Da du schon selbst die Trennung in ein "Roboterbewusstsein" auf dem Cluster und ein "Verhaltensreflexsystem" auf dem AVR angesprochen hast, könntest du mal bei der Steuerung von Industrierobotern auf Ideensuche gehen. Meines Wissens nach werden dort die komplexen Bahnberechnungen im Vorhinein erledigt, dann die Bahndaten an die Steuerung übertragen, die dann "nur noch" in Echtzeit die Regelung übernehmen muss und halt versucht den Roboter entlang der optimalen Bahn zu steuern. Da geht dann jede Menge mathematische Theorie zu ein (Konvergenzverhalten der Regelungsalgorithmen, rough-path Optimierungen etc.pp.).
So wäre in deinem Fall der Cluster für die Generierung der Bahndaten zuständig und der AVR würde die Umsetzung zur Servoansteurung übernehmen und in gewissen Grenzen Reflexe wie Motorstop bei Kolliosion oder was weis ich.

cydodon