Modern Robotics

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出版者:Facts on File
作者:Henderson, Harry
出品人:
页数:208
译者:
出版时间:2006-8
价格:$ 55.09
装帧:HRD
isbn号码:9780816057450
丛书系列:
图书标签:
  • 机器人学
  • 现代机器人
  • 控制理论
  • 运动规划
  • 机器人动力学
  • 机器人感知
  • 机器人学习
  • 数学基础
  • 算法
  • 工程应用
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具体描述

Many scientists and inventors contributed to the understanding of robotics and their development in the modern age. Modern Robotics presents succinct biographies of the men and women who were and are the leaders in bringing about this change through research and new technologies. From Jacques de Vaucanson to Grey Walter to Joseph Engelberger, here is a lively introduction to the field through the stories of its top trailblazers.

《探寻机械之心:智能机器人学的革新之路》 本书是一部关于现代机器人学前沿探索的深入著作,旨在为读者揭示驱动当下机器人技术飞速发展的核心原理、前沿技术与未来趋势。它并非一本简单的技术手册,而是一次思维的启迪,一场对智能机器生命力的深度剖析。 第一部分:奠基智能之石——机器人感知与认知 本部分将带领读者穿越机器人获取信息的奇妙世界。我们将从最基础的传感器技术入手,详细阐述视觉、触觉、听觉、激光雷达等多种感知方式如何赋予机器人“眼睛”和“耳朵”。你将了解到,如何通过复杂的图像处理算法,让机器人“看懂”世界,识别物体、理解场景;如何通过力觉和触觉传感器,让它们“感受”到细微的物理交互,从而实现更加精密的抓取和操作。 更进一步,我们将深入探索机器人如何将这些原始的感知数据转化为有意义的认知。这包括了 SLAM(同步定位与地图构建)技术,让机器人在未知环境中自主导航,建立属于自己的地图;以及机器学习和深度学习在机器人感知中的颠覆性应用,如何让机器人通过海量数据自主学习,识别模式,甚至预测行为。你将看到,机器人是如何从被动接收信息,迈向主动理解和解释环境的。 第二部分:肢体与灵魂——机器人运动与控制 在感知世界之后,如何让机器人有力且精准地行动,是实现其智能功能的关键。本部分将聚焦于机器人运动学和动力学,以及背后强大的控制理论。我们将会探讨不同类型的机器人平台,从经典的工业机械臂,到灵活的双足或多足机器人,再到无人机等空中平台,分析它们各自的运动学模型和自由度设计。 接着,我们将深入理解复杂的运动控制算法,包括 PID 控制、模型预测控制、以及更为先进的自适应控制和鲁棒控制方法。你将了解这些算法如何精确地控制机器人的关节角度、速度和轨迹,使其能够完成从简单的直线运动到复杂的手眼协调任务。我们还将讨论机器人步态规划、稳定控制以及在动态环境下的运动适应性,为实现真正意义上的“行走”和“奔跑”奠定理论基础。 第三部分:交互的艺术——人机协作与智能决策 机器人技术的最终价值,很大程度上体现在其与人类以及其他智能体之间的协作能力。本部分将着力于探索人机协作的理论与实践。你将了解到,如何通过自然语言处理、手势识别等技术,让机器人能够理解人类的指令,并以自然的方式进行交流。我们将深入研究用户界面设计、任务分配以及安全协作的原则,确保人与机器能够高效、和谐地共处。 同时,本部分还将触及机器人智能决策的核心问题。这包括了规划算法,如 A 搜索、Dijkstra 算法等,如何让机器人规划出最优的行动路径;以及博弈论在多机器人协作中的应用,如何让多个机器人协同完成复杂任务,甚至在竞争环境中做出最优选择。我们还将探讨强化学习在机器人自主决策中的潜力,让机器人通过试错学习,不断优化其行为策略,最终实现高度自主化的智能决策。 第四部分:未来脉动——新兴领域与伦理展望 随着科技的不断进步,机器人学正以前所未有的速度拓展其应用边界。本部分将放眼未来,探讨一些最具前沿性和潜力的机器人学分支。我们将深入研究仿生机器人,如何借鉴自然界生物的精妙设计,创造出更加灵活、高效的机器人;以及软体机器人,其柔性结构为机器人带来了全新的可能性,能够执行传统硬体机器人难以胜任的任务。 此外,我们还将触及医疗机器人、服务机器人、以及在危险环境中工作的特种机器人等广泛的应用领域。这些机器人将如何改变我们的生活、工作方式,以及医疗保健的格局,都将在本部分得到生动的描绘。 最后,我们不会回避机器人技术发展所带来的伦理和社会挑战。从就业结构的改变,到数据隐私的保护,再到人工智能的潜在风险,本书将鼓励读者进行深入的思考,共同探索一个负责任、可持续的机器人未来。 《探寻机械之心:智能机器人学的革新之路》将为所有对未来科技充满好奇的读者提供一次深刻的认知之旅。它将帮助你理解支撑智能机器人发展的强大技术力量,洞察它们如何一步步地接近我们想象中的未来,并激发你对这个充满无限可能的领域产生更深层次的理解和热情。

