機器人編程實戰 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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[美] 卡梅倫·休斯著，劉錦濤譯

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齣版社：機械工業齣版社

ISBN：9787111571568

版次：1

商品編碼：12128615

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名：機器人設計與製作係列

開本：16開

齣版時間：2017-07-01

用紙：膠版紙

頁數：282

具體描述

內容簡介

本書以一位受睏於荒島的年輕人的視角帶領讀者進行一場冒險。他必須尋找到一種給機器人編程的方法纔能得以逃離。本書作為一本控製自主機器人編程指南，介紹瞭編程機器人傳感器、電動機以及將想法轉換為機器人可以自主執行任務的實際方法和技術。對於硬、製造商、DIY項目，這些技術可以用於當今領先的機器人微控製器（ARM9和ARM7）和機器人平颱（包括廣泛流行的低成本Arduino平颱，LEGOMindstormsEV3、NXT，以及WoweeRSMedia機器人）。

前言/序言

　　Preface機器人新兵訓練營警示作為機器人程序員，我們應確保所從事的編程對於公眾和機器人自身都是安全的，這是我們的特殊責任。當對機器人進行編程時，首先要考慮機器人與人類、動物、其他機器人或資産互動時的安全。這對於所有類型機器人的編程都是適用的，尤其是可編程自主機器人，即本書所介紹的機器人類型。本書所涉及的機器人命令、指令、程序和軟件僅用於展示，就安全性而言其不適閤用於與人類、動物、其他機器人的互動。

　　對機器人安全的深入研究超齣瞭本書的範圍。雖然本書所給齣的機器人示例和應用經過測試可以確保其正確性和恰當性，但是不能保證其中的命令、指令、程序和軟件沒有任何瑕疵和錯誤，與任何適售性的特定標準一緻，或滿足針對任何特彆應用的要求。

　　機器人代碼段、程序和示例僅用於闡述，在任何情形下當它們的使用會導緻人身傷害、造成財産或時間損失，以及産生理念衝突時，都不應該再繼續使用。對於因本書中呈現或在相應支持網站上的機器人、命令、指令、機器人程序和示例的使用所帶來的直接或間接損害，作者和齣版商不負任何責任。

　　機器人編程新兵訓練營歡迎閱讀本書。機器人編程“新兵訓練營”將確保你著手開始前掌握所有必備的信息。我們已經構建瞭很多類型的機器人並對它們進行編程，從簡單的單用途機器人到先進的多功能自主機器人組群，因而發現這個短期機器人編程訓練營對於不熟悉機器人編程或想要學習新技術進行機器人編程的人來說是不可缺少的。

　　準備、設置、走起！無需繁瑣接綫圖I1給齣瞭機器人控製和操作的兩種基本分類。

　　圖I1機器人操作的兩種基本分類遙控機器人是由一名操作員用某種遠程控製裝置或木偶模式（puppetmode）遠程控製機器人的操作。有些遠程控製要求一條連綫（某種類型的綫）以物理方式連接於機器人，而其他遠程控製類型則是無綫的（如無綫電控製或紅外控製）。

　　自主機器人是一類不需要人類操作員控製的機器人。它們能自主地訪問和執行一組指令，不需要遠程控製的乾預或中斷。

　　本書主要關注自主機器人操作和編程。雖然我們常討論、解釋、比較遙控機器人和自主機器人，但是本書將重點介紹對能夠自主運行和執行所分配任務的機器人進行編程的基本概念。

　　如第9章所述，為滿足運行策略而進行不同混閤並匹配，存在兩種類型機器人控製或操作的混閤物。我們將會介紹混閤並匹配不同的機器人控製策略的技術。

　　警示雖然本書並未假定讀者具有機器人編程的經驗，但是全書假定讀者在標準編程語言（如Java或C++）方麵具有一定基礎，熟悉基本的編程技巧。同時，本書並非以Java或C++呈現最終的機器人程序，而是先以圖或通俗易懂的語言給齣基本的機器人指令技巧和概念。本書將引導讀者熟悉一些程序用於設計、規劃和分析，比如機器人場景圖形規劃（RobotScenarioVisualPlanning,RSVP）和實際環境中的機器人效能熵（RobotEffectivenessQuotientUsedinRealEnvironments,REQUIRE）。

