Modularitatea în proiectarea inginerească se referă la o compartimentare a elementelor funcționale. Într-un sistem complex, modularitatea ajută la reducerea complexității prin împărțirea sistemului în bucăți de funcții specifice pentru a înțelege relațiile și pentru a facilita interacțiunea dintre elementele de bază. Modularitatea permite, de asemenea, înlocuirea elementelor fie pentru reparații, fie pentru modernizarea de noi funcționalități. Alternativa la o abordare modulară este o abordare integrată în care sistemele sunt proiectate ca un întreg. În timp ce abordările integrate tind să nu fie la fel de ușor de reparat, actualizat sau reconfigurat, ele au mai puține constrângeri în ceea ce privește proiectarea elementelor și, prin urmare, pot fi optimizate, de exemplu, costuri scăzute și performanțe ridicate etc.
Modularity in engineering design refers to a compartmentalization of functional elements. In a complex system, modularity helps reducing the complexity by dividing the system into pieces of specific functions in order to understand the relationships and to facilitate interaction among the basic elements. Modularity also allows the replacing of elements either for repair or upgrading new functionality. The alternative to a modular approach is an integrated approach where systems are designed as whole. While integrated approaches tend not to be as easy to repair, upgrade, or reconfigure, they have fewer constraints on element design and, therefore, can be made optimal, for example, low cost and high performance, etc.

Un robot modular se referă la un sistem robotic echipat cu elemente și module care posedă funcțiile de bază necesare ale roboților, care pot fi asamblate și reconfigurate ca un sistem integrat pentru a îndeplini sarcini robotice. Motivul urmăririi modularității în proiectarea roboților este de a conține complexitatea proiectării unui robot pentru sarcini cu sofisticare și varietate ridicate, oferind recombinare și reorganizare a modulelor robotice standardizate, păstrând în același timp întreținerea sistemului robotic simplă și ușoară. Deoarece modulele robotice posedă din ce în ce mai multe elemente electronice și computaționale cu un ciclu de viață foarte scurt, actualizarea unităților funcționale de robot devine, de asemenea, o problemă critică care trebuie abordată în proiectarea roboților moderni.
A modular robot refers to a robotic system equipped with elements and modules that possess the necessary basic functions of robots that can be put together and reconfigured as an integrated system to carry out robotic tasks. The rationale for pursuing modularity in robot design is to contain the complexity of designing a robot for tasks with high sophistication and variety by offering recombination and reorganization of standardized robotic modules while keeping the maintenance of the robotic system simple and easy. As robotic modules possess more and more electronic and computational elements with very short life cycle, upgradability of the functional robot units also becomes a critical issue to be addressed in modern robot designs.

Există două școli de gândire cu privire la modularitatea unui sistem robot: una este reconfigurarea manipulatoarelor modulare cu un set finit de module cu diferite funcții și cealaltă este roboți modulari auto-reconfigurabili cu tip uniform de module. Un manipulator modular reconfigurabil este un sistem robotic proiectat modular, care adoptă o abordare comună de proiectare a modularității sloturilor și magistralei (Ulrich 1995) pentru structura și arhitectura sa internă, nu pentru configurația externă. Un astfel de robot poate avea o configurație unificată și integrată care nu poate fi schimbată din exterior. Un robot modular auto-reconfigurabil este un sistem care adoptă o abordare de proiectare cu modularitate de magistrală și secțională (Ulrich 1995) atât pentru structura internă, cât și pentru configurațiile externe. Utilizatorii pot reconfigura modulele funcționale de compartimentare și interschimb, cum ar fi blocurile de construcție jucărie.
There are two schools of thought on the modularity of a robot system: one is reconfigurable modular manipulators with a finite set of modules of different functions and the other is self-reconfigurable modular robots with uniform type of modules. A reconfigurable modular manipulator is a modularly designed robotic system, which adopts a common slot- and bus-modularity design approach (Ulrich 1995) for its internal structure and architecture, not the external configuration. Such a robot may have a unified and integrated configuration that cannot be changed from the outside. A self-reconfigurable modular robot is a system that adopts a bus- and sectional-modularity design approach (Ulrich 1995) for both internal structure and external configurations. The users can reconfigure the compartmentalization and interchange functional modules like toy building blocks.

Tipul de manipulator modular reconfigurabil al sistemelor robotice a fost o evoluție naturală a manipulatoarelor roboți industriali care constau dintr-un număr de module funcționale specifice, cum ar fi modulele de acționare, modulele de legătură, modulele cu efector-final. Ulterior, roboții cu topologie serială și ramificată, cum ar fi roboții umanoizi, roboții cu picioare și manipulatoarele mobile, adoptă o abordare similară pentru modularitate, deoarece aceste module funcționale formează într-adevăr baza unui sistem robotic. Roboții modulari auto-reconfigurabili au apărut din conceptul de auto-evoluție și auto-configurare a celulelor biologice cu unități identice. Un astfel de robot constă în mod normal dintr-un număr mare de unități mecatronice identice care posedă capacitatea de acționare, conexiune, comunicare și calcul care pot fi asamblate împreună în orice formă și configurație arbitrară de la sine. Deși cele două tipuri de roboți modulari provin din gânduri fundamentale diferite, obiectivele de a oferi un număr mare de configurații posibile de roboți pentru sarcini diferite cu același set de module de bază ale robotului sunt aceleași.
The reconfigurable modular manipulator type of robotic systems were natural evolution of industrial robot manipulators that consist of a number of specific functional modules, such as actuator modules, link modules, end-effector modules. Subsequently, robots with the serial and branching topology, such as humanoid robots, legged robots, and mobile manipulators, adopt similar approach for modularity, as these functional modules indeed form the basis of a robotic system. The self-reconfigurable modular robots grew out of the concept of self-evolution and self-configuration of biological cells with identical units. Such a robot normally consists of a large number of identical mechatronic units that possess actuation, connection, communication, and computing capability that can be assembled together in any arbitrary form and configuration by itself. Although the two types of modular robots are originated from different fundamental thoughts, the goals to provide a large number of possible robot configurations for different tasks with the same set of basic robot modules are the same.

În acest capitol, accentul se pune pe proiectarea, modelarea și implementarea manipulatoarelor modulare reconfigurabile, deoarece conceptul unor astfel de sisteme de robot modulare a fost acceptat de industrie în crearea unor sisteme de producție inteligente și adaptive pentru medii de afaceri și producție fluide și în schimbare rapidă.
In this chapter, the focus is on the design, modeling, and implementation of reconfigurable modular manipulators as the concept of such modular robot systems has been accepted by the industry in creating intelligent and adaptive manufacturing systems for the fluidic and fast-changing business and manufacturing environments.