描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111628422
内容简介
主要内容包括：机器人的概念、古代机器人和科幻机器人、机器人发展历程、机器人当前应用、未来发展趋势以及与人相关的伦理问题。
目 录
前言
第0章 绪论 / 1
0.1 机器人适应新形势需要 / 1
0.1.1 工业4.0 / 2
0.1.2 中国制造2025 / 3
0.2 机器人教育现状 / 4
0.2.1 美日机器人教育 / 5
0.2.2 我国机器人教育 / 6
0.3 新工科背景下的机器人学科 / 10
0.3.1 新工科理念 / 10
0.3.2 机器人学科发展 / 11
0.4 本书结构 / 12
第1章 众说纷纭，我才是机器人 / 13
1.1 “机器人”词汇的源头和内涵 / 13
1.1.1 Robot一词的来源 / 14
1.1.2 机器人学的来源 / 15
1.2 机器人的定义 / 16
1.2.1 机器人的原始含义 / 16
1.2.2 机器人的多角度定义 / 17
1.2.3 机器人相关学术期刊 / 21
1.3 机器人的分类 / 22
1.3.1 按照应用场景分类 / 22
1.3.2 按照移动性能分类 / 23
1.3.3 按照驱动形式分类 / 26
1.3.4 按照智能水平分类 / 28
1.3.5 按照机械结构分类 / 29
1.3.6 按照控制方式分类 / 34
1.3.7 按照社交能力分类 / 35
1.4 机器人组成部件和技术参数 / 36
1.4.1 机器人组成部件 / 36
1.4.2 机器人的性能指标和技术参数 / 40
1.5 本章小结 / 43
内容总结 / 43
问题思考 / 43
第2章 前世来生，我并非机器 / 44
2.1 从东西方科学技术谈起 / 44
2.2 中国古代“机器人”记载 / 46
2.2.1 记载古代“机器人”的古籍 / 46
2.2.2 战国之前的“机器人”记录 / 47
2.2.3 秦汉至南北朝时期“机器人” / 49
2.2.4 隋唐至宋元时期“机器人” / 55
2.2.5 明清时期“机器人” / 59
2.2.6 中国古代“机器人”总结 / 60
2.3 国外古代“机器人”记载 / 62
2.3.1 古希腊时期机械装置 / 63
2.3.2 14世纪之前的记录 / 65
2.3.3 15～18世纪期间的“机器人” / 66
2.3.4 机器人“误入歧途” / 72
2.4 现代机器人幻想 / 74
2.4.1 科幻小说中的机器人 / 75
2.4.2 电影作品中的机器人 / 76
2.4.3 科幻作品中的技术反思 / 85
2.5 本章小结 / 86
内容总结 / 86
问题思考 / 87
第3章 机器进化，我的前半生 / 88
3.1 总体发展历程 / 88
3.2 第一代机器人时期 / 90
3.2.1 工业机器人走向应用 / 91
3.2.2 机器人运动学理论发展 / 92
3.3 第二代机器人时期 / 94
3.3.1 早期的感知型机器人 / 94
3.3.2 信息技术推动工业机器人实用化 / 98
3.3.3 工业机器人走向成熟（20世纪80年代） / 100
3.3.4 服务机器人应用（20世纪90年代） / 104
3.4 第三代机器人时期 / 107
3.4.1 图灵和人工智能 / 108
3.4.2 早期的智能机器人 / 109
3.4.3 典型的人工智能系统 / 112
3.4.4 仿人智能型机器人 / 114
3.5 智能机器人关键技术 / 123
3.5.1 多传感器信息融合 / 123
3.5.2 导航与定位 / 124
3.5.3 路径规划 / 125
3.5.4 智能控制 / 126
3.5.5 人机接口技术 / 129
3.6 中国机器人的发展历程 / 131
3.6.1 20世纪70年代萌芽期 / 132
3.6.2 20世纪80年代开发期 / 132
3.6.3 20世纪90年代实用化期 / 134
3.6.4 21世纪高速发展期 / 135
3.7 本章小结 / 138
