Also Fasse ich mal zusammen:
Arbeitsraum - 2m*2m*2m
Objekte - 0,2m*0,2m*0,2m (Würfel)

Roboter - Roboterarm (Industrieroboter, Kinematik offen)

Objekte können hintereinander (übereinander?) stehen.
Objektgewicht unbekannt. (Greifkraft)
Objektfestigkeit unbekannt.(Greifkraft oder formschlüssiger Griff)

Ein Sensor könnte auch am Roboterarm befestigt werden, durch die Meßsysteme des Roboters, ist dessen jeweilige Position und Ausrichtung bekannt.
Damit lassen sich aus verschiedenen Perspektiven scans durchführen und dann überlagern (um Boden Wände und Decke erfassen zu können).
Dadurch kann in einigen Fällen zusätzliche Informationen gewonnen werden.
Ohne Räöntgensystem, wird es aber unmöglich sein in allen möglichen Szenarien zu detektieren wo alle Objekte sind und wie viele es sind.
Bsp. der 2*2*2m Raum ist an 5 Seiten geschlossen (Boden, Wände, Decke) bündig zur sechsten Seite steht eine Wand aus 10*10 Würfeln die die Fläche komplett ausfüllt.
Es ist nicht möglich zu erkennen ob hier "nur" 100 Würfel vorhanden sind oder ob der Raum im gesammten Volumen gefüllt ist, also 1000 Würfel in dem Raum sind.
In diesem Szenario wäre ein Röntgenscanner und ein entsprechend geschulter Auswerter notwendig um dies zu erkennen.

Ich denke jetzt bist Du an dem Punkt wo Du Dir ein detailiertes Lastenheft erarbeiten mußt um nicht in die falsche Richtung loszulegen.
Grade wenn später eine Erweiterung auf mehrere "Räume" mit einer Zusatzachse erfolgen soll.

Auch ist in dem oben genannten Szenario ein formschlüssiger Griff oder überhaupt nur ein Zugreifen für einen Roboter sehr schwer, da alle Würfel ja nur von einer Seite erreichbar sind und es auch noch passieren kann, das beim "Herrausziehen" eines Würfels aller anderen umfallen wenn man nicht dagegen hält.

Also muß man sich auch Gedanken machen welche Szenarien mit einem solchen System beherschbar sind und welche nicht.