机器人编程实战 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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[美] 卡梅伦·休斯著，刘锦涛译

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出版社：机械工业出版社

ISBN：9787111571568

版次：1

商品编码：12128615

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名：机器人设计与制作系列

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：282

具体描述

内容简介

本书以一位受困于荒岛的年轻人的视角带领读者进行一场冒险。他必须寻找到一种给机器人编程的方法才能得以逃离。本书作为一本控制自主机器人编程指南，介绍了编程机器人传感器、电动机以及将想法转换为机器人可以自主执行任务的实际方法和技术。对于硬、制造商、DIY项目，这些技术可以用于当今领先的机器人微控制器（ARM9和ARM7）和机器人平台（包括广泛流行的低成本Arduino平台，LEGOMindstormsEV3、NXT，以及WoweeRSMedia机器人）。

前言/序言

　　Preface机器人新兵训练营警示作为机器人程序员，我们应确保所从事的编程对于公众和机器人自身都是安全的，这是我们的特殊责任。当对机器人进行编程时，首先要考虑机器人与人类、动物、其他机器人或资产互动时的安全。这对于所有类型机器人的编程都是适用的，尤其是可编程自主机器人，即本书所介绍的机器人类型。本书所涉及的机器人命令、指令、程序和软件仅用于展示，就安全性而言其不适合用于与人类、动物、其他机器人的互动。

　　对机器人安全的深入研究超出了本书的范围。虽然本书所给出的机器人示例和应用经过测试可以确保其正确性和恰当性，但是不能保证其中的命令、指令、程序和软件没有任何瑕疵和错误，与任何适售性的特定标准一致，或满足针对任何特别应用的要求。

　　机器人代码段、程序和示例仅用于阐述，在任何情形下当它们的使用会导致人身伤害、造成财产或时间损失，以及产生理念冲突时，都不应该再继续使用。对于因本书中呈现或在相应支持网站上的机器人、命令、指令、机器人程序和示例的使用所带来的直接或间接损害，作者和出版商不负任何责任。

　　机器人编程新兵训练营欢迎阅读本书。机器人编程“新兵训练营”将确保你着手开始前掌握所有必备的信息。我们已经构建了很多类型的机器人并对它们进行编程，从简单的单用途机器人到先进的多功能自主机器人组群，因而发现这个短期机器人编程训练营对于不熟悉机器人编程或想要学习新技术进行机器人编程的人来说是不可缺少的。

　　准备、设置、走起！无需繁琐接线图I1给出了机器人控制和操作的两种基本分类。

　　图I1机器人操作的两种基本分类遥控机器人是由一名操作员用某种远程控制装置或木偶模式（puppetmode）远程控制机器人的操作。有些远程控制要求一条连线（某种类型的线）以物理方式连接于机器人，而其他远程控制类型则是无线的（如无线电控制或红外控制）。

　　自主机器人是一类不需要人类操作员控制的机器人。它们能自主地访问和执行一组指令，不需要远程控制的干预或中断。

　　本书主要关注自主机器人操作和编程。虽然我们常讨论、解释、比较遥控机器人和自主机器人，但是本书将重点介绍对能够自主运行和执行所分配任务的机器人进行编程的基本概念。

　　如第9章所述，为满足运行策略而进行不同混合并匹配，存在两种类型机器人控制或操作的混合物。我们将会介绍混合并匹配不同的机器人控制策略的技术。

　　警示虽然本书并未假定读者具有机器人编程的经验，但是全书假定读者在标准编程语言（如Java或C++）方面具有一定基础，熟悉基本的编程技巧。同时，本书并非以Java或C++呈现最终的机器人程序，而是先以图或通俗易懂的语言给出基本的机器人指令技巧和概念。本书将引导读者熟悉一些程序用于设计、规划和分析，比如机器人场景图形规划（RobotScenarioVisualPlanning,RSVP）和实际环境中的机器人效能熵（RobotEffectivenessQuotientUsedinRealEnvironments,REQUIRE）。

　　注释本书所有机器人指令、命令和程序已经在基于ARM7、ARM9微控制器的机器人以及流行并广泛使用的LEGONXT、EV3机器人上进行了测试。本书中使用的所有其他机器人软件也均在MacOSX和Linux环境下进行了测试与运行。

　　新兵训练营基础在试图对机器人进行编程前一定要回答五个基本问题：

　　1.?机器人属于哪种类型？2.?机器人将要做什么？3.?机器人将要在哪里执行任务？4.?机器人如何执行任务？5.?如何对机器人进行编程？许多新手和准机器人程序员不能回答这些基本问题，导致机器人项目不能成功实现。在令任意类型的机器人执行所分配任务的过程中，回答这些基本问题是第一步。本书演示了如何通过回答这些问题来形成一个分步的方法，从而成功指导一个机器人自主地执行一系列任务。