内容总结 / 138
问题思考 / 139
第4章 无处不在，我向人回归 / 140
4.1 全球机器人战略 / 140
4.1.1 各国机器人战略 / 141
4.1.2 中国机器人市场 / 142
4.2 工业机器人 / 143
4.2.1 全球工业机器人市场 / 143
4.2.2 搬运机器人 / 146
4.2.3 焊接机器人 / 149
4.2.4 装配机器人 / 153
4.2.5 打磨抛光机器人 / 160
4.2.6 智能化产线 / 161
4.3 服务机器人 / 163
4.3.1 家用服务机器人 / 163
4.3.2 医疗服务机器人市场 / 169
4.3.3 外科手术机器人 / 169
4.3.4 国产医疗机器人 / 172
4.3.5 康复机器人 / 175
4.3.6 人工智能诊疗系统 / 182
4.3.7 公共服务机器人 / 185
4.4 特种机器人 / 190
4.4.1 救援机器人 / 190
4.4.2 军用机器人 / 194
4.4.3 水下机器人 / 201
4.4.4 微型机器人 / 208
4.4.5 无人机及无人驾驶汽车 / 210
4.5 本章小结 / 214
内容总结 / 214
问题思考 / 215
第5章 机器或人，谁是我的未来 / 216
5.1 机器人未来发展方向 / 217
5.1.1 机器人发展图景 / 217
5.1.2 向机器属性发展 / 219
5.1.3 向人的属性发展 / 221
5.2 未来具有前景的机器人技术 / 222
5.2.1 软体机器人技术 / 223
5.2.2 液态金属机器人 / 224
5.2.3 纳米医疗机器人 / 225
5.2.4 生机电和脑电控制机器人 / 226
5.2.5 会话式智能交互机器人 / 228
5.2.6 情感和两性机器人 / 229
5.3 机器人伦理问题 / 233
5.3.1 机器人伦理事件 / 233
5.3.2 机器人伦理学形成 / 237
5.3.3 机器人伦理学研究焦点 / 240
5.3.4 机器人技术伦理问题的对策 / 246
5.4 本章小结 / 251
内容总结 / 251
问题思考 / 252
附录A 机器人与人工智能相关
第0章 绪论 / 1
0.1 机器人适应新形势需要 / 1
0.1.1 工业4.0 / 2
0.1.2 中国制造2025 / 3
0.2 机器人教育现状 / 4
0.2.1 美日机器人教育 / 5
0.2.2 我国机器人教育 / 6
0.3 新工科背景下的机器人学科 / 10
0.3.1 新工科理念 / 10
0.3.2 机器人学科发展 / 11
0.4 本书结构 / 12
第1章 众说纷纭，我才是机器人 / 13
1.1 “机器人”词汇的源头和内涵 / 13
1.1.1 Robot一词的来源 / 14
1.1.2 机器人学的来源 / 15
1.2 机器人的定义 / 16
1.2.1 机器人的原始含义 / 16
1.2.2 机器人的多角度定义 / 17
1.2.3 机器人相关学术期刊 / 21
1.3 机器人的分类 / 22
1.3.1 按照应用场景分类 / 22
1.3.2 按照移动性能分类 / 23
1.3.3 按照驱动形式分类 / 26
1.3.4 按照智能水平分类 / 28
1.3.5 按照机械结构分类 / 29
1.3.6 按照控制方式分类 / 34
1.3.7 按照社交能力分类 / 35
1.4 机器人组成部件和技术参数 / 36
1.4.1 机器人组成部件 / 36
1.4.2 机器人的性能指标和技术参数 / 40
1.5 本章小结 / 43
内容总结 / 43
问题思考 / 43
第2章 前世来生，我并非机器 / 44
2.1 从东西方科学技术谈起 / 44
2.2 中国古代“机器人”记载 / 46
2.2.1 记载古代“机器人”的古籍 / 46
2.2.2 战国之前的“机器人”记录 / 47
2.2.3 秦汉至南北朝时期“机器人” / 49
2.2.4 隋唐至宋元时期“机器人” / 55
2.2.5 明清时期“机器人” / 59
