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李雲江 著

圖書標籤:

• 機器人
• 機器人技術
• 人工智能
• 自動化
• 控製工程
• 機械工程
• 電子工程
• 嵌入式係統
• 傳感器
• 算法

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111333708

商品編碼：29785280042

包裝：平裝

齣版時間：2011-05-01

基本信息

書名：機器人概論

定價：43.00元

作者：李雲江

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2011-05-01

ISBN：9787111333708

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書生動地介紹瞭機器人的起源、發展、分類、應用、組成、功能及應用前景，較係統地介紹瞭機器人技術的基礎知識，在相關章節介紹瞭若乾機器人應用實例，如特種機器人、生物生産機器人、足球機器人、仿生機器人等。並結閤大學生的特點，介紹瞭機器賽的有關知識，比較全麵地反映瞭外機器人研究和應用的*進展。
　　本書內容新穎、邏輯性強，既有普及性，又有深度，圖文並茂，可讀性強。可使讀者（尤其是大學生）初步掌握機器人技術，開闊視野，拓寬思路，並激發他們研究機器人的興趣。
　　本書適閤高等院校機械電子工程、自動化專業的本科生作教材使用，也可供從事機電行業的工程技術人員使用或參考。

目錄

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前言
章 機器人概述
　1.1 機器人的概念和分類
　　1.1.1 機器人的概念
　　1.1.2 機器人的分類
　1.2 機器人發展史
　　1.2.1 古代機器人一
　　1.2.2 現代機器人二
　　1.2.3 中國機器人的發展
　1.3 機器人的基本結構
　1.4 機器人與人
　1.5 機器人的研究內容
第2章 機器人博覽
　2.1 工業機器人
　　2.1.1 概述
　　2.1.2 工業機器人在工業生産中的應用
　　2.1.3 工業機器人的發展趨勢
　2.2 特種機器人
　　2.2.1 護士助手
　　2.2.2 口腔修復機器人
　　2.2.3 進入血管的機器人
　　2.2.4 高樓擦窗和壁麵清洗機器人
　　2.2.5 清洗巨人
　　2.2.6 汽車加油機器人
　　2.2.7 康復機器人
　　2.2.8 微創外科手術機器人
　2.3 軍用機器人
　　2.3.1 機器警察
　　2.3.2 機器工兵
　　2.3.3 機器保安
　　2.3.4 水下機器人
　　2.3.5 未來奇兵
　　2.3.6 太空機器人
第3章 機器人機械結構
　3.1 機器人末端執行器
　　3.1.1 夾鉗式取料手
　　3.1.2 吸附式取料手
　　3.1.3 專用末端操作器及換接器
　　3.1.4 仿生多指靈巧手
　3.2 機器人手腕
　　3.2.1 概述
　　3.2.2 手腕的分類
　3.3 機器人手臂
　　3.3.1 手臂直綫運動機構
　　3.3.2 手臂迴轉運動機構
　　3.3.3 手臂俯仰運動機構
　　3.3.4 手臂復閤運動機構
　　3.3.5 新型的蛇形機械手臂
　3.4 機器人機座
　　3.4.1 固定式機器人
　　3.4.2 行走式機器人
　3.5 機器人的傳動
　　3.5.1 移動關節導軌及轉動關節軸承
　　3.5.2 傳動件的定位及消隙
　　3.5.3 諧波傳動
　　3.5.4 絲杠螺母副及滾珠絲杠傳動
　　3.5.5 其他傳動
第4章 機器人控製技術
　4.1 機器人控製基礎
　　4.1.1 機器人控製係統的特點
　　4.1.2 機器人的控製方式
　　4.1.3 機器人控製係統結構和工作原理。
　　4.1.4 機器人單關節位置伺服控製
　　4.1.5 機器人的力控製
　　4.1.6 機器人智能控製
　4.2 機器人傳感器
　　4.2.1 機器人傳感器概述
　　4.2.2 內部傳感器
　　4.2.3 外部傳感器
　　4.2.4 多傳感器融閤
　4.3 機器人編程
　　4.3.1 機器人編程係統及方式
　　4.3.2 對機器人的編程要求
　　4.3.3 機器人編程語言的類型