作者简介

哈里·亨德森是一位撰写科技、计算机技术、数学、传记和历史图书的作家、编辑。他曾在Facts On File出版公司出版过《在计算机与电子太空中的就业机会》、 《信息时代的私密空间》、《现代数学》(被纽约公共图书馆评为1997年最佳“青少年图书”)。《计算机科学技术百科全书》被《选择》杂志重点推荐。

目录信息

读后感

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我们在试图制造越来越趋近于人类的机器人的同时,却发现我们自己竟然变成了机器人,不是吗,现代工业社会的最大特点,就是把人变成象机器一样的工作生活。 现在的机器人在智力上可以超越人类,工程师们又开始让机器人有感情,而通过学习,机器人可以和人一样有情商,机器人还...

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我们在试图制造越来越趋近于人类的机器人的同时,却发现我们自己竟然变成了机器人,不是吗,现代工业社会的最大特点,就是把人变成象机器一样的工作生活。 现在的机器人在智力上可以超越人类,工程师们又开始让机器人有感情,而通过学习,机器人可以和人一样有情商,机器人还...

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我们在试图制造越来越趋近于人类的机器人的同时,却发现我们自己竟然变成了机器人,不是吗,现代工业社会的最大特点,就是把人变成象机器一样的工作生活。 现在的机器人在智力上可以超越人类,工程师们又开始让机器人有感情,而通过学习,机器人可以和人一样有情商,机器人还...

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我们在试图制造越来越趋近于人类的机器人的同时,却发现我们自己竟然变成了机器人,不是吗,现代工业社会的最大特点,就是把人变成象机器一样的工作生活。 现在的机器人在智力上可以超越人类,工程师们又开始让机器人有感情,而通过学习,机器人可以和人一样有情商,机器人还...

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我们在试图制造越来越趋近于人类的机器人的同时,却发现我们自己竟然变成了机器人,不是吗,现代工业社会的最大特点,就是把人变成象机器一样的工作生活。 现在的机器人在智力上可以超越人类,工程师们又开始让机器人有感情,而通过学习,机器人可以和人一样有情商,机器人还...

用户评价

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这部著作给我带来了一种久违的,对工程学纯粹热爱的回归。作者的文字充满了激情,但又极其克制,它将复杂的数学工具包裹在优雅的逻辑叙事之下。最让我印象深刻的是它对“故障诊断与容错”这一块的论述,这往往是很多入门书籍会跳过或敷衍处理的环节。书中详细探讨了如何设计具备自我修复能力的智能体,以及如何在高风险环境下保证系统的健壮性。这种对系统鲁棒性近乎偏执的关注,体现了作者极高的职业素养和对生命安全的重视。阅读时,我感到自己正在接受一场关于“负责任的创新”的教育。它鼓励读者不仅要追求性能的极限,更要追求安全和可靠的基石。整本书读下来,我的收获不仅仅是知识的增加,更重要的是在面对未来工程难题时,一种更加审慎和全面的思维模式的建立。