2.2.6 中国古代“机器人”总结 / 60
2.3 国外古代“机器人”记载 / 62
2.3.1 古希腊时期机械装置 / 63
2.3.2 14世纪之前的记录 / 65
2.3.3 15～18世纪期间的“机器人” / 66
2.3.4 机器人“误入歧途” / 72
2.4 现代机器人幻想 / 74
2.4.1 科幻小说中的机器人 / 75
2.4.2 电影作品中的机器人 / 76
2.4.3 科幻作品中的技术反思 / 85
2.5 本章小结 / 86
内容总结 / 86
问题思考 / 87
第3章 机器进化，我的前半生 / 88
3.1 总体发展历程 / 88
3.2 第一代机器人时期 / 90
3.2.1 工业机器人走向应用 / 91
3.2.2 机器人运动学理论发展 / 92
3.3 第二代机器人时期 / 94
3.3.1 早期的感知型机器人 / 94
3.3.2 信息技术推动工业机器人实用化 / 98
3.3.3 工业机器人走向成熟（20世纪80年代） / 100
3.3.4 服务机器人应用（20世纪90年代） / 104
3.4 第三代机器人时期 / 107
3.4.1 图灵和人工智能 / 108
3.4.2 早期的智能机器人 / 109
3.4.3 典型的人工智能系统 / 112
3.4.4 仿人智能型机器人 / 114
3.5 智能机器人关键技术 / 123
3.5.1 多传感器信息融合 / 123
3.5.2 导航与定位 / 124
3.5.3 路径规划 / 125
3.5.4 智能控制 / 126
3.5.5 人机接口技术 / 129
3.6 中国机器人的发展历程 / 131
3.6.1 20世纪70年代萌芽期 / 132
3.6.2 20世纪80年代开发期 / 132
3.6.3 20世纪90年代实用化期 / 134
3.6.4 21世纪高速发展期 / 135
3.7 本章小结 / 138
内容总结 / 138
问题思考 / 139
第4章 无处不在，我向人回归 / 140
4.1 全球机器人战略 / 140
4.1.1 各国机器人战略 / 141
4.1.2 中国机器人市场 / 142
4.2 工业机器人 / 143
4.2.1 全球工业机器人市场 / 143
4.2.2 搬运机器人 / 146
4.2.3 焊接机器人 / 149
4.2.4 装配机器人 / 153
4.2.5 打磨抛光机器人 / 160
4.2.6 智能化产线 / 161
4.3 服务机器人 / 163
4.3.1 家用服务机器人 / 163
4.3.2 医疗服务机器人市场 / 169
4.3.3 外科手术机器人 / 169
4.3.4 国产医疗机器人 / 172
4.3.5 康复机器人 / 175
4.3.6 人工智能诊疗系统 / 182
4.3.7 公共服务机器人 / 185
4.4 特种机器人 / 190
4.4.1 救援机器人 / 190
4.4.2 军用机器人 / 194
4.4.3 水下机器人 / 201
4.4.4 微型机器人 / 208
4.4.5 无人机及无人驾驶汽车 / 210
4.5 本章小结 / 214
内容总结 / 214
问题思考 / 215
第5章 机器或人，谁是我的未来 / 216
5.1 机器人未来发展方向 / 217
5.1.1 机器人发展图景 / 217
5.1.2 向机器属性发展 / 219
5.1.3 向人的属性发展 / 221
5.2 未来具有前景的机器人技术 / 222
5.2.1 软体机器人技术 / 223
5.2.2 液态金属机器人 / 224
5.2.3 纳米医疗机器人 / 225
5.2.4 生机电和脑电控制机器人 / 226
5.2.5 会话式智能交互机器人 / 228
5.2.6 情感和两性机器人 / 229
5.3 机器人伦理问题 / 233
5.3.1 机器人伦理事件 / 233
5.3.2 机器人伦理学形成 / 237
5.3.3 机器人伦理学研究焦点 / 240
5.3.4 机器人技术伦理问题的对策 / 246
5.4 本章小结 / 251
内容总结 / 251
