包邮机器人引论:魅力无穷的机器人世界(第二版)

本书特色

本书全面系统介绍机器人技术的发展历史、应用状况和发展趋势，是一本知识丰富而全面的机器人学入门教材。其内容重点不放在机器人的具体技术细节上，而是结合具体例子，深入浅出的讲解机器人的基本原理和应用。本书可以作为高等学校理工科专业学生入门课程的教学用书，也可以作为所有专业学生的素质教育课程教材，还可以作为广大机器人爱好者的科普参考书。

内容简介

机器人科学与技术是先进科学技术的代表和体现，是装备改进提升的助推力量,是改善人类生活和生命质量的重要手段，是实现军事国防现代化的新兴力量。本书系统介绍机器人科学与技术的基础专业知识、行业应用情况与发展前景趋势。内容回顾了机器人的今世前生，机器人在军事、工业、农业、医疗、服务、娱乐、教育、艺术等方面的广泛应用，机器人发展的仿生、智能、人机交互、先进材料、微纳技术、3D打印等新的技术发展潮流，以及形式多样、精彩纷呈的机器人竞赛等，还包括机器人伦理等方面的讨论。 本书语言平实，通俗易懂，既可以作为高等院校的通识性课程教材，也可以作为普通大众全面客观了解机器人的科普读物，也可以作为提高青少年科学素养，激发机器人梦想的课外读物。

前言

比尔·盖茨18岁考入哈佛大学，一年后便退学，随后创办了举世闻名的微软公司。随着个人计算机的迅速普及，微软公司如火箭般崛起，为比尔·盖茨积累了巨额财富。自1995年到2007年他曾连续多年登上“福布斯”全球富豪榜榜首，成为万众瞩目的创业神话。 2007年比尔·盖茨从微软正式退休之际，曾做出了一个前瞻性的预言：未来30年，个人机器人将沿着个人计算机的轨迹发展，届时每个家庭都将拥有机器人。这不仅是对技术发展趋势的预测，也是对未来财富增长模式的洞察。如今，十几年过去了，我们见证了互联网的普及、智能手机的革新、人工智能的应用、自动驾驶的到来、可再生能源的发展、量子计算的潜力以及空间探索的突破，机器人技术发展到了何种阶段呢？它是否成为下一个产业的新引爆点呢？谁又将续写比尔·盖茨的传奇呢？
一提到“机器人”，你的脑海中是否会浮现出一些熟悉的身影，比如英勇的变形金刚、冷酷的终结者、温暖的大白或是坚韧的瓦力？大多数人对机器人的感受来自科幻影视作品中的机器人角色。你深入了解过这些科幻背后的真实机器人吗？你有没有想过这些电影中的高科技机器人何时能成为我们生活的一部分？我们何时才能迎来一个拥有个人机器人的时代？<p>比尔·盖茨18岁考入哈佛大学，一年后便退学，随后创办了举世闻名的微软公司。随着个人计算机的迅速普及，微软公司如火箭般崛起，为比尔·盖茨积累了巨额财富。自1995年到2007年他曾连续多年登上“福布斯”全球富豪榜榜首，成为万众瞩目的创业神话。 2007年比尔·盖茨从微软正式退休之际，曾做出了一个前瞻性的预言：未来30年，个人机器人将沿着个人计算机的轨迹发展，届时每个家庭都将拥有机器人。这不仅是对技术发展趋势的预测，也是对未来财富增长模式的洞察。如今，十几年过去了，我们见证了互联网的普及、智能手机的革新、人工智能的应用、自动驾驶的到来、可再生能源的发展、量子计算的潜力以及空间探索的突破，机器人技术发展到了何种阶段呢？它是否成为下一个产业的新引爆点呢？谁又将续写比尔·盖茨的传奇呢？<br />一提到“机器人”，你的脑海中是否会浮现出一些熟悉的身影，比如英勇的变形金刚、冷酷的终结者、温暖的大白或是坚韧的瓦力？大多数人对机器人的感受来自科幻影视作品中的机器人角色。你深入了解过这些科幻背后的真实机器人吗？你有没有想过这些电影中的高科技机器人何时能成为我们生活的一部分？我们何时才能迎来一个拥有个人机器人的时代？<br />人类社会已经进入21世纪，科技的飞速发展深刻重塑了我们的日常生活。个人计算机、互联网、智能手机等技术已经悄无声息地融入我们生活的每一个角落。平时我们通过网络交流、在线购物，春节我们用手机传递祝福、抢夺红包；出门我们依赖网络预约车辆、预订机票和酒店，街头巷尾随处可见专注手机的“低头族”，回家我们继续享受“手机躺”式的休闲时光。这些便利已变得如此自然，以至于我们几乎无法想象没有它们的日子。然而，对于不熟悉这些技术的老年人来说，这些便利却遥不可及。随着机器人技术的逐渐普及，我们的生活又将迎来怎样的变革？面对未来，我们是否应该主动了解机器人技术，紧跟时代的步伐呢？<br />机器人对我们而言，既熟悉又充满了未知。我们对机器人的了解往往是零碎的、片面的，甚至存在着误解。我们迫切需要从科学的角度出发，以客观、系统、全面的方式去了解机器人技术，构建一个科学而客观的机器人认知体系。这正是本书的编写宗旨，即为广大读者提供一个深入了解机器人技术的窗口。<br />本书系统且全面地阐述了机器人技术领域的基础知识和核心概念，内容涵盖了从古代先贤巧夺天工的古代机器人，到广泛应用于军事、工业、农业、服务、医疗、娱乐等多个领域的现代机器人；还延伸至令人倍感神奇的仿生机器人、生命机器混合系统、脑-机接口、4D打印、新能源技术等前沿领域。同时，笔者从如火如荼、形式多样的各类机器人学科竞赛中，推介了若干充满趣味和挑战的机器人竞技活动，旨在让读者从更为直观角度领略机器人技术的无穷魅力和巨大潜力。<br />本书是笔者在北京大学讲授的全校性公选课程“魅力机器人”的讲义基础上逐步积累、丰富和完善而成。这门课程在北京大学已连续开授十几次，深受学生们的喜爱。2020年该课程获评国家级一流本科课程。笔者深信，这些知识不应仅惠及北京大学的学生，其他高校的学生，甚至广大民众，包括青少年和成年人都应该从中受益。 <br />本书是继2017年首版之后的第二版，编写大纲由笔者提出，清华大学贾永霞、兰州交通大学李宗刚和无锡学院夏庆锋参与了讨论和修改。在本书编写过程中参考了大量相关文献和在线资源, 在此向这些文献的作者和信息提供者致以诚挚的谢意。 <br />需要指出的是，机器人技术正以惊人的速度发展，相关知识更新换代极为迅速。鉴于笔者学识和精力的局限，书中难免有所疏忽、遗漏和错误，欢迎批评指正，让我们共同进步。 </p> <p>谢广明<br />2024年于中关园</p>