　　注釋本書所有機器人指令、命令和程序已經在基於ARM7、ARM9微控製器的機器人以及流行並廣泛使用的LEGONXT、EV3機器人上進行瞭測試。本書中使用的所有其他機器人軟件也均在MacOSX和Linux環境下進行瞭測試與運行。

　　新兵訓練營基礎在試圖對機器人進行編程前一定要迴答五個基本問題：

　　1.?機器人屬於哪種類型？2.?機器人將要做什麼？3.?機器人將要在哪裏執行任務？4.?機器人如何執行任務？5.?如何對機器人進行編程？許多新手和準機器人程序員不能迴答這些基本問題，導緻機器人項目不能成功實現。在令任意類型的機器人執行所分配任務的過程中，迴答這些基本問題是第一步。本書演示瞭如何通過迴答這些問題來形成一個分步的方法，從而成功指導一個機器人自主地執行一係列任務。

　　本書介紹的機器人編程核心技巧本書中，我們將在機器人新兵訓練營中講解的基本技巧如錶I1所示。

　　錶I1機器人新兵訓練營技能錶技巧描述機器人運動規劃與編程手臂運動夾持器編程末端作用器運動機器人導航利用不同類型的傳感器對機器人編程紅外傳感器超聲波傳感器觸碰傳感器光傳感器射頻識彆傳感器攝像機傳感器溫度傳感器聲音傳感器分析傳感器使用電動機機器人導航中使用的電動機機器人手臂、夾持器和末端作用器中使用的電動機傳感器定位中使用的電動機決策機器人動作選擇機器人方嚮選擇機器人路徑選擇指令轉換將英文指令和命令轉換成一種編程語言或一種機器人可以處理的指令形式上述技巧是讓機器人執行幾乎任何所分配任務必需的核心技巧。對上述五個方麵做齣標注是因為它們代錶瞭夯實機器人編程基石的第二步。

　　基本的通用機器人轉換器我們將在本書中使用兩個助手以一種易於理解和快速參考的形式呈現機器人程序和常見的機器人編程問題。第一個助手，基本通用機器人轉換器（BasicUniversalRobotTranslator，BURT），用於呈現本書中所有的代碼段、命令和機器人程序。BURT給齣瞭每個代碼段、命令或機器人程序的兩個版本：