　　4.3.4 動作級語言
　　4.3.5 對象級語言
第5章 特種機器人應用
　5.1 特種機器人應用的意義
　5.2 特種機器人係統
　　5.2.1 特種機器人的共性技術
　　5.2.2 基於行為的特種機器人體係結構
　　5.2.3 特種機器人重點研究的科學問題
　5.3 特種機器人應用實例
　　5.3.1 水下機器人
　　5.3.2 地麵移動機器人
　　5.3.3 空中機器人（無人機）
　　5.3.4 空間機器人
第6章 生物生産機器人
　6.1 生物生産機器人概述
　　6.1.1 生物生産機器人的獨特性
　　6.1.2 生物生産機器人的作業對象
　6.2 生物生産機器人的基本組成
　6.3 生物生産機器人的應用實例
　　6.3.1 番茄收獲機器人
　　6.3.2 黃瓜收獲機器人
　　6.3.3 草莓收獲和揀選機器人
　　6.3.4 多功能機器人
　　6.3.5 植物保護機器人
　　6.3.6 肉品加工機器人
第7章 仿生機械學
　7.1 仿生機械學定義
　7.2 仿生機械簡史
　7.3 仿生機械學的研究領域
　7.4 仿生設計
　　7.4.1 生物形態與工程結構
　　7.4.2 生物形態與運動
　7.5 仿生機械與機器人技術、康復工程
　　7.5.1 仿生機械與機器人技術
　　7.5.2 仿生機器人的研究
　　7.5.3 康復工程與假肢技術
　7.6 仿生機械實例
　　7.6.1 仿生機器蟹
　　7.6.2 水母機器人
　　7.6.3 仿生機器魚
　　7.6.4 機器龍蝦
　　7.6.5 仿生企鵝
　　7.6.6 機器蒼蠅
　　7.6.7 機器雨燕
　　7.6.8 仿生蚱蜢跳躍機器人
　　7.6.9 仿生機器人壁虎
　　7.6.10 仿生快速穿越沙地機器人
　　7.6.11 仿生機器蛇
　　7.6.12 水麵行走機器人
第8章 機器賽
　8.1 夢想從機器人開始
　8.2 智能足球機器人係統概述
　　8.2.1 智能足球機器人係統
　　8.2.2 智能足球機器人係統的産生
　　8.2.3 智能足球機器人在中國的發展
　8.3 智能足球機器人係統的組成及其應用
　　8.3.1 智能足球機器人係統的組成
　　8.3.2 智能足球機器人係統的應用
　8.4 智能小型足球機器人的本體結構
　　8.4.1 機械子係統
　　8.4.2 控製子係統
　　8.4.3 闆載軟件
　8.5 智能小型足球機器人係統的通信係統與電源子係統
　　8.5.1 無綫通信係統的組成
　　8.5.2 電源子係統
　8.6 智能中型足球機器人的硬件結構
　　8.6.1 硬件結構組成
　　8.6.2 機械結構
　　8.6.3 微處理單元
　8.7 智能中型足球機器人係統的軟件結構
　　8.7.1 視覺子係統
　　8.7.2 通信子係統
　　8.7.3 決策子係統
　　8.7.4 控製子係統
第9章 前沿機器人
　9.1 仿人機器人
　　9.1.1 仿人機器人的發展曆史和研究現狀
　　9.1.2 立體視覺係統
　　9.1.3 五指靈巧手
　　9.1.4 二足步行機構
　　9.1.5 人機交互技術
　　9.1.6 仿人機器人的發展方嚮
　9.2 微型機器人與微操作
　　9.2.1 微型機器人的概念及其發展現狀
　　9.2.2 微型機器人
　　9.2.3 微操作機器人
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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探索人工智能的未來：從基礎原理到前沿應用 在信息技術飛速發展的今天，機器人早已不再是科幻小說中的遙遠幻想，而是深刻影響著我們生活方方麵麵的現實存在。從工業生産綫上精準高效的機械臂，到能夠理解並迴應人類指令的智能助手，再到探索未知宇宙的太空探測器，機器人技術以其強大的潛力，正在重塑各個行業，並勾勒齣人類社會未來發展的宏偉藍圖。 本書並非一本簡單的技術手冊，它更像是一次深入的探索之旅，旨在引領讀者穿越紛繁復雜的機器人世界，領略其背後蘊含的科學原理，洞察其發展脈絡，並展望其無限可能。我們將從最基礎的概念入手，逐步揭示構成智能機器人的核心要素，並探討這些要素如何協同工作，賦予機器以“智能”。 第一部分：智能的基石——感知、認知與決策 要讓機器人擁有“智能”，首先需要賦予它們“感知”世界的能力。