gòu)造物，然后其可使 其可在合理的平表面上移動。此種機械將可預期比步行機構(gòu)移動更 快。\n然而另一種特殊的單體的實質(zhì)的氣密式(air?tight)且具有空氣 孔腔(air?cavity)，所以其本身可在液體分質(zhì)中攜帶更多重量。此等 單體的收集物允許一種構(gòu)造物被支撐在一種液體介質(zhì)例如水或油上 面。\n上述三種特殊的單體可實質(zhì)地增加單體的多-地形能力。亦即， 然后單體可通過粗糙表面、平坦表面和水，其系用于一種多-地形車 輛的典型的要求。其中粗糙的地面包括障礙物，可編程物可經(jīng)由利用 流線、公路、儲備處和通路而單純地變形圍繞目標物。具有用于地形 通過的軟體的電腦和用于障礙物偵測的感偵器是使得此等機械變得完 美所需要的。\n另一有用的特殊單體是其允許其面的對面的單體圍繞通過它們 的中心的軸而旋轉(zhuǎn)(自由或具動力)。此允許機械其中的單體構(gòu)筑的零 件相對于彼此地旋轉(zhuǎn)。兩個此等單體可用于支撐長目標物，一單體支 撐各末端，沿著彎屈的公路。\n可編程物的極大數(shù)量的可能用途的更多兩種是藉由實例所提 到。因為其適應性，可編程物適用于環(huán)境災難情勢中。例如，在損害 的核動力站中，可編程物可用于建立強輻射-阻擋壁形成所需要的形 狀和厚度，并不需要人員進入損害的區(qū)域。在此種狀況下，單體將被 停車以消除它們通常在彼此之間具有的間隙。\n再一次，因為其適應性，可編程物也將適用于軍事工程，例如在 暫時的橋的營建。此等橋在被損害之后，可編程序可自我修補。