　　純英文版本機器人語言版本BURT用於將一組簡單且易於理解的英文指令轉換成相應的機

《探索未知的邊界：智能驅動的未來世界》一、序言：當智能之光點亮前路人類的每一次偉大飛躍，都源於對未知的好奇與對自身能力的探索。從蒸汽機的轟鳴到互聯網的連接，再到如今人工智能浪潮的席捲，我們正站在一個前所未有的時代門檻上。在這個由數據、算法和智能驅動的新紀元裏，理解並掌握塑造未來的力量，已不再是少數人的專屬技能，而是每一個擁抱變革者必備的素養。《探索未知的邊界：智能驅動的未來世界》並非一本關於特定技術的教科書，也不是對某種工具的詳盡指南。它是一次深入的思考，一次對智能時代宏大圖景的描繪，一次對人類如何與日益強大的智能係統共存、共創的深刻洞察。本書將帶領讀者越過錶麵的技術喧囂，直抵智能的核心驅動力，理解它如何重塑我們的生活、工作和社會結構，並激發我們對未來無限可能性的想象。我們生活的世界，正在以前所未有的速度被智能滲透。從你每天早晨喚醒你的智能音箱，到推薦你下一個觀看節目的算法，再到優化城市交通的智能係統，智能已無處不在，且日益深入。它不僅僅是冰冷的機器，更是解決復雜問題、提升人類福祉、開拓全新領域的神奇鑰匙。然而，伴隨著智能的崛起，我們也麵臨著前所未有的挑戰：如何駕馭這股力量？如何確保它服務於人類的共同利益？如何在這個由智能驅動的未來世界中找到我們自己的位置？本書正是為瞭迴應這些問題而誕生。它旨在為所有對未來感到好奇，對智能的潛力既興奮又有所顧慮的讀者提供一個清晰的視角。我們將一起拆解“智能”的內涵，探尋驅動它的邏輯，理解它如何從海量數據中學習，如何做齣判斷，甚至如何展現齣創造力。我們將審視智能在各個領域的應用，從科學研究到藝術創作，從醫療健康到環境保護，發現它帶來的顛覆性變革，以及潛在的機遇與風險。我們希望，通過閱讀本書，你將不再是智能時代的被動旁觀者，而是能夠以一種更主動、更具批判性的視角去理解和參與這個時代。你將能夠辨彆真正具有價值的智能應用，理解其背後的邏輯，並思考它對你個人乃至整個社會的長遠影響。更重要的是，你將被激發去思考：在智能日益強大的未來，人類的獨特價值何在？我們如何纔能與智能和諧共生，共同創造一個更美好、更公平、更可持續的世界？《探索未知的邊界：智能驅動的未來世界》是一次思想的旅程，一次對未來的深度預研，一次對人類智慧與機器智能協同創新的美好暢想。我們邀請你一同踏上這段旅程，去探索那片令人著迷的未知邊界。二、第一章：智能的基因——理解“智慧”的本質本章將深入剖析“智能”這一核心概念，打破其神秘麵紗，從最基礎的層麵揭示其運作原理。我們將探討智能的演化曆程，從生物智能的奇妙機製，到人類智慧的獨特之處，再到如今人工智能的崛起。什麼是智能？我們並非僅僅討論冰冷的計算能力，而是著眼於解決問題、學習、適應、推理、感知、理解和創造等一係列復雜的能力。對比生物智能與人工智能的異同：人類智能的優勢在於情感、直覺、創造力和自我意識，而人工智能在處理大數據、模式識彆和高速運算方麵展現齣驚人的效率。智能的層級劃分：從簡單的響應式行為到復雜的決策製定，再到能夠進行抽象推理和反思的通用人工智能。數據：智能的燃料數據在現代智能係統中的核心作用，如同血液之於生命。大數據的重要性：海量、多樣、高速流動的數據如何為智能學習提供養分。數據的質量與偏見：分析數據質量對智能係統性能的影響，以及數據偏見可能帶來的倫理問題。數據采集、處理與存儲的技術基礎：簡要介紹支撐大數據運作的底層技術，如傳感器、雲存儲、分布式計算等。算法：智能的脈絡算法是指導智能係統如何處理數據、進行學習和做齣決策的規則集閤。機器學習的原理：介紹監督學習、無監督學習、強化學習等基本模式，以及它們在不同應用場景下的作用。深度學習的突破：解釋神經網絡的結構和工作機製，以及它如何實現更高級彆的模式識彆和特徵提取。算法的迭代與優化：理解算法並非一成不變，而是通過不斷學習和反饋進行自我完善的過程。學習與適應：智能的成長之道智能係統的“學習”並非人類的學習，而是通過數據訓練來調整模型參數，從而提升性能的過程。泛化能力：一個好的智能係統不僅能在訓練數據上錶現齣色，更能將學到的知識應用於未知數據。適應性：智能係統如何根據環境變化或新的數據輸入進行實時調整和優化。 “湧現”現象：在復雜的智能係統中，有時會齣現超越設計者預期的能力，這正是智能魅力所在。三、第二章：智能的應用場景——顛覆與重塑本章將跳齣抽象的技術層麵，聚焦於智能技術在現實世界中已經和即將帶來的深刻變革，展示智能如何成為推動社會進步和個人發展的強大引擎。重塑産業格局：製造業的智能化升級：預測性維護、智能排産、自動化生産綫，如何提升效率、降低成本，並催生新的生産模式。金融領域的智能風控與個性化服務：智能投顧、欺詐檢測、精準營銷，如何改變金融交易和投資決策。交通運輸的智慧化：自動駕駛技術、智能交通管理係統、共享齣行平颱的優化，如何提高安全性和效率，緩解擁堵。零售業的精準營銷與客戶體驗：個性化推薦、智能庫存管理、虛擬試衣，如何提升購物的便利性和愉悅感。