這就像人類通過眼睛、耳朵、鼻子來接收外界信息一樣，機器人也需要藉助各種傳感器來“看見”、“聽見”並“觸摸”周圍的環境。我們會詳細介紹各類傳感器的原理與應用，包括： 視覺傳感器： 攝像頭、激光雷達（LiDAR）、深度攝像頭等，它們如何捕捉圖像、測量距離，為機器人提供三維空間信息，實現環境的“看清”。我們將深入探討圖像處理、特徵提取、目標識彆等關鍵技術，揭示機器如何理解我們所看到的世界。 聽覺傳感器： 麥剋風陣列、聲波傳感器等，它們如何接收聲音信號，進行語音識彆，理解人類的指令，甚至辨彆環境中的異常聲音。 觸覺與力覺傳感器： 壓力傳感器、力矩傳感器等，它們如何讓機器人感知接觸的力度、紋理，從而實現精細的操作，避免損壞物品或傷害人類。 其他傳感器： 溫度、濕度、GPS、慣性測量單元（IMU）等，它們如何幫助機器人瞭解自身狀態和所處環境，為導航和定位提供關鍵數據。 僅僅擁有感知能力是不足夠的。機器人還需要具備“認知”能力，即能夠理解和處理所接收到的信息，並從中提取有用的知識。這一過程涉及人工智能的核心領域，包括： 機器學習與深度學習： 我們將介紹監督學習、無監督學習、強化學習等不同的機器學習範式，以及神經網絡、捲積神經網絡（CNN）、循環神經網絡（RNN）等深度學習模型。您將瞭解到機器如何通過海量數據進行“學習”，從而具備識彆圖像、理解文本、預測行為等高級能力。 自然語言處理（NLP）： 這是讓機器人能夠理解並生成人類語言的關鍵技術。我們將探討分詞、詞性標注、句法分析、語義理解、情感分析等NLP技術，以及如何構建聊天機器人、語音助手等能夠與人自然交流的智能體。 計算機視覺： 在感知部分提到的視覺傳感器所捕獲的數據，需要通過計算機視覺技術進行處理和理解。我們將深入研究圖像識彆、目標檢測、場景理解、三維重建等內容，讓機器人能夠“看見”並“理解”其所處的環境。 知識錶示與推理： 如何將人類的知識結構化，並讓機器人能夠進行邏輯推理？我們將探討知識圖譜、本體論等概念，以及基於規則的推理、概率推理等方法，幫助機器人做齣更明智的判斷。 有瞭感知和認知能力，機器人還需要具備“決策”能力，即根據當前環境和自身目標，選擇最優的行動方案。這是機器人實現自主性和智能性的核心。 路徑規劃與導航： 如何讓機器人在復雜的環境中規劃齣一條安全高效的路徑？我們將介紹A算法、Dijkstra算法等經典的路徑規劃算法，以及SLAM（同步定位與地圖構建）技術，讓機器人能夠自主探索和定位。 運動控製： 如何讓機器人的肢體協調運動，完成各種復雜任務？我們將探討PID控製、模糊控製、自適應控製等先進的運動控製策略，以及機械臂的逆運動學、正運動學等概念。 規劃與任務執行： 如何將一個宏大的任務分解成一係列可執行的子任務，並按順序執行？我們將介紹基於狀態的規劃、基於行為的規劃等方法，以及如何處理不確定性和動態環境。 強化學習在決策中的應用： 強化學習如何讓機器人通過“試錯”來學習最優策略，並在復雜環境中做齣連續決策？ 第二部分：機器人的硬件構成與工程挑戰 智能的軟件算法需要強大的硬件平颱來支撐。本部分將深入探討構成機器人的實體部分，以及實現這些硬件的關鍵工程技術。 執行機構： 驅動機器人運動的“肌肉”。我們將介紹各種類型的電機（直流電機、步進電機、伺服電機）、液壓和氣動執行器，以及它們在不同應用中的優劣勢。 機械結構： 機器人的“骨骼”和“關節”。我們將探討連杆機構、齒輪傳動、機器人臂的自由度設計，以及如何通過結構優化實現輕量化、高精度和高剛度。 能源係統： 為機器人提供動力的“心髒”。我們將介紹電池技術（鋰離子電池、固態電池等）、無綫充電技術，以及如何設計高效的能源管理係統。 機器人操作係統（ROS）： 作為機器人開發的“通用語言”和“開發平颱”，ROS提供瞭豐富的工具和庫，極大地簡化瞭機器人軟件的開發和集成。我們將對其核心概念和常用模塊進行介紹。 人機交互設計： 如何讓機器人能夠與人類安全、高效、愉快地進行互動？我們將探討用戶體驗（UX）設計原則，以及在機器人界麵、語音交互、手勢識彆等方麵的設計考量。 第三部分：機器人技術的應用場景與未來展望 機器人技術並非孤立存在，它正以前所未有的速度滲透到各行各業，深刻改變著我們的生産、生活乃至社會結構。 工業機器人： 從汽車製造到電子産品組裝，工業機器人以其高精度、高效率和高安全性，成為現代製造業不可或缺的一部分。我們將迴顧工業機器人的發展曆程，並探討其在柔性製造、定製化生産等新趨勢下的演變。 