Οι βαθμοί ελευθερίας είναι ο αριθμός των ανεξάρτητων κινήσεων που μπορεί να κάνει ένα ρομπότ. Ένας βραχίονας ρομπότ που ολισθαίνει πάνω και κάτω έχει έναν βαθμό ελευθερίας. Προσθέστε μια περιστρεφόμενη βάση και θα έχει δύο. Προσθέστε έναν καρπό που γέρνει και περιστρέφεται και ο αριθμός αυξάνεται. Κάθε βαθμός ελευθερίας αντιστοιχεί σε μια άρθρωση ή έναν κινητό άξονα.

Στο διάστημα, ένα άκαμπτο σώμα έχει έξι βαθμούς ελευθερίας: τρεις μετατοπίσεις και τρεις περιστροφές. Ένα ρομπότ που μπορεί να ελέγξει και τους έξι βαθμούς ελευθερίας μπορεί να τοποθετήσει και να προσανατολίσει ένα αντικείμενο οπουδήποτε εντός της εμβέλειάς του. Λιγότεροι από έξι και ορισμένες θέσεις ή προσανατολισμοί είναι αδύνατοι. Πάνω από έξι και το ρομπότ είναι περιττό, κάτι που μπορεί να είναι χρήσιμο για την προσέγγιση εμποδίων.

Βαθμοί ελευθερίας σε κοινά ρομπότ

• Ρομπότ SCARA: τέσσερις βαθμοί ελευθερίας, γρήγορη συναρμολόγηση.
• Βιομηχανικός βραχίονας έξι αξόνων: έξι μοίρες, πλήρης έλεγχος στάσης.
• Ανθρωποειδές χέρι: επτά μοίρες, περιττό σαν ανθρώπου.
• Ρομπότ Δέλτα: τρεις μοίρες, γρήγορη επιλογή και τοποθέτηση.
• Κινητό ρομπότ: τρεις μοίρες στο πάτωμα, περισσότερες με χειριστήριο.

Περισσότεροι βαθμοί ελευθερίας σημαίνουν μεγαλύτερη ευελιξία αλλά και μεγαλύτερη πολυπλοκότητα. Κάθε άρθρωση προσθέτει προκλήσεις βάρους, κόστους και ελέγχου. Η αντίστροφη κινηματική, δηλαδή ο προσδιορισμός των γωνιών των αρθρώσεων που παράγουν μια επιθυμητή θέση, γίνεται πιο δύσκολη καθώς αυξάνεται η μέτρηση. Τα πλεονάζοντα ρομπότ μπορούν να επιλέξουν ανάμεσα σε πολλές λύσεις. Αυτή η ευελιξία τους επιτρέπει να αποφεύγουν τις ιδιομορφίες, διαμορφώσεις όπου τα μαθηματικά καταρρέουν και το ρομπότ χάνει τον έλεγχο. Οι βαθμοί ελευθερίας είναι μια απλή μέτρηση με βαθιές συνέπειες για το τι μπορεί και τι δεν μπορεί να κάνει ένα ρομπότ.