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適讀人群 ：剛進入機器人領域的工程技術人員、醫生、計算機科學傢、設計師；機器人愛好者、製作者

　　☆ 《機器人手冊》由來自美國、德國、日本、意大利、加拿大等國傢和地區的167位專傢著寫而成，凝聚瞭全球科學傢的科技力量，絕對是機器人領域的百科全書！

　　☆ 這本書是全世界範圍內機器人專傢的心血凝結，反映瞭當前的機器人研究動態，囊括瞭機器人內在的科學原理，機器人愛好者必備佳品！書中的案例都是經典實例，有瞭這本書，你對機器人世界的曆史、現狀和未來都會有很好的掌握！

　　☆ 本手冊內容深入淺齣，並附有大量的實際案例，既方便自主學習也適閤工業應用，是機器人愛好者的良師益友。

內容簡介

　　《機器人手冊第3捲機器人應用》包含兩篇，分彆為野外和服務機器人、以人為中心和類生命機器人。

　　野外和服務機器人篇涵蓋瞭不斷增長的機器人應用領域的新前沿，包括工業機器人，水下機器人、空中機器人、農林機器人、建築機器人、危險作業機器人、采礦機器人、搜救機器人、智能車輛、醫療機器人、康復和醫療保健機器人、傢用機器人、教育機器人等內容。

　　以人為中心和類生命機器人篇涵蓋瞭人�不�器人交互的新前沿，包括類機器人、人-機器人物理交互中的安全性、與人交互的社會機器人、機器人示範編程、基於生物學啓發的機器人、演化機器人、神經機器人學、感知機器人、機器人倫理學等內容。

　　本手冊內容深入淺齣，並附有大量的科研實例，便於自學和應用，可作為機器人、人工智能、自動化、控製以及計算機應用等專業科研人員、高校師生的參考用書，也可作為相關專業本科生或研究生的參考教材，還可供機器人業餘愛好者參考。

　　Translation from the English language edition:Springer Handbook of Robotics by Bruno Siciliano and Oussama Khatib�h Springer�睼erlag Berlin Heidelberg 2008. Springer is a part of Springer Science+Business Media.All Rights Reserved.This title is published in China by China Machine Press with license from Springer. This edition is authorized for sale in China only, excluding Hong Kong SAR, Macao SAR and Taiwan. Unauthorized export of this edition is a violation of the Copyright Act. Violation of this Law is subject to Civil and Criminal Penalties.本書由Springer授權機械工業齣版社在中國境內（不包括香港、澳門特彆行政區以及颱灣地區）齣版與發行。未經許可之齣口，視為違反著作權法，將受法律之製裁。

作者簡介

　　Bruno Siciliano（布魯諾·西西利亞諾），1987年畢業於意大利那不勒斯大學，獲電子工程學博士學位。控製和機器人技術的專傢，那不勒斯大學計算機和係統工程PRISMA實驗室主任。目前研究力控製、視覺伺服、工業機器人/手操作、輕型柔性手臂、人�不�器人交互以及服務機器人。閤著齣版圖書6本，編輯閤訂本5本，發錶期刊論文65篇，會議論文及專著章節165篇，被世界各機構邀請作瞭85次講座和研討會。施普林格高級機器人報告（STAR）係列、施普林格機器人手冊的閤作編輯，眾多有聲望期刊的編委會成員，許多國際會議的主席或聯閤主席。IEEE會士和ASME會士。IEEE機器人與自動化協會（RAS）主席，曾擔任該協會技術活動副主席和齣版活動副主席，卓越講師，行政委員會和其他幾個協會委員會成員。

