机器人手册 第3卷 机器人应用PDF电子书下载

引言 1

第6篇 野外和服务机器人 8

第42章 工业机器人 8

42.1 工业机器人的历史概述 9

42.2 典型应用和机器人结构 13

42.3 运动学和机构学 19

42.4 任务描述——示教和编程 20

42.5 末端执行器和系统集成 23

42.6 结论和长期挑战 26

参考文献 27

第43章 水下机器人 29

43.1 海洋机器人学的重要工程应用 29

43.2 水下机器人理论 31

43.3 水下机器人应用 43

43.4 结论与扩展阅读 44

参考文献 44

第44章 空中机器人 47

44.1 背景 47

44.2 空中机器人的历史 48

44.3 空中机器人的应用 49

44.4 当前的挑战 51

44.5 空中机器人的基本概念 52

44.6 入门级的空中机器人：内环控制 55

44.7 活跃的研究领域 57

44.8 结论与扩展阅读 60

参考文献 60

第45章 空间机器人与系统 64

45.1 轨道机器人系统的历史和发展 65

45.2 表面机器人系统的历史发展和进步 69

45.3 数学建模 75

45.4 轨道和表面机器人系统的未来发展方向 85

45.5 结论与扩展阅读 88

参考文献 88

第46章 农林机器人 92

46.1 定义 92

46.2 林业 93

46.3 机器人在开阔田地中的应用 96

46.4 园艺业 97

46.5 畜牧业 98

46.6 无人机 100

46.7 结论与发展方向 100

参考文献 100

第47章 建筑机器人 103

47.1 概述 103

47.2 经济因素 107

47.3 应用 108

47.4 目前尚未解决的技术问题 115

47.5 发展方向 116

47.6 结论与扩展阅读 117

参考文献 117

第48章 危险作业机器人 120

48.1 危险环境的操作：机器人技术解决方案需求 120

48.2 应用 121

48.3 促成技术 130

48.4 结论 136

参考文献 137

第49章 采矿机器人 140

49.1 背景 140

49.2 开采金属矿 144

49.3 地下煤矿开采 150

49.4 露天煤矿开采 153

49.5 结论与扩展阅读 156

参考文献 156

第50章 搜救机器人 159

50.1 概述 159

50.2 灾难的特性和对机器人的影响 161

50.3 在灾难环境中机器人的实际应用 163

50.4 机器人的前景和概念 167

50.5 评价和基准 170

50.6 基础问题和开放问题 172

50.7 结论与扩展阅读 175

参考文献 176

第51章 智能车辆 178

51.1 为什么要智能车辆？ 178

51.2 支撑技术 180

51.3 路况理解 182

51.4 先进驾驶员辅助 185

51.5 驾驶员监测 189

51.6 自动车辆 190

51.7 未来趋势和展望 193

51.8 结论与扩展阅读 193

参考文献 194

第52章 医疗机器人与计算机集成手术 197

52.1 核心概念 197

52.2 技术 201

52.3 系统、研究领域和应用 205

52.4 总结和展望 212

参考文献 213

第53章 康复和医疗保健机器人 218

53.1 概述 218

53.2 物理疗法与训练机器人 221

53.3 残疾人辅助 227

53.4 智能假肢和矫形器 231

53.5 强化诊断与监控 233

53.6 安全、伦理、权利和经济 234

53.7 结论与扩展阅读 235

参考文献 236

第54章 家用机器人 242

54.1 清洁机器人 243

54.2 割草机器人 256

54.3 智能家电 258

54.4 智能住宅 260

54.5 家用机器人：商业价值 262

54.6 结论与扩展阅读 263

参考文献 263

第55章 教育机器人 265

55.1 教育机器人的作用 265

55.2 教育机器人比赛 266

55.3 教育机器人平台 268

55.4 教育机器人控制器与编程环境 271

55.5 机器人与非正式学习场所（如博物馆） 273

55.6 机器人项目的教育评价 276

55.7 总结与扩展阅读 277

参考文献 278

第7篇 以人为中心和类生命机器人 284

第56章 类人机器人 284

56.1 为什么研究类人机器人？ 284

56.2 历史和概况 286

56.3 行走 288

56.4 操作 290

56.5 全身的活动 293

56.6 交流 299

56.7 总结与展望 302

参考文献 302

第57章 人-机器人物理交互中的安全性 306

57.1 安全的人-机器人物理交互问题的研究起因 306

57.2 Hands-off人-机器人物理交互的安全性 308

57.3 设计真正安全的机器人 309

57.4 Hands-on人-机器人物理交互的安全性 311

57.5 人-机器人物理交互的安全性标准 314

57.6 结论 315

参考文献 315

第58章 与人交互的社会机器人 318

58.1 社会机器人的表现 319

58.2 多模式通信 321

58.3 表达基于情感的交互 323

58.4 社会认知技巧 327

58.5 结论与扩展阅读 330

参考文献 331

第59章 机器人示范编程 335

59.1 历史 335

59.2 面向工程的方法 337

59.3 面向生物学的学习方法 346

59.4 结论和机器人示范编程中待解决的问题 349

参考文献 350

第60章 基于生物学启发的机器人 355

60.1 研究背景 355

60.2 受仿生启发的机器人形态 356

60.3 受仿生启发的传感器 357

60.4 受仿生启发的执行器 361

60.5 受仿生启发的控制体系结构 366

60.6 能量自主获取 368

60.7 群体机器人学 369

60.8 混合生物的机器人 371

60.9 讨论 372

60.10 结论 373

参考文献 374

第61章 演化机器人 378

61.1 原理 378

61.2 起步 379

61.3 仿真和现实 381

61.4 简单控制器与复杂行为 383

61.5 光识别 384

61.6 计算神经行为学 386

61.7 演化与学习 391

61.8 竞争和协作 392

61.9 演化硬件 394

61.10 结论 396

参考文献 396

第62章 神经机器人学：从视觉到动作 401

62.1 定义 401

62.2 神经行为学的启示 402

62.3 小脑的作用 408

62.4 镜像系统的作用 412

62.5 小结 419

62.6 扩展阅读 419

参考文献 420

第63章 感知机器人 424

63.1 概述 424

63.2 基于样本的对象表示 425

63.3 基于样本的运动表示 431

63.4 基于样本的合成模型：从面部到运动 432

63.5 结论与扩展阅读 435

参考文献 435

第64章 机器人伦理学：机器人学的社会和伦理含义 439

64.1 方法概念 440

64.2 机器人的特殊性 441

64.3 什么是机器人？ 441

64.4 机器人接受度的文化差异 442

64.5 从文学到当代的争论 442

64.6 机器人伦理学 442

64.7 伦理和道德 443

64.8 道德理论 443

64.9 科技伦理 443

64.10 实施条件 444

64.11 实施原则 445

64.12 信息和通信技术领域的伦理问题 445

64.13 原则的统一性 446

64.14 道德与职业责任 446

64.15 机器人伦理学分类 447

64.16 结论与扩展阅读 453

参考文献 455