　　本书介绍的机器人编程核心技巧本书中，我们将在机器人新兵训练营中讲解的基本技巧如表I1所示。

　　表I1机器人新兵训练营技能表技巧描述机器人运动规划与编程手臂运动夹持器编程末端作用器运动机器人导航利用不同类型的传感器对机器人编程红外传感器超声波传感器触碰传感器光传感器射频识别传感器摄像机传感器温度传感器声音传感器分析传感器使用电动机机器人导航中使用的电动机机器人手臂、夹持器和末端作用器中使用的电动机传感器定位中使用的电动机决策机器人动作选择机器人方向选择机器人路径选择指令转换将英文指令和命令转换成一种编程语言或一种机器人可以处理的指令形式上述技巧是让机器人执行几乎任何所分配任务必需的核心技巧。对上述五个方面做出标注是因为它们代表了夯实机器人编程基石的第二步。

　　基本的通用机器人转换器我们将在本书中使用两个助手以一种易于理解和快速参考的形式呈现机器人程序和常见的机器人编程问题。第一个助手，基本通用机器人转换器（BasicUniversalRobotTranslator，BURT），用于呈现本书中所有的代码段、命令和机器人程序。BURT给出了每个代码段、命令或机器人程序的两个版本：

　　纯英文版本机器人语言版本BURT用于将一组简单且易于理解的英文指令转换成相应的机

《探索未知的边界：智能驱动的未来世界》一、序言：当智能之光点亮前路人类的每一次伟大飞跃，都源于对未知的好奇与对自身能力的探索。从蒸汽机的轰鸣到互联网的连接，再到如今人工智能浪潮的席卷，我们正站在一个前所未有的时代门槛上。在这个由数据、算法和智能驱动的新纪元里，理解并掌握塑造未来的力量，已不再是少数人的专属技能，而是每一个拥抱变革者必备的素养。《探索未知的边界：智能驱动的未来世界》并非一本关于特定技术的教科书，也不是对某种工具的详尽指南。它是一次深入的思考，一次对智能时代宏大图景的描绘，一次对人类如何与日益强大的智能系统共存、共创的深刻洞察。本书将带领读者越过表面的技术喧嚣，直抵智能的核心驱动力，理解它如何重塑我们的生活、工作和社会结构，并激发我们对未来无限可能性的想象。我们生活的世界，正在以前所未有的速度被智能渗透。从你每天早晨唤醒你的智能音箱，到推荐你下一个观看节目的算法，再到优化城市交通的智能系统，智能已无处不在，且日益深入。它不仅仅是冰冷的机器，更是解决复杂问题、提升人类福祉、开拓全新领域的神奇钥匙。然而，伴随着智能的崛起，我们也面临着前所未有的挑战：如何驾驭这股力量？如何确保它服务于人类的共同利益？如何在这个由智能驱动的未来世界中找到我们自己的位置？本书正是为了回应这些问题而诞生。它旨在为所有对未来感到好奇，对智能的潜力既兴奋又有所顾虑的读者提供一个清晰的视角。我们将一起拆解“智能”的内涵，探寻驱动它的逻辑，理解它如何从海量数据中学习，如何做出判断，甚至如何展现出创造力。我们将审视智能在各个领域的应用，从科学研究到艺术创作，从医疗健康到环境保护，发现它带来的颠覆性变革，以及潜在的机遇与风险。我们希望，通过阅读本书，你将不再是智能时代的被动旁观者，而是能够以一种更主动、更具批判性的视角去理解和参与这个时代。你将能够辨别真正具有价值的智能应用，理解其背后的逻辑，并思考它对你个人乃至整个社会的长远影响。更重要的是，你将被激发去思考：在智能日益强大的未来，人类的独特价值何在？我们如何才能与智能和谐共生，共同创造一个更美好、更公平、更可持续的世界？《探索未知的边界：智能驱动的未来世界》是一次思想的旅程，一次对未来的深度预研，一次对人类智慧与机器智能协同创新的美好畅想。我们邀请你一同踏上这段旅程，去探索那片令人着迷的未知边界。二、第一章：智能的基因——理解“智慧”的本质本章将深入剖析“智能”这一核心概念，打破其神秘面纱，从最基础的层面揭示其运作原理。我们将探讨智能的演化历程，从生物智能的奇妙机制，到人类智慧的独特之处，再到如今人工智能的崛起。什么是智能？我们并非仅仅讨论冰冷的计算能力，而是着眼于解决问题、学习、适应、推理、感知、理解和创造等一系列复杂的能力。对比生物智能与人工智能的异同：人类智能的优势在于情感、直觉、创造力和自我意识，而人工智能在处理大数据、模式识别和高速运算方面展现出惊人的效率。智能的层级划分：从简单的响应式行为到复杂的决策制定，再到能够进行抽象推理和反思的通用人工智能。数据：智能的燃料数据在现代智能系统中的核心作用，如同血液之于生命。大数据的重要性：海量、多样、高速流动的数据如何为智能学习提供养分。数据的质量与偏见：分析数据质量对智能系统性能的影响，以及数据偏见可能带来的伦理问题。数据采集、处理与存储的技术基础：简要介绍支撑大数据运作的底层技术，如传感器、云存储、分布式计算等。算法：智能的脉络算法是指导智能系统如何处理数据、进行学习和做出决策的规则集合。机器学习的原理：介绍监督学习、无监督学习、强化学习等基本模式，以及它们在不同应用场景下的作用。深度学习的突破：解释神经网络的结构和工作机制，以及它如何实现更高级别的模式识别和特征提取。算法的迭代与优化：理解算法并非一成不变，而是通过不断学习和反馈进行自我完善的过程。学习与适应：智能的成长之道智能系统的“学习”并非人类的学习，而是通过数据训练来调整模型参数，从而提升性能的过程。泛化能力：一个好的智能系统不仅能在训练数据上表现出色，更能将学到的知识应用于未知数据。适应性：智能系统如何根据环境变化或新的数据输入进行实时调整和优化。 “涌现”现象：在复杂的智能系统中，有时会出现超越设计者预期的能力，这正是智能魅力所在。三、第二章：智能的应用场景——颠覆与重塑本章将跳出抽象的技术层面，聚焦于智能技术在现实世界中已经和即将带来的深刻变革，展示智能如何成为推动社会进步和个人发展的强大引擎。重塑产业格局：制造业的智能化升级：预测性维护、智能排产、自动化生产线，如何提升效率、降低成本，并催生新的生产模式。金融领域的智能风控与个性化服务：智能投顾、欺诈检测、精准营销，如何改变金融交易和投资决策。交通运输的智慧化：自动驾驶技术、智能交通管理系统、共享出行平台的优化，如何提高安全性和效率，缓解拥堵。零售业的精准营销与客户体验：个性化推荐、智能库存管理、虚拟试衣，如何提升购物的便利性和愉悦感。