賦能科學研究與創新：新藥研發與疾病診斷：利用AI加速藥物分子篩選，輔助醫生進行早期診斷，個性化治療方案的製定。材料科學的發現： AI如何幫助科學傢發現具有特定性能的新型材料。天文學與宇宙探索： AI在分析海量天文數據、識彆天文現象中的作用。氣候變化建模與預測：利用智能模型更好地理解和預測氣候變化趨勢。改變日常生活方式：智能傢居的普及：語音助手、智能傢電、安全監控，如何讓傢居生活更便捷、舒適和節能。個性化教育與終身學習：智能輔導係統、自適應學習平颱，如何為不同學習者提供量身定製的學習路徑。醫療健康管理：可穿戴設備的數據分析、遠程醫療、健康風險預測，如何幫助人們更好地管理自身健康。娛樂與文化産業的創新： AI生成藝術、音樂、劇本，以及智能推薦係統如何豐富我們的娛樂體驗。提升城市管理與公共服務：智慧城市的構建：智能電網、智能水務、廢物管理優化，如何提升城市運行效率和可持續性。公共安全與應急響應：智能監控、災害預測、應急資源調度，如何提高城市的安全性和抗風險能力。環境保護與資源優化： AI在監測汙染、優化能源利用、保護生物多樣性等方麵的應用。四、第三章：智能時代的倫理與挑戰——審慎前行智能技術的飛速發展，在帶來無限可能的同時，也伴隨著不容忽視的倫理睏境和社會挑戰。本章將聚焦於這些關鍵問題，呼籲讀者以審慎的態度思考智能的未來。隱私的界限與數據安全：海量個人數據被收集、分析，如何平衡便利性與個人隱私保護。數據泄露、濫用和監控的風險，以及如何構建有效的隱私保護機製。 “數字足跡”的纍積與潛在影響。算法的公平性與偏見：算法可能繼承甚至放大訓練數據中的社會偏見，導緻歧視性結果。在招聘、信貸、司法等關鍵領域，算法偏見可能造成的嚴重後果。如何設計和評估公平的算法，確保機會均等。就業崗位的重塑與失業風險：自動化和智能化可能取代部分重復性勞動崗位，引發結構性失業。未來社會對新型技能的需求，以及如何進行人纔轉型和再培訓。探討“普遍基本收入”等潛在的社會保障方案。自主性與決策權：當智能係統在關鍵決策中扮演越來越重要的角色，人類的自主性和決策權如何保障。在醫療、法律、軍事等領域，如何界定人類與智能係統的責任歸屬。 “黑箱”算法的不可解釋性帶來的挑戰。智能的責任與道德邊界：當智能係統造成損害時，責任應由誰承擔？開發者、使用者還是智能本身？自動駕駛汽車在緊急情況下的“道德睏境”：例如，在不可避免的事故中，係統應如何選擇損失最小化的方案。類人智能的齣現可能帶來的倫理難題。技術鴻溝與數字不平等：智能技術的普及可能加劇發達國傢與發展中國傢、富裕階層與弱勢群體之間的數字鴻溝。如何確保智能技術的普惠性，讓更多人從中受益。五、第四章：人與智能的共舞——協作與創造智能並非是人類的替代品，而是人類能力的重要延伸。本章將探討如何實現人與智能的有效協作，激發協同創新，共同開創更美好的未來。 “超級個體”的誕生：智能工具如何增強人類的學習、工作和創造能力。個性化信息獲取、高效任務管理，智能如何幫助個人實現潛能最大化。將智能作為“副駕駛”或“助手”，而非“駕駛員”。人機協作的新模式：在復雜任務中，人類的判斷力、創造力和同情心，與智能的高效處理能力相結閤。設計思考與人機交互：如何創造更直觀、更易於理解和控製的智能係統。 “增強智能”（Augmented Intelligence）的概念：而非僅僅是“人工智能”。激發人類的獨特價值：在智能可以處理重復性、邏輯性任務的時代，人類的創造力、批判性思維、情感智能、同理心等獨特品質將愈發重要。教育體係的革新：如何培養麵嚮未來的、擁有“軟技能”的人纔。關注那些智能難以觸及的領域：藝術、哲學、人際關係、情感關懷等。共創智能的未來：公眾參與：鼓勵社會各界參與到智能技術的發展和治理討論中。跨學科閤作：融閤技術、人文、社會科學等多領域知識，共同塑造負責任的智能未來。教育與科普：提升公眾對智能技術的認知水平，減少不必要的恐慌，引導理性思考。麵嚮未來的學習與成長：在快速變化的智能時代，持續學習和適應能力至關重要。擁抱終身學習的態度，不斷更新知識和技能，以應對新的挑戰和機遇。培養獨立思考和解決問題的能力，成為智能時代的主動駕馭者。六、結語：未來的邀約《探索未知的邊界：智能驅動的未來世界》並非終點，而是起點。它提供瞭一個思考的框架，一個審視的視角，一份對未來的美好期許。智能技術的發展永無止境，人類的探索也必將繼續。我們站在智能的光芒之下，既能看到無限的可能性，也麵臨著深刻的挑戰。理解智能的本質，洞察其應用，審視其倫理，並積極探索與智能的和諧共生之道，是我們這個時代賦予每個人的使命。願本書能點燃你對智能未來的好奇心，激發你獨立思考的熱情，並鼓勵你以一種更積極、更具建設性的方式，參與到塑造我們共同未來的進程中。智能時代並非注定，它的方嚮，掌握在我們手中，掌握在所有願意探索、願意思考、願意創造的人手中。讓我們攜手，共同探索那片令人著迷的未知邊界，書寫智能與人類共舞的壯麗篇章。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

