امروزه حوزه مربوط به کاوش گرهای فضایی به دلیل نیاز به بررسی سطح سیارات و اقمار، رو به گسترش است و در این میان ربات ها توانسته اند نقش مهمی ایفا نمایند. ربات های کاوشگر تنها در کاربردهای فضایی استفاده نمی شوند بلکه برای جستجو در نقاطی که برای انسان پر خطر است؛ نیز به کار گرفته می شوند نظیر ربات های کف نورد نظامی، ربات های کاوشگر در معادن زیرزمینی. در این میان، ربات های چرخ دار از اهمیت بیشتری برخوردارند که در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرند.
حرکت روی سطوح ناهموار چالش پیش روی ربات های سیار است. ربات های کاوشگر به دلیل تأمین پایداری بیشتر، از تعداد چرخهای بیشتری بهره می گیرند. در این میان ربات های چهار چرخ با محرک دیفرانسیلی مورد توجه بوده اند. از طرفی، ربات های دو چرخ قابلیت پیمایش سریع و دور زدن در جا را دارند و ربات های تک چرخ ساختاری ناپایدار دارند. برای فهم حرکت روبات باید از محدودیت هایی که چرخها بر سر راه حرکت ایجاد می کنند شروع نمود. به همین دلیل در کاوش ها، بیشتر از ربات هایی با چهار چرخ و یا بیشتر استفاده می شود. سوال اصلی اینجا است که آیا راهی وجود دارد که در هر یک از شرایط کاری و محیطی متفاوت از مزایای یک ساختار خاص رباتیکی بهره برد؟ پژوهشگران ساختارهای رباتیکی چند حالته را پیشنهاد داده اند. در یک نمونه ساده، ربات های کوچک مدولار در قالب یک واحد هوشمند، توان اتصال به دیگر واحدها را دارند و می توانند ساختارهای کلی متفاوت با کارکرد متنوع را ایجاد کنند. برای مثال اجزای ربات با قابلیت شکل گیری مجدد می توانند به یک چرخ تبدیل شوند؛ و یا در نمونه ای دیگر، می توان به ربات هایی با قابلیت گام زنی و پیمایش چرخدار اشاره داشت. Rhex رباتی است که گام های آن همزمان قابلیت پیمایش بر روی پا و نیم چرخ را دارا است. ربات های چند حالته می توانند برای کاربردهای خاص نظیر پیمایش سطوح پله ای طراحی گردند. این طراحی می تواند روی ساختار ترکیبی چرخها باشد. عملکرد درخشان ربات های شنی چند کارکرد در کاوش، ثابت کرده است که آنها می توانند موانع را به خوبی پشت سر گذارند. عموما به منظور افزایش قابلیت های حرکتی ربات های سیار از ترکیبی از بازوان رباتیکی موازی و سری متصل به بدنه بهره برده می شود. بر خلاف این طرح ها که بازوی مدولار جداگانه دارند، حرکت هم زمان بدنه ربات و جابه جایی بازوان در قالب یک ساختار یکپارچه، شدنی است. این ایده با طراحی مکانیکی خلاقانه در راستای افزایش توانایی ربات میسر می شود. الگوبرداری از طبیعت در خلق طراحی های جدید انکار نشدنی است. چرخش بدن حلقه شده یک جانور خزنده، در مواردی می تواند ساختار چند کار کردی بدهد. با همین رویکرد، اخیر ساختارهایی با قابلیت حلقه شدن در رباتیک نیز مورد توجه قرار گرفته اند. حتی در مواردی ربات هایی با ساختار گسسته عملکردهای متنوعی را فراهم می کنند. چندین ربات سیار خودمختار کوچک در قالب یک همکاری رباتیکی، ساختارهای ترکیبی متفاوت با کارکرد متنوع ایجاد می کنند.