　　Oussama Khatib（歐沙瑪·哈提蔔），1980年畢業於法國圖盧茲的高等航空航天研究所（Sup�� Aero），獲電子工程博士學位。斯坦福大學計算機科學教授。當前主要研究以人為本的機器人技術，以及關於人體運動閤成、仿人機器人、觸覺遠程操控器、醫療機器人、與人友好機器人的設計。他在這些領域的研究依賴於他從事25年的研究成果，發錶論文200餘篇。他在世界各機構作瞭50多次主題報告，參與瞭幾百次座談會和研討會。施普林格高級機器人報告（STAR）係列、施普林格機器人手冊的閤作編輯，擔任知名機構和期刊的顧問編輯委員會成員，很多國際會議的主席或聯閤主席。IEEE會士，IEEE機器人與自動化協會（RAS）的卓越講師，管理委員會成員。機器人研究國際基金委員會（IFRR）主席，曾獲日本機器人協會（JARA）研究與發展奬。

內頁插圖

目錄

譯叢序
作者序一
作者序二
作者序三
作者序四
前言
編輯簡介
各篇編者簡介
作者列錶
縮略語列錶
引言

第6篇野外和服務機器人
第42章工業機器人
42.1工業機器人的曆史概述
42.2典型應用和機器人結構
42.3運動學和機構學
42.4任務描述——示教和編程
42.5末端執行器和係統集成
42.6結論和長期挑戰
參考文獻
第43章水下機器人
43.1海洋機器人學的重要工程應用
43.2水下機器人理論
43.3水下機器人應用
43.4結論與擴展閱讀
參考文獻
第44章空中機器人
44.1背景
44.2空中機器人的曆史
44.3空中機器人的應用
44.4當前的挑戰
44.5空中機器人的基本概念
44.6入門級的空中機器人：內環控製
44.7活躍的研究領域
44.8結論與擴展閱讀
參考文獻
第45章空間機器人與係統
45.1軌道機器人係統的曆史和發展
45.2錶麵機器人係統的曆史發展和進步
45.3數學建模
45.4軌道和錶麵機器人係統的未來發展方嚮
45.5結論與擴展閱讀
參考文獻
第46章農林機器人
46.1定義
46.2林業
46.3機器人在開闊田地中的應用
46.4園藝業
46.5畜牧業
46.6無人機
46.7結論與發展方嚮
參考文獻
第47章建築機器人
47.1概述
47.2經濟因素
47.3應用
47.4目前尚未解決的技術問題
47.5發展方嚮
47.6結論與擴展閱讀
參考文獻
第48章危險作業機器人
48.1危險環境的操作：機器人技術解決方案需求
48.2應用
48.3促成技術
48.4結論
參考文獻
第49章采礦機器人
49.1背景
49.2開采金屬礦
49.3地下煤礦開采
49.4露天煤礦開采
49.5結論與擴展閱讀
參考文獻
第50章搜救機器人
50.1概述
50.2災難的特性和對機器人的影響
50.3在災難環境中機器人的實際應用
50.4機器人的前景和概念
50.5評價和基準
50.6基礎問題和開放問題
50.7結論與擴展閱讀
參考文獻
第51章智能車輛
51.1為什麼要智能車輛?
51.2支撐技術
51.3路況理解
51.4先進駕駛員輔助
51.5駕駛員監測
51.6自動車輛
51.7未來趨勢和展望
51.8結論與擴展閱讀
參考文獻
第52章醫療機器人與計算機集成手術
52.1核心概念
52.2技術
52.3係統、研究領域和應用
52.4總結和展望
參考文獻
第53章康復和醫療保健機器人
53.1概述
53.2物理療法與訓練機器人
53.3殘疾人輔助
53.4智能假肢和矯形器
53.5強化診斷與監控
53.6安全、倫理、權利和經濟
53.7結論與擴展閱讀
參考文獻
第54章傢用機器人
54.1清潔機器人
54.2割草機器人
54.3智能傢電
54.4智能住宅
54.5傢用機器人：商業價值
54.6結論與擴展閱讀
參考文獻
第55章教育機器人
55.1教育機器人的作用
55.2教育機器人比賽
55.3教育機器人平颱
55.4教育機器人控製器與編程環境
55.5機器人與非正式學習場所（如博物館）
55.6機器人項目的教育評價
55.7總結與擴展閱讀
參考文獻

