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仿生自组织机器人系统
仿生自组织机器人系统

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工业技术

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  • 作 者:(美)孟艳,(德)金耀初主编
  • 出 版 社:北京:北京理工大学出版社
  • 出版年份:2014
  • ISBN:9787564089702
  • 页数:271 页
图书介绍:在各种不同的不断变化、不可预测且未知的环境中,越来越需要使用机器人系统来完成多种复杂的任务,鉴于这些挑战,人们提出了自组织群机器人和自重构模块化机器人。为了面对更加复杂且苛刻的环境条件以及满足这些环境中的任务需求,机器人的认知能力和结构设计的发展同样变得越来越重要。本书收集了关于仿生自组织机器人系统的最具代表性的研究工作。它由四个部分组成:第一部分讨论处理群机器人系统的仿生自组织方法。第二部分介绍了自重构模块化机器人的几种仿生方法。第三部分则将机器人系统的自主智力开发作为焦点。第四部分给出了自组织机器人系统的两种特定应用。本书在仿生自组织机器人系统方面为读者提供了最新且全面的见解,能够在多学科研究领域之间建立起桥梁,比如机器人、人工生命、认知科学、系统生物学、发育生物学和进化计算等,从而启发研究者和工程师们产生更多创造性想法来进一步推动这一新兴且令人兴奋的领域的发展。
《仿生自组织机器人系统》目录

第一部分 自组织群机器人系统 3

第一章 形态机器人学——机器人系统形态和神经的一种进化发展的自组织方法 3

1 形态机器人学的介绍 3

2 多细胞形态形成的计算模型 5

3 群机器人的形态自组织 6

4 用于自组织重构的形态模块化机器人 13

5 形态脑-体的共同发育 14

6 关于进化发育机器人学(Evo-Devo-Robo) 18

7 结论 19

致谢 19

参考文献 19

第二章 如何设计机器人机体和机器人群?——具身自组织系统中的仿生、拟生和人工进化 24

1 介绍 25

2 群机器人学中的仿生和拟生 27

3 机器人机体的进化自组织控制结构 40

4 控制器网络拓扑到体形的进化成形 43

5 讨论 45

参考文献 49

第三章 喧嚣和嘈杂环境中的多体集群控制算法 53

1 介绍 53

2 集群背景和问题提出 55

3 追踪移动目标的适应性集群控制 58

4 嘈杂环境中多机体的集群控制 62

5 稳定性分析 65

6 实验结果 70

7 结论和未来的工作 78

参考文献 79

第四章 遗传激励 80

1 背景:自然和社会系统中的激励 80

2 人工激励的相关工作 83

3 所提出的框架 86

4 实验 88

5 讨论 98

6 结论 100

参考文献 100

第五章 从蚁群到机器人和从机器人到蚁群:机器人如何促进对动物集体行为的研究 103

1 介绍 103

2 为何机器人学对社会行为的研究有用? 105

3 结论 112

致谢 112

参考文献 113

第二部分 自重构模块化机器人 123

第六章 异构多机器人组织的自优化自组装 123

1 介绍 123

2 一般的自组装方案 124

3 优化控制器:从φs至φ的转变以及约束的作用 128

4 基于约束的优化 131

5 成组和缩放方法 135

6 执行情况和结果 136

7 结论 139

参考文献 140

第七章 模块化机器人的形态自重构 143

1 介绍 143

2 多细胞形态形成 146

3 一种通用的分层形态模型 146

4 Cross-Cube RM机器人的自重构 147

5 Cross-Ball RM机器人的自重构 161

6 结论 166

致谢 167

参考文献 167

第八章 自组装机器人中的基本问题和Tribolon平台上分异的一种案例研究 171

1 自组装 171

2 自组装中的主要问题 173

3 案例研究 180

4 结论 187

致谢 187

参考文献 187

第三部分 机器人系统中的自主式智力开发 193

第九章 类人脑的时间处理 193

1 介绍 193

2 大脑模型的五个部分 195

3 生物发育 196

4 为何是自主神经发育? 197

5 基本组成部分 199

6 脑叶成分分析 201

7 表示的出现 203

8 特性 205

9 实验结果 208

10 结论 208

参考文献 209

第四部分 特殊应用 213

第十章 关于多头绒泡菌机器人 213

1 介绍 213

2 实验 217

3 基于粒子模型中振荡输运现象的出现 224

4 结果 228

5 结论和讨论 243

致谢 245

参考文献 245

第十一章 使用有机计算原理开发自组织机器人单元 250

1 介绍 250

2 挑战 252

3 架构 255

4 一个自适应生产单元的例子 261

5 结论 267

致谢 268

参考文献 268

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