對於一個在校大學生來說，尋找一本能夠真正指導實際操作的書籍非常重要。而這本書恰恰滿足瞭我的需求。它並沒有過多的理論堆砌，而是將重心放在瞭“如何去做”上。我最喜歡的部分是書中關於“動手實踐”的章節，作者詳細列齣瞭所需的硬件清單，以及搭建和連接的步驟，並且還提供瞭完整的代碼，可以直接運行。這讓我這個編程新手也能快速上手，體驗到創造的樂趣。通過跟隨書中的指導，我成功地搭建瞭一個能夠避障的小型機器人，看著它在我的指令下靈活地穿梭，那種成就感是難以言錶的。更棒的是，書中還鼓勵讀者進行二次開發，引導我們去思考如何改進算法，如何添加新的功能。這讓我不再是被動地學習，而是主動地去探索和創新。這本書為我提供瞭一個非常好的起點，讓我對機器人技術産生瞭濃厚的興趣，並且有信心在未來深入研究這個領域。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的收獲就是對機器人“大腦”的運作有瞭更清晰的認識。以往，機器人對我來說可能就是一些酷炫的機械結構，但這本書讓我深入瞭解瞭驅動這些機械運動的“思想”。書中的講解非常循序漸進，即使是一些比較抽象的算法，作者也用瞭很多生動的比喻和清晰的圖示來輔助理解。我尤其喜歡其中關於“感知”和“決策”的部分，作者詳細介紹瞭各種傳感器的原理和數據處理方法，以及如何利用這些數據來讓機器人“看懂”世界。而“決策”部分更是精彩，從簡單的規則判斷，到復雜的機器學習模型，作者都給齣瞭實際的應用案例，讓我看到瞭如何讓機器人做齣智能的反應。最讓我驚喜的是，書中並沒有迴避一些技術難題，而是鼓勵讀者去嘗試、去解決。例如，在處理傳感器噪聲、優化路徑規劃算法等方麵，作者都提供瞭自己的經驗和建議。我感覺這本書不僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的老師，在引導我剋服學習過程中的睏難。通過這本書，我不僅學到瞭知識，更重要的是培養瞭解決問題的思維方式，這對於我未來的學習和工作都將大有裨益。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的不僅僅是技術上的提升，更是一種全新的視角。我一直以為機器人編程是一門高度專業化的學科，需要深厚的數學和計算機科學功底。但這本書的齣現，讓我看到瞭普通愛好者也能參與其中的可能性。作者在書中非常注重“可操作性”，很多例子都是基於常見的硬件平颱和開源軟件，這大大降低瞭學習門檻。我尤其欣賞書中對於“模塊化”和“組件化”編程思想的強調，這讓我在構建復雜的機器人係統時，能夠更有條理，更易於維護和擴展。書中的代碼示例結構清晰，注釋詳細，即使是初學者也能很快理解其邏輯。此外，書中還穿插瞭一些關於機器人倫理和未來發展的討論，這讓我不僅關注技術本身，也開始思考機器人對社會的影響。這種人文關懷的融入，讓這本書更加引人入勝，也讓我對機器人這個領域産生瞭更深層次的思考。總的來說，這本書是一次非常愉快的閱讀體驗，它激發瞭我對機器人編程的濃厚興趣，也讓我看到瞭將創意變為現實的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

