全面介绍机器人的基本概念、主要技术及其应用。内容包括机器人基础知识,机器人运动学、机器人动力学和机器人控制,典型机器人,工业机器人、移动机器人、拟人机器人、仿生机器人、医用机器人、空间机器人、多机器人系统以及未来机器人等。
前言本书是在第1版的基础上修订而成的。《机器人引论》第1版自2010年出版以来,受到了广大读者的关注,并于2012年进行了第二次印刷。 机器人是当前科技领域发展的重要方向之一,受到科技界和企业界的广泛重视。特别是近五年来,互联网+、大数据和以深度学习为代表的人工智能技术等推动机器人技术有了进一步发展,人们已经开始预测,机器人或许将成为下一代工业革命的引领者。“机器换人”等现象的不断涌现,表明机器人将推动现有产业升级换代,甚至产生新业态。 在这几年的机器人技术的发展过程中,人工智能技术发挥的作用最大,机器人智能控制也自然是机器人技术中发展最快的技术之一。目前,机器人领域最成功、影响最大的产品多来自家用机器人和空中机器人(无人机),如iRobot扫地机器人、Google无人车、大疆无人机等。这些产品有的已广泛进入人们的生活,有的将在近几年内市场化。因此,面对上述变化,有必要将这些内容加入到本书中,使读者对机器人有更全面的了解,对当前机器人发展有更清晰的认识。 目前,许多高等院校已在或即将在本科阶段设立机器人专业,为此要开设许多与机器人技术相关的课程,因此,本书的修订将会有助于推动机器人领域的教学和人才培养。通过对本书的学习,学生不仅可以对机器人的基础知识有一定的了解,同时还可以接触到机器人领域的最新成果,扩展对机器人技术了解的范围。本书兼顾了对机器人技术教学的基础性和先进性,学生不需要学习有关机器人教学的前期课程。 相对于第1版,本书主要对以下几点内容进行了修订: 1)将第1版第4章机器人控制中智能控制部分作为本书第5章,详细介绍了机器人智能控制,包括:机器人智能控制的基本特点、主要方法和主要应用。 2)本书增加了家用机器人作为第11章,其中主要介绍了家用机器人的定义与发展历程、特点与发展趋势、关键技术与研究课题及其主要应用。 3)本书增加了空中机器人作为第12章,其中主要介绍了空中机器人(无人机)的有关知识,包括其发展历程、分类、应用以及研究热点。 全书分为2部分,共15章。第1部分介绍机器人基础知识,包括5章,分别是绪论、机器人运动学、机器人动力学、机器人控制和机器人智能控制;第2部分介绍典型机器人,包括10章,分别是工业机器人、移动机器人、拟人机器人、仿生机器人、医用机器人、家用机器人、空中机器人、空间机器人、多机器人系统和未来机器人。张涛教授编写了第1、4、5、7、9、11~15章,陈学东教授和罗欣博士编写了第2、3章,杨丽博士编写了第6、8、10章。这里要特别感谢梁荣健、王铎和牟方厉三位研究生的大力帮助。 本书配有电子课件,可供读者学习或教师教学使用。 由于机器人技术发展很快,尽管作者尽力在本书中包含了许多新的内容,但仍然会遗漏许多新的思想、方法和不断涌现的系统。由于作者水平有限,书中不足之处在所难免,敬请读者批评指正。 作者
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