作者简介

谢广明
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北京大学工学院教授、博士生导师。先后主持包括重点项目在内的多项国家自然科学基金项目，获得国家自然科学奖二等奖、自然科学奖一等奖等多项奖励。是《Scientific Reports》等多个国际国内期刊的编委。研究兴趣包括复杂系统动力学与控制，智能仿生机器人与多机器人协作等，发表SCI论文百余篇；获得十余项发明专利。积极促进机器人产学研工作，是国际水中机器人大赛的创立者，国际水中机器人联盟主席，多次被包括中央电视台《新闻联播》等报道专访。
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贾永霞
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谢广明
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北京大学工学院教授、博士生导师。先后主持包括重点项目在内的多项国家自然科学基金项目，获得国家自然科学奖二等奖、自然科学奖一等奖等多项奖励。是《Scientific Reports》等多个国际国内期刊的编委。研究兴趣包括复杂系统动力学与控制，智能仿生机器人与多机器人协作等，发表SCI论文百余篇；获得十余项发明专利。积极促进机器人产学研工作，是国际水中机器人大赛的创立者，国际水中机器人联盟主席，多次被包括中央电视台《新闻联播》等报道专访。

贾永霞
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贾永霞

清华大学航天航空学院高级工程师，从事实验流体力学、智能仿生机器鱼的教学与研究。2012年到2015年期间在北京大学从事博士后科研工作，对仿生流动边界层及流固耦合问题进行了深入研究。2016年至今，她在清华大学航天航空学院流体所与力学国家 级实验教学示范中心工作，主要擅长于流体力学中的实验测试技术，包括流动显示、热线测速技术、粒子图像测速技术等；智能仿生机器人的研制，包括结构设计、智能控制等。

李宗刚
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兰州交通大学教授，长期工作在智能机器人以及多机器人协作领域，获得多项国家自然科学基金项目，获得多项机器人相关的发明专利。，是各类机器人竞技、大赛的组织者之一。

夏庆锋
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南京大学金陵学院教授，长期工作在智能机器人以及多机器人协作领域，获得多项国家自然科学基金项目，获得多项机器人相关的发明专利。