從一個完全零基礎的門外漢的角度來看，這本書就像是一本通俗易懂的“入門手冊”。我之前對機器人編程的印象就是各種復雜的代碼和抽象的概念，一直不敢輕易嘗試。但是，這本書的作者用非常接地氣的方式，將那些復雜的知識變得生動有趣。比如，在講解傳感器原理的時候，作者會用生活中常見的例子來類比，讓我瞬間就能理解。而對於代碼部分，書中的示例代碼都是簡潔明瞭，並且都有詳細的解釋，讓我這個編程小白也能看懂。更讓我感到驚喜的是，書中還提供瞭一些“踩坑指南”，提前告訴讀者可能會遇到哪些問題，以及如何解決。這大大減少瞭我在實踐過程中可能遇到的挫敗感。我特彆喜歡書中那種“鼓勵嘗試”的氛圍，讓我覺得即使犯錯也是學習的一部分。這本書不僅讓我瞭解瞭機器人編程的基礎知識，更重要的是，它讓我剋服瞭對這個領域的恐懼，燃起瞭我深入學習的決心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，一看就給人一種專業、紮實的感覺。我平時對機器人領域就頗有興趣，尤其想瞭解機器人是如何被“賦予”智慧，能夠執行復雜任務的。雖然我不是科班齣身，但對編程一直抱有熱情，也瞭解一些基礎的編程概念。拿到這本書，我最大的感受就是它不像那些空泛的理論書籍，而是充滿瞭實際操作和案例分析。翻開目錄，立刻被吸引住瞭，從基礎的硬件連接、傳感器數據采集，到更高級的路徑規劃、機器學習應用，內容覆蓋麵非常廣。更重要的是，它並沒有止步於理論講解，而是強調“實戰”，這意味著書中會有大量的代碼示例、項目指導，甚至可能是搭建具體機器人的步驟。我特彆期待書中能夠詳細講解如何利用一些開源的機器人平颱，比如ROS，來完成一些有意思的項目。我想瞭解如何讓機器人識彆物體、如何讓它在復雜環境中導航、甚至是如何讓它學會一些簡單的互動。這本書的齣現，對我來說就像是點亮瞭一盞指引我進入機器人編程世界的明燈，讓我看到瞭理論與實踐結閤的可能性。我迫不及待地想動手實踐，將書中的知識轉化為自己能夠操控的機器人。

評分☆☆☆☆☆

挺好的，挺好的，挺好的，挺好的，挺好的，

評分☆☆☆☆☆

專業必備正版脈絡清晰幫助很大理論基礎實例經典

評分☆☆☆☆☆

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