赋能科学研究与创新：新药研发与疾病诊断：利用AI加速药物分子筛选，辅助医生进行早期诊断，个性化治疗方案的制定。材料科学的发现： AI如何帮助科学家发现具有特定性能的新型材料。天文学与宇宙探索： AI在分析海量天文数据、识别天文现象中的作用。气候变化建模与预测：利用智能模型更好地理解和预测气候变化趋势。改变日常生活方式：智能家居的普及：语音助手、智能家电、安全监控，如何让家居生活更便捷、舒适和节能。个性化教育与终身学习：智能辅导系统、自适应学习平台，如何为不同学习者提供量身定制的学习路径。医疗健康管理：可穿戴设备的数据分析、远程医疗、健康风险预测，如何帮助人们更好地管理自身健康。娱乐与文化产业的创新： AI生成艺术、音乐、剧本，以及智能推荐系统如何丰富我们的娱乐体验。提升城市管理与公共服务：智慧城市的构建：智能电网、智能水务、废物管理优化，如何提升城市运行效率和可持续性。公共安全与应急响应：智能监控、灾害预测、应急资源调度，如何提高城市的安全性和抗风险能力。环境保护与资源优化： AI在监测污染、优化能源利用、保护生物多样性等方面的应用。四、第三章：智能时代的伦理与挑战——审慎前行智能技术的飞速发展，在带来无限可能的同时，也伴随着不容忽视的伦理困境和社会挑战。本章将聚焦于这些关键问题，呼吁读者以审慎的态度思考智能的未来。隐私的界限与数据安全：海量个人数据被收集、分析，如何平衡便利性与个人隐私保护。数据泄露、滥用和监控的风险，以及如何构建有效的隐私保护机制。 “数字足迹”的累积与潜在影响。算法的公平性与偏见：算法可能继承甚至放大训练数据中的社会偏见，导致歧视性结果。在招聘、信贷、司法等关键领域，算法偏见可能造成的严重后果。如何设计和评估公平的算法，确保机会均等。就业岗位的重塑与失业风险：自动化和智能化可能取代部分重复性劳动岗位，引发结构性失业。未来社会对新型技能的需求，以及如何进行人才转型和再培训。探讨“普遍基本收入”等潜在的社会保障方案。自主性与决策权：当智能系统在关键决策中扮演越来越重要的角色，人类的自主性和决策权如何保障。在医疗、法律、军事等领域，如何界定人类与智能系统的责任归属。 “黑箱”算法的不可解释性带来的挑战。智能的责任与道德边界：当智能系统造成损害时，责任应由谁承担？开发者、使用者还是智能本身？自动驾驶汽车在紧急情况下的“道德困境”：例如，在不可避免的事故中，系统应如何选择损失最小化的方案。类人智能的出现可能带来的伦理难题。技术鸿沟与数字不平等：智能技术的普及可能加剧发达国家与发展中国家、富裕阶层与弱势群体之间的数字鸿沟。如何确保智能技术的普惠性，让更多人从中受益。五、第四章：人与智能的共舞——协作与创造智能并非是人类的替代品，而是人类能力的重要延伸。本章将探讨如何实现人与智能的有效协作，激发协同创新，共同开创更美好的未来。 “超级个体”的诞生：智能工具如何增强人类的学习、工作和创造能力。个性化信息获取、高效任务管理，智能如何帮助个人实现潜能最大化。将智能作为“副驾驶”或“助手”，而非“驾驶员”。人机协作的新模式：在复杂任务中，人类的判断力、创造力和同情心，与智能的高效处理能力相结合。设计思考与人机交互：如何创造更直观、更易于理解和控制的智能系统。 “增强智能”（Augmented Intelligence）的概念：而非仅仅是“人工智能”。激发人类的独特价值：在智能可以处理重复性、逻辑性任务的时代，人类的创造力、批判性思维、情感智能、同理心等独特品质将愈发重要。教育体系的革新：如何培养面向未来的、拥有“软技能”的人才。关注那些智能难以触及的领域：艺术、哲学、人际关系、情感关怀等。共创智能的未来：公众参与：鼓励社会各界参与到智能技术的发展和治理讨论中。跨学科合作：融合技术、人文、社会科学等多领域知识，共同塑造负责任的智能未来。教育与科普：提升公众对智能技术的认知水平，减少不必要的恐慌，引导理性思考。面向未来的学习与成长：在快速变化的智能时代，持续学习和适应能力至关重要。拥抱终身学习的态度，不断更新知识和技能，以应对新的挑战和机遇。培养独立思考和解决问题的能力，成为智能时代的主动驾驭者。六、结语：未来的邀约《探索未知的边界：智能驱动的未来世界》并非终点，而是起点。它提供了一个思考的框架，一个审视的视角，一份对未来的美好期许。智能技术的发展永无止境，人类的探索也必将继续。我们站在智能的光芒之下，既能看到无限的可能性，也面临着深刻的挑战。理解智能的本质，洞察其应用，审视其伦理，并积极探索与智能的和谐共生之道，是我们这个时代赋予每个人的使命。愿本书能点燃你对智能未来的好奇心，激发你独立思考的热情，并鼓励你以一种更积极、更具建设性的方式，参与到塑造我们共同未来的进程中。智能时代并非注定，它的方向，掌握在我们手中，掌握在所有愿意探索、愿意思考、愿意创造的人手中。让我们携手，共同探索那片令人着迷的未知边界，书写智能与人类共舞的壮丽篇章。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的收获就是对机器人“大脑”的运作有了更清晰的认识。以往，机器人对我来说可能就是一些酷炫的机械结构，但这本书让我深入了解了驱动这些机械运动的“思想”。书中的讲解非常循序渐进，即使是一些比较抽象的算法，作者也用了很多生动的比喻和清晰的图示来辅助理解。我尤其喜欢其中关于“感知”和“决策”的部分，作者详细介绍了各种传感器的原理和数据处理方法，以及如何利用这些数据来让机器人“看懂”世界。而“决策”部分更是精彩，从简单的规则判断，到复杂的机器学习模型，作者都给出了实际的应用案例，让我看到了如何让机器人做出智能的反应。最让我惊喜的是，书中并没有回避一些技术难题，而是鼓励读者去尝试、去解决。例如，在处理传感器噪声、优化路径规划算法等方面，作者都提供了自己的经验和建议。我感觉这本书不仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的老师，在引导我克服学习过程中的困难。通过这本书，我不仅学到了知识，更重要的是培养了解决问题的思维方式，这对于我未来的学习和工作都将大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