第7篇以人為中心和類生命機器人
第56章類人機器人
56.1為什麼研究類人機器人？
56.2曆史和概況
56.3行走
56.4操作
56.5全身的活動
56.6交流
56.7總結與展望
參考文獻
第57章人-機器人物理交互中的安全性
57.1安全的人-機器人物理交互問題的研究起因
57.2Hands-off人-機器人物理交互的安全性
57.3設計真正安全的機器人
57.4Hands-on人-機器人物理交互的安全性
57.5人-機器人物理交互的安全性標準
57.6結論
參考文獻
第58章與人交互的社會機器人
58.1社會機器人的錶現
58.2多模式通信
58.3錶達基於情感的交互
58.4社會認知技巧
58.5結論與擴展閱讀
參考文獻
第59章機器人示範編程
59.1曆史
59.2麵嚮工程的方法
59.3麵嚮生物學的學習方法
59.4結論和機器人示範編程中待解決的問題
參考文獻
第60章基於生物學啓發的機器人
60.1研究背景
60.2受仿生啓發的機器人形態
60.3受仿生啓發的傳感器
60.4受仿生啓發的執行器
60.5受仿生啓發的控製體係結構
60.6能量自主獲取
60.7群體機器人學
60.8混閤生物的機器人
60.9討論
60.10結論
參考文獻
第61章演化機器人
61.1原理
61.2起步
61.3仿真和現實
61.4簡單控製器與復雜行為
61.5光識彆
61.6計算神經行為學
61.7演化與學習
61.8競爭和協作
61.9演化硬件
61.10結論
參考文獻
第62章神經機器人學：從視覺到動作
62.1定義
62.2神經行為學的啓示
62.3小腦的作用
62.4鏡像係統的作用
62.5小結
62.6擴展閱讀
參考文獻
第63章感知機器人
63.1概述
63.2基於樣本的對象錶示
63.3基於樣本的運動錶示
63.4基於樣本的閤成模型：從麵部到運動
63.5結論與擴展閱讀
參考文獻
第64章機器人倫理學：機器人學的社會和倫理含義
64.1方法概念
64.2機器人的特殊性
64.3什麼是機器人？
64.4機器人接受度的文化差異
64.5從文學到當代的爭論
64.6機器人倫理學
64.7倫理和道德
64.8道德理論
64.9科技倫理
64.10實施條件
64.11實施原則
64.12信息和通信技術領域的倫理問題
64.13原則的統一性
64.14道德與職業責任
64.15機器人倫理學分類
64.16結論與擴展閱讀
參考文獻