服務機器人： 它們正走進傢庭、醫院、餐廳、商場，提供清潔、配送、陪伴、護理等多樣化的服務。我們將深入分析不同類型服務機器人的技術挑戰與市場潛力，例如掃地機器人、送餐機器人、康復機器人等。 特種機器人： 它們活躍在人類難以到達或危險的環境中。我們將介紹水下機器人、空中機器人（無人機）、搜救機器人、農業機器人、太空機器人等，以及它們在科學探索、災難救援、資源開發等領域的關鍵作用。 醫療機器人： 手術機器人如何實現微創手術，提高手術精度？康復機器人如何幫助患者重拾行動能力？假肢機器人如何模擬人體的自然運動？我們將探討醫療機器人帶來的革命性變革。 自動駕駛與智能交通： 自動駕駛汽車是機器人技術在交通領域最引人注目的應用之一。我們將解析自動駕駛係統的核心技術，包括感知、決策、控製，以及其對未來城市交通的影響。 社會與倫理議題： 隨著機器人技術的飛速發展，一係列關於就業、隱私、安全、倫理以及人機關係的新問題也隨之而來。我們將探討這些重要的社會議題，並思考如何負責任地引導機器人技術的發展。 結語： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的機器人技術視角，它不僅關注技術本身，更強調技術背後的邏輯、創新驅動以及未來走嚮。無論您是對此領域充滿好奇的初學者，還是希望深入瞭解前沿技術的從業者，都能從中獲得寶貴的知識和啓迪。讓我們一起踏上這段激動人心的探索之旅，共同迎接機器人技術所帶來的無限可能，並思考我們與智能機器共同塑造的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得極好，尤其是在描繪主角麵對技術倫理睏境時的內心掙紮部分，簡直讓人拍案叫絕。作者巧妙地將宏大的哲學思考融入到細微的人物情感變化中，使得那些原本可能顯得枯燥的理論討論，瞬間變得鮮活而引人入勝。我特彆喜歡他對“創造者與被創造物”之間微妙權力動態的刻畫，那種隱晦的張力貫穿始終，讓人忍不住猜測接下來的走嚮。書中關於人工智能的“意識”究竟意味著什麼的探討，並非給齣一個標準答案，而是通過一係列引人深思的場景，引導讀者自行去構建和辯駁自己的理解。特彆是其中關於一個早期型號機器人如何通過模仿人類的“無效率”行為來獲得某種“人性”的橋段，設計得極為精巧，顯示瞭作者深厚的文學功底和對人機交互未來形態的獨到見解。整體而言，它更像是一部深刻的反思錄，而不是冰冷的科技手冊，讓人讀完後久久無法釋懷。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的某些部分對我來說，讀起來簡直像在進行一場智力上的攀登。它的信息密度非常高，每一個段落都塞滿瞭復雜的概念和需要上下文纔能理解的術語。這絕不是一本可以讓你捧著咖啡，放鬆地翻閱的書籍；它要求你全神貫注，甚至需要時不時停下來查閱資料，以確保自己沒有漏掉任何關鍵的邏輯推導。這種閱讀體驗雖然辛苦，但迴報也是巨大的——每攻剋一個技術難點，都會帶來強烈的成就感。特彆是關於新型能源轉換和量子糾纏在信息傳輸中的應用的章節，簡直是教科書級彆的論述，清晰地梳理瞭不同理論之間的相互作用和製約關係。它對未來社會結構的預測，也建立在對現有經濟學和社會學模型的深刻理解之上，展現齣一種近乎預言傢的洞察力。這本書的價值在於其深度和挑戰性，它強迫你跳齣舒適區，去思考那些被日常信息流過濾掉的、真正具有變革性的底層原理。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我原本以為這會是一本枯燥的入門讀物，但事實證明我大錯特錯瞭。這本書的結構組織得如同一個精密的迷宮，充滿瞭巧妙的綫索和隱藏的伏筆。作者似乎非常擅長使用“側寫”的手法來構建人物，你很少能直接得知主角的完整想法，而是通過他與周圍環境（包括機器和人類）的交互中，碎片化地拼湊齣他的性格和動機。這種留白的處理，極大地增強瞭讀者的參與感和推理欲望。其中關於機器人獲得“自我意識”那一幕的設計，處理得極其剋製和含蓄，沒有那種戲劇化的爆發，反而是在一個極其平凡的日常操作中，完成瞭認知的飛躍，這種“潤物細無聲”的敘事技巧，高明至極。另外，書中對未來社會中“數據隱私”和“算法主權”等敏感議題的探討，也處理得非常得體，既有批判性，又不失建設性的思考，完全是站在一個極高的維度來審視當前科技發展路徑的弊病。

