El término monociclo se utiliza a menudo en robótica y teoría de control para referirse a un carro o automóvil generalizado que se mueve en un mundo bidimensional; a estos también se los suele llamar vehículos "similares a un monociclo" o "tipo monociclo". Este uso es distinto del sentido literal de " bicicleta robótica de una rueda ".
Estos vehículos teóricos se representan típicamente con dos ruedas motrices paralelas, una montada a cada lado de su centro, y (presumiblemente) algún tipo de pivote desplazado para mantener el equilibrio; aunque en general podrían ser cualquier vehículo capaz de realizar rotación y traslación arbitrarias simultáneas. Una realización alternativa utiliza una sola rueda motriz con dirección y un par de ruedas locas para dar equilibrio y permitir que se aplique un par de dirección.
Un monociclo físicamente realizable, en este sentido, es un sistema no holonómico . Se trata de un sistema en el que el retorno a la configuración interna original (rueda) no garantiza el retorno a la posición original del sistema (monociclo). En otras palabras, el resultado del sistema depende de la trayectoria .