从一个完全零基础的门外汉的角度来看，这本书就像是一本通俗易懂的“入门手册”。我之前对机器人编程的印象就是各种复杂的代码和抽象的概念，一直不敢轻易尝试。但是，这本书的作者用非常接地气的方式，将那些复杂的知识变得生动有趣。比如，在讲解传感器原理的时候，作者会用生活中常见的例子来类比，让我瞬间就能理解。而对于代码部分，书中的示例代码都是简洁明了，并且都有详细的解释，让我这个编程小白也能看懂。更让我感到惊喜的是，书中还提供了一些“踩坑指南”，提前告诉读者可能会遇到哪些问题，以及如何解决。这大大减少了我在实践过程中可能遇到的挫败感。我特别喜欢书中那种“鼓励尝试”的氛围，让我觉得即使犯错也是学习的一部分。这本书不仅让我了解了机器人编程的基础知识，更重要的是，它让我克服了对这个领域的恐惧，燃起了我深入学习的决心。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的不仅仅是技术上的提升，更是一种全新的视角。我一直以为机器人编程是一门高度专业化的学科，需要深厚的数学和计算机科学功底。但这本书的出现，让我看到了普通爱好者也能参与其中的可能性。作者在书中非常注重“可操作性”，很多例子都是基于常见的硬件平台和开源软件，这大大降低了学习门槛。我尤其欣赏书中对于“模块化”和“组件化”编程思想的强调，这让我在构建复杂的机器人系统时，能够更有条理，更易于维护和扩展。书中的代码示例结构清晰，注释详细，即使是初学者也能很快理解其逻辑。此外，书中还穿插了一些关于机器人伦理和未来发展的讨论，这让我不仅关注技术本身，也开始思考机器人对社会的影响。这种人文关怀的融入，让这本书更加引人入胜，也让我对机器人这个领域产生了更深层次的思考。总的来说，这本书是一次非常愉快的阅读体验，它激发了我对机器人编程的浓厚兴趣，也让我看到了将创意变为现实的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，一看就给人一种专业、扎实的感觉。我平时对机器人领域就颇有兴趣，尤其想了解机器人是如何被“赋予”智慧，能够执行复杂任务的。虽然我不是科班出身，但对编程一直抱有热情，也了解一些基础的编程概念。拿到这本书，我最大的感受就是它不像那些空泛的理论书籍，而是充满了实际操作和案例分析。翻开目录，立刻被吸引住了，从基础的硬件连接、传感器数据采集，到更高级的路径规划、机器学习应用，内容覆盖面非常广。更重要的是，它并没有止步于理论讲解，而是强调“实战”，这意味着书中会有大量的代码示例、项目指导，甚至可能是搭建具体机器人的步骤。我特别期待书中能够详细讲解如何利用一些开源的机器人平台，比如ROS，来完成一些有意思的项目。我想了解如何让机器人识别物体、如何让它在复杂环境中导航、甚至是如何让它学会一些简单的互动。这本书的出现，对我来说就像是点亮了一盏指引我进入机器人编程世界的明灯，让我看到了理论与实践结合的可能性。我迫不及待地想动手实践，将书中的知识转化为自己能够操控的机器人。