前言/序言

　　機器人在達到人類前沿的同時，積極應對著新興領域中齣現的各種挑戰。新一代機器人和人類互動，和人類一起探索、工作，它們將會越來越多地接觸人類及其生活。實用機器人的前景令人信服是半個世紀的機器人科學發展的結果，這種發展將機器人作為現代科學學科建立起來。　　機器人領域的快速發展推動瞭這本《機器人手冊》的誕生。隨著期刊、會議論文集和專著的增加，參與機器人科學技術研究的人，特彆是剛進入該領域的人，很難跟得上它大範圍發展的腳步。由於機器人技術是多學科交叉的技術，這個任務就顯得尤為艱難。　　這本手冊依據20世紀80、90年代機器人學的發展成果，這些成果對機器人領域的研究很有參考價值：《機器人策略：規劃和控製》（Brady，Hollerbach，Johnson，Lozano�睵erez，和Mason，MIT齣版社，1982），《機器人科學》（Brady，MIT齣版社，1989），機器人評論1和2（Khatib，Craig，和 Lozano�睵érez，MIT齣版社，1989 和1992）。隨著機器人領域更大的擴展以及嚮其他學科的日漸延伸，人們對一部包含機器人基本知識和先進發展的綜閤性參考手冊的需求越來越強烈。　　這本手冊是世界各國多位積極參與機器人研究的作者的努力成果。將各位作者組織成一個目標明確、能力卓越的團隊，卓有見地地介紹覆蓋機器人各個領域的知識，這是一項艱巨的任務。　　這個工程開始於2005年5月，我們和施普林格歐洲工程主管Dieter Merkle及STAR的資深編輯Thomas Ditzinger一起參加會議期間。一年以前，我們和Frans Groen一道發行瞭“斯普林格先進機器人技術”係列小冊子，這個小冊子迅速成為及時傳播機器人技術研究信息的重要媒介。　　正是在這種背景下，我們開始瞭這個具有挑戰性的任務，滿腔熱情地開始規劃開發技術結構和構建作者團隊。我們構思瞭一部由3層架構、共7篇內容的手冊，在機器人領域已經建立瞭的學術中心、目前正在進行的研發，以及新興應用中獲取該領域多層麵的信息。　　第一層即第1篇是機器人學基礎。綜閤的方法和技術包含在第二層的四篇中，涵蓋瞭機器人的結構、傳感和感知，操作和接口，移動和分布式機器人。第三層，包括機器人技術在兩個領域先進的應用，分彆是：服務機器人和以人為中心的仿人機器人。　　為瞭展開上述各部分，我們設想建立一個編輯團隊，來整理作者的稿件，以組成各個章節。一年後我們的七人編輯團隊形成瞭：David Orin，Frank Park，Henrik Christensen，Makoto Kaneko，Raja Chatila，Alex Zelinsky 和Daniela Rus�薄Ｓ姓庋�一批傑齣的學者緻力於這個手冊的編輯工作，該手冊在學術領域一定是高質量、大跨度的。　　到2005年初，我們的作者超過瞭1150位。為瞭方便內部以及各個章節的交叉參照，把握手冊的編寫進度，我們製作瞭內部網站。第二年，就認真協調瞭手冊的內容。尤其是在2005年和2006年春季的兩個全日製舉行的講習班，大部分作者都齣席瞭。　　本手冊的每一章都由至少3個獨立的審稿人員進行審稿，通常都會包括那一章的編輯和兩位相關章節的作者，有時候也會由一些該領域的其他專傢進行審閱。必須審讀兩遍，有時候甚至是三遍。在這個過程中，隻要認為有必要，就會加入幾位新的作者。本書大部分章節在2007年夏季之前已定稿，在2008年早春之前書稿已全部完成——那時候，我們收到瞭10000多份電子郵件，匯集瞭來自165位作者的7篇總共64章1650多頁的內容，有950幅插圖，5500篇參考文獻。　　我們對作者們的腦力勞動深錶謝意，也同樣感謝審稿人員和各部分編輯的盡職盡責。感謝“施普林格科學和工程手冊”的高級經理Werner Skolaut，他全力支持稿件的編輯加工工作，將手冊的編輯和審稿、齣版相結閤，很快成為瞭我們團隊很投入的一名隊員。感謝Le�睺eX的工作人員的高度專業化的工作，他們重新排版瞭所有的文字，重繪和完善瞭很多圖稿，同時在校對材料時及時地和作者互動。　　在齣版手冊這個想法産生六年之後，這本手冊終於麵世瞭。除瞭它對研究人員的指導意義以外，我們也希望這本手冊能夠吸引一些新的研究者進入機器人領域，激勵這個充滿魅力的領域幾十年的蓬勃發展。每一次努力的完成，總會帶來新的令人振奮的挑戰。在這種時候我們都會提醒我們的研究員——保持前進的梯度。　　Bruno SicilianoOussama Khatib意大利那不勒斯大學、美國斯坦福大學2008年4月


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要上大學瞭，暑假買來充充電。

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