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《现代机器人学》这本书的深度和广度,简直让我这个业余爱好者都感到震撼。我原本以为它会是那种枯燥的理论堆砌,没想到作者在讲解基础概念时,那种层层递进的逻辑梳理,简直是一场思想的盛宴。比如,书中对动力学建模的阐述,完全不是那种教科书上冷冰冰的公式罗列,而是结合了大量的实际案例,让我清晰地看到了每一个数学符号背后所代表的物理意义。特别是关于机器人在非结构化环境下的感知与决策部分,作者的分析深入到了算法的哲学层面,探讨了不确定性如何影响机器人的实时响应。我花了整整一周的时间才消化完其中关于卡尔曼滤波在复杂状态估计中的应用章节,那种豁然开朗的感觉,远超我预期的阅读体验。而且,书中的插图和图表设计得极为精妙,即便是最抽象的概念,也能通过视觉化的方式被直观地理解,这对于自学来说简直是不可多得的宝藏。它不仅仅是知识的传递,更像是在为读者搭建一个理解未来世界的思维框架。

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说实话,当我翻开这本书时,心里其实是抱着一种怀疑态度的,毕竟市面上关于“现代”技术的书籍,很多都是昙花一现的热点总结。但《现代机器人学》的扎实程度,彻底打消了我的疑虑。它对最新前沿技术的覆盖面令人惊叹,尤其是关于软体机器人和仿生学的交叉研究部分,简直是行业内的“内幕揭秘”。作者似乎与全球顶尖的实验室都有着密切的联系,才能挖掘出如此多尚未在主流期刊上广泛传播的前沿洞察。阅读过程中,我感觉自己像是进入了一个只有少数内部人士才能参与的深度研讨会。它不会给你直接可用的代码片段,但它会为你指明未来五年内最值得投入精力的研究方向。对于希望站在技术浪潮最前沿的研究生来说,这本书提供的战略高度是无可替代的。它不是教你如何建造一个机器人,而是教你如何思考“下一个机器人应该是什么样子”。

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这本书的叙事风格非常独特,它不像一本传统的工程学著作,更像是一部由顶尖专家撰写、充满激情的“行业史诗”。作者对于机器人技术发展脉络的梳理,充满了对先驱者的敬意与深刻的反思。我特别欣赏其中关于人机交互界面(HMI)演进历史的章节,它没有停留在技术细节上,而是探讨了社会文化如何塑造了机器人的设计哲学。读起来,我仿佛能感受到每一代研究者在面对技术瓶颈时的挣扎与突破。书中引用的那些早期研究论文和会议记录,为整个领域增添了一种厚重的历史感。举个例子,关于拟人化机器人的伦理讨论,作者的论述平衡得恰到好处,既没有过度夸大技术的危险性,也没有盲目乐观,而是以一种极为审慎和成熟的姿态,引导读者思考技术责任。这种兼具学术严谨性和人文关怀的写作方式,让这本书的价值超越了纯粹的技术手册。

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这本书的结构安排,简直是为项目驱动型学习者量身定制的完美蓝图。它不仅仅是知识的罗列,更是一系列精心设计的“工程挑战”的集合。每个章节的末尾,都附带了深入且富有挑战性的习题,这些习题往往需要结合前后章节的知识点进行综合运用,让人不得不动手实践。我个人最大的收获在于其对控制系统稳定性的深入剖析,特别是李雅普诺夫稳定性理论在非线性系统中的应用,书中给出的示例代码和仿真结果清晰地展示了理论如何落地。我根据书中的建议,重新审视了我正在进行的一个小型无人机项目中的姿态控制环路,结果发现了先前被忽略的一个潜在振荡源。这种即时的、可操作性的指导,使得这本书的阅读过程变成了一种高强度的实战训练,而不是被动的知识吸收。它的实用价值,远远超出了其作为参考书的范畴。

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