近年来，对无人驾驶车辆等自主实体的研究开始给军事和民用设备带来革命性的变化。自主实体的一个重要研究重点是自主机器人群的协调问题。传统上，机器人模型被用于考虑操作机器人群所需最低规格的算法。然而，这些理论模型也忽略了重要的实际细节。其中一些细节，如时间，以前也曾被考虑过（如执行的历时）。在本论文中，将结合几个问题来研究这些细节，并引入新的性能指标来捕捉实际细节。具体来说，我们引入了三个新指标：(1) 距离复杂度（反映机器人的耗电量和损耗），(2) 空间复杂度（反映算法运行所需的空间），(3) 局部计算复杂度（反映蜂群中每个机器人的计算要求）。

将这些指标应用于研究一些著名的重要问题，如完全可见性和任意模式形成。还引入并研究了一个新问题--"门道出口"，它抓住了机器人群在受限空间中导航的本质。首先，研究了一类完全可见性算法所使用的距离和空间复杂性。其次，提供了整数平面上的完全可见性算法，包括一些在时间、距离复杂度和空间复杂度方面渐近最优的算法。第三，介绍了门道出口问题，并为各种机器人群模型提供了不同最优性的算法。最后，还提供了网格上任意图案形成的最优算法。