机器人体系结构（robot architecture），工学-控制科学与工程-运动控制-机器人运动控制，研究如何将机器人系统划分为若干子系统以及各子系统之间是如何相互作用的科学。机器人体系结构需解决两方面问题，一个是功能逻辑问题，另一个是体系结构的实现模型问题。早在20世纪60年代末，美国斯坦福大学的沙基（机器人（Shakey Robot），其控制系统被划分为3个子系统：感知、规划和执行（sense-plan-act; SPA）。该结构以符号表达和逻辑推理为基础，虽然实现了移动机器人从传感、建模、规划、执行到电机伺服控制的串行控制，但仍存在环境建模困难、规划耗时、无法适应环境不确定性等不足。为此，20世纪80年代，美国学者R.布鲁克斯（Rodney Brooks）提出了基于行为分解的包容式结构（subsumption architecture），采用了自下而上的层次构建方法，每层由直接与传感器和执行器相连的、被称为行为的有限状态机构成，并通过上层行为抑制下层行为输出的机制来处理决策复杂性和实时性之间的矛盾。但由于模块化设计不足，该结构设计随层数增加而复杂化。