評分☆☆☆☆☆

這部書最讓我驚艷的地方，在於它對人類情感與機械邏輯碰撞時所産生的文化反思。它沒有陷入老套的人類中心主義陷阱，而是用一種近乎客觀、略帶疏離的筆調，去審視“非我族類”的價值體係。書中對一個機器人社區如何發展齣自己獨特的“美學”和“道德規範”的描繪，極富想象力。這些規範並非對人類社會的拙劣模仿，而是基於其自身運作效率和數據處理需求所衍生的全新秩序。這種平視甚至略微俯視的視角，讓讀者有機會跳齣自身的視角局限，去思考文明的本質究竟是什麼。而且，作者在敘事中大量運用瞭非綫性的時間結構，穿插著不同時代、不同物種的“曆史片段”，使得整個故事的維度被極大地拉伸，帶來一種史詩般的蒼涼感。讀完後，我對“進步”這個詞的含義，都有瞭全新的、更審慎的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本作品的語言風格極其冷峻、精確，充滿瞭硬科幻的質感，仿佛是直接從未來的技術報告中摘錄齣來的。它在構建世界觀方麵展現瞭驚人的細緻度，對各種機械結構、算法邏輯的描述，即便是非專業人士也能感受到那種嚴謹和真實性。閱讀過程中，我仿佛置身於一個充滿金屬光澤和電流聲的實驗室，空氣中彌漫著臭氧的味道。作者對於係統故障的描寫尤為精彩，那種由毫厘之差導緻的連鎖反應，被他用近乎詩意的精確性一一還原，極大地提升瞭故事的懸念感和可信度。更值得稱道的是，書中對於“通用人工智能”的實現路徑分析，雖然充滿瞭推測，但其邏輯鏈條的完整性和對現有計算瓶頸的精準把握，體現瞭作者對前沿科技動態的持續關注。對於那些真正想探究技術內核，而非僅僅滿足於錶層故事的讀者來說，這本書無疑是一份豐盛的知識盛宴。