具身智能机器人:原理与实践电子书

前言 PREFACE

第一部分 机器人基础

CHAPTER 1 第1章 机器人概述

1.1 什么是机器人

1.2 机器人的历史

1.3 当代机器人

1.4 大模型与机器人

1.5 具身智能

1.6 实践：“算算”机器人简介

思考题

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CHAPTER 2 第2章 具身智能机器人基础概念

2.1 机器人的软硬件基本组成

2.2 机器人的简化模型

2.3 机器人的基本任务

2.4 智能机器人的“大脑”与“小脑”

2.5 实践：“算算”机器人的基本组成

思考题

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CHAPTER 3 第3章 机器人本体

3.1 机器人的行走机构

3.2 机器人的操作结构

3.3 机器人的整体架构

3.4 机器人的控制系统

3.5 机器人的智能计算系统

3.6 实践：“算算”机器人的本体系统

思考题

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CHAPTER 4 第4章 机器人软件系统结构

4.1 机器人软件系统结构概述

4.2 机器人分层控制结构

4.3 机器人软件系统结构设计过程

4.4 实践：“算算”机器人的软件系统结构

思考题

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CHAPTER 5 第5章 机器人操作系统

5.1 操作系统与中间件

5.2 ROS的概念、原理与应用

5.3 实践：“算算”机器人中的ROS节点

思考题

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CHAPTER 6 第6章 机器人学中的坐标变换

6.1 位置与旋转

6.2 旋转变换

6.3 多次旋转的组合

6.4 旋转的参数化

6.5 刚性运动与齐次变换

6.6 实践：“算算”机器人中的坐标系

思考题

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CHAPTER 7 第7章 机器人运动学基础

7.1 正运动学

7.2 速度运动学

7.3 逆运动学

7.4 机器人奇异点

7.5 机器人控制基础

思考题

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CHAPTER 8 第8章 机器人感知概述

8.1 机器人通用感知过程

8.2 传感数据表示方法

8.3 机器人常用环境感知方法

8.4 感知估计

8.5 实践：“算算”机器人中的感知

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第二部分 机器人系统

CHAPTER 9 第9章 机器人语音

9.1 语音识别

9.2 语义理解

9.3 语音合成

9.4 实践：“算算”机器人中的语音子系统

思考题

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CHAPTER 10 第10章 机器人视觉

10.1 物体识别

10.2 人物识别

10.3 实践：“算算”机器人中的视觉子系统

思考题

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CHAPTER 11 第11章 机器人移动

11.1 机器人移动概述

11.2 不同环境中的机器人定位方法

11.3 机器人移动规划

11.4 机器人避障

11.5 即时定位与地图构建

11.6 实践：“算算”机器人中的移动子系统

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CHAPTER 12 第12章 机器人操作

12.1 抓取与操作任务

12.2 稳定抓取

12.3 操作规划

12.4 柔性操作

12.5 视觉伺服

12.6 力控操作

12.7 实践：“算算”机器人中的操作子系统

思考题

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CHAPTER 13 第13章 机器人系统仿真

13.1 系统仿真概述

13.2 系统仿真环境

13.3 机器人仿真数据

13.4 RVR技术

思考题

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第三部分 具身智能机器人交互

CHAPTER 14 第14章 现代具身智能

14.1 具身智能概述

14.2 多模态大模型

14.3 意图识别

14.4 环境认知

14.5 通用抓取

14.6 具身导航

14.7 仿真到现实的适应性

14.8 具身智能发展中待解决的问题

思考题

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CHAPTER 15 第15章 人与机器人的交互

15.1 与人在一起的智能机器人

15.2 HRI的基本概念

15.3 HRI的要素

思考题

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CHAPTER 16 第16章 机器人的情感

16.1 情感机器人

16.2 机器人对人类的情感识别方法

16.3 机器人的情感表达

16.4 机器人的“情商”

思考题

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CHAPTER 17 第17章 机器人伦理

17.1 机器人与伦理

17.2 机器人伦理学

17.3 针对阿西莫夫机器人三定律的思考

17.4 智能机器人学习过程中的新问题

17.5 在机器人与人类共存时代需要注意的新问题

思考题

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CHAPTER 18 第18章 具身智能机器人的未来

18.1 人们对于具身智能机器人的期望

18.2 新形态机器人

18.3 展望2030年的具身智能机器人

思考题

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附录 具身智能机器人领域相关资源

参考文献