در این پایان نامه، مساله ی جابه جایی و تعقیب مسیر مرجع توسط توده ی رباتیکی، و تشکیل شکل و حفظ ‏هماهنگی توسط آن ها در فضاهای دو-بعدی و سه-بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، از ‏توابع هدف استفاده شده و معادله دینامیکی یکسانی برای همه ی ربات ها در نظر گرفته شده است. در فضای ‏دو-بعدی، با افزودن دو پارامتر دوران و مقیاس بندی، به توده توانایی دوران پیدا کردن و یا تغییر اندازه دادن ‏داده شده، تا نیازی به تعریف الگوریتم جداگانه برای دوری از موانع نباشد. سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک ‏نامغلوب نخبه‎گرا(‏nsga-ii‏) زمان تشکیل شکل و میزان جابه جایی کل بهینه شده است. همچنین برای ‏تغییر شکل دادن توده، استفاده از الگوریتم ربات های چند-گروهی پیشنهاد شده و توده به چندین زیر-توده ‏تقسیم شده است. در فضای سه-بعدی نیز، با استفاده از الگوریتم کنترلی چند-گروهی، توده به چندین زیر-‏توده که هر یک از آن‎ها در یک فضای دو-بعدی قرار دارند، تقسیم بندی شده است. این رویکرد باعث شده تا ‏اشکال سه-بعدی توسط توده‎ی رباتیکی که محدودیتی از نظر تعداد اعضا ندارد، ایجاد شوند؛ در حالیکه در ‏پژوهش‎های قبلی این کار برای توده‎هایی با تعداد اعضای بسیار کم و تنها برای ایجاد شکل هرم انجام شده ‏بود. در استفاده از الگوریتم ربات های چند-گروهی در فضاهای دو-بعدی و سه-بعدی، برای برقراری هماهنگی ‏در میان زیر-توده ها از سلسله مراتب خطی استفاده شده است و برای برقراری هماهنگی درون هر زیر-توده از ‏ساختار پیشرو-پیرو.‏