评分☆☆☆☆☆

对于一个在校大学生来说，寻找一本能够真正指导实际操作的书籍非常重要。而这本书恰恰满足了我的需求。它并没有过多的理论堆砌，而是将重心放在了“如何去做”上。我最喜欢的部分是书中关于“动手实践”的章节，作者详细列出了所需的硬件清单，以及搭建和连接的步骤，并且还提供了完整的代码，可以直接运行。这让我这个编程新手也能快速上手，体验到创造的乐趣。通过跟随书中的指导，我成功地搭建了一个能够避障的小型机器人，看着它在我的指令下灵活地穿梭，那种成就感是难以言表的。更棒的是，书中还鼓励读者进行二次开发，引导我们去思考如何改进算法，如何添加新的功能。这让我不再是被动地学习，而是主动地去探索和创新。这本书为我提供了一个非常好的起点，让我对机器人技术产生了浓厚的兴趣，并且有信心在未来深入研究这个领域。

评分☆☆☆☆☆

虽然价格有点高但还是得买啊

评分☆☆☆☆☆

这本ros书呢确实有一些错误不过也能帮助快速的过一遍wiki

评分☆☆☆☆☆

工作学习使用，内容还没看，希望值得

评分☆☆☆☆☆

内容不错，好好学习，天天向上晚上11点前下单，基本第二天早上就一到。就到了。

评分☆☆☆☆☆

质量不错，翻译好，内容详实

评分☆☆☆☆☆

封面有折痕，其他还好，还没看，等慢慢研究下！