问题思考 / 252
附录A 机器人与人工智能相关
前 言
我从2012年起讲授“机器人技术基础”课程，每年都在试卷最后留一道题：“请对本课程教学提出自己的建议并给出改进方法。”5年来学生对课程提出了很多好的建议和要求，其中最集中的有两个：一个是要求在课件中多加一些图片和视频；另一个是要求自己动手制作机器人。于是，我努力改造课程的实验条件，但限于课程主要讲授机器人运动学、动力学、路径规划等理论，似乎很难添加更多的视频素材来丰富课程内容。进一步了解学生的需求，发现他们实际上更想了解机器人现在的应用程度和领域，而对机器人理论本身感到枯燥和乏味。
带着学生的这个需求，我一直都在思考如何更好地讲授机器人课程。就机电专业而言，学生在接受机器人理论课程之前，的确对机器人应用需求了解不多，而繁复的理论公式确实会使他们感到厌烦，初次接触理论也许会打击许多学生的机器人梦想。如果在这个课程之前有个引导，让他们首先了解应用需求，可能会更利于调动他们对机器人的兴致，以及钻研机器人理论的积极性。这是我编写本书的一个最初目的——引导学生对机器人的兴趣，让他们更愿意听我的课。
“中国制造 2025”战略提出以后，机器人更是无处不在，尤其深入到家庭、银行、餐饮、教学等各个领域。机器人与其他学科领域的交叉融合越来越多，各领域人士也迫切希望从不同角度去了解机器人。什么才是机器人，机器人从哪里来，机器人和人有哪些相似和相异之处，我们应该如何与机器人相处？从2015年开始，我就注意搜集这方面的资料和视频，给学生在课上做一些补充。自2017年“新工科”概念提出后，学科交叉融合在脑海中盘旋很久， 我觉得可以给其他专业的学生讲解一下机器人，一方面可以推广机器人教育，另一方面也可深化多学科的交叉教育。
在不断的思考中，我决定开设一门面向全校各专业的公共素质选修课程——大话机器人。这一设想也得到了学校很多部门的帮助和关心。于是我便正式开始撰写课程讲义，着手准备本书的内容。起初，我只是想介绍机器人当前应用的相关内容，但在准备材料时，我发现除了机器人理论外，机器人历史仍然是一门大学问，尤其是中国古代便有那么多的“机器人”案例，令我很兴奋。
在讲课时，我不断将自己阅读到的材料融合，并按照一定的逻辑整理出来，尽量让学生厘清机器人发展和应用的脉络，最终形成了本书的内容，涵盖机器人概念、古代“机器人”和科幻机器人、机器人发展历程、机器人当前应用、未来发展趋势以及与人相关的伦理问题。内容很庞杂，我尽量以时间为序来整理，但限于能力可能还有许多不足和匮乏，尤其是对于当前应用情况。在准备资料时，我发现期刊论文或会议论文集远远不能满足需求，而正是各种新闻报道让我看到机器人已经深入各个行业领域，正在改变着我们的生活和价值观。
在我编写本书的过程中，社会上发生了很多事情，尤其触动我的是医疗资源匮乏和高额诊疗费，我便更多关注了一下机器人在医疗工程上的应用。相信未来机器人与人工智能结合的机器人医生会走入社区，为普通病患诊疗，更多地惠及普通民众；而癌症这一类高危病症，借助人工智能也可能有更好的早期诊疗方案，提高治愈率并延长生命。以上是我写作本书的来由。本书比较适合引导大学低年级近机类专业学生，提升他们对机器人的兴趣，也适用于各领域机器人普及教育。
最后，我要感谢我的妻子王珊，她给予我很多写作的思路，也为我整理了部分资料； 感谢陈秀明老师，她提醒我开设机器人公共素质选修课，使我有了写作动机，同时在机器人伦理方面她也给了有益的建议。感谢我的研究生赵诗剑、赵梦潇、王俊杰、杨磊、王林泽、江平、杭茂荛和付佳杰等，他们为我准备课件，并协助整理了部分资料和文献。也向书中所引用文献的作者们表示感谢。同时，感谢青海大学教务处对我出版本书的支持。
杨叔子先生在《机械控制工程基础》一书的序言里引用了《诗经》里的一句话：嘤其鸣矣，求其友声。我在这里也借用一下。虽然怀着很好的目的去写书，希望营造一个机器人学习的良好氛围，但由于个人认知和能力限制，不免有许多疏漏和不当之处，也请各位读者批评指正。
带着学生的这个需求，我一直都在思考如何更好地讲授机器人课程。就机电专业而言，学生在接受机器人理论课程之前，的确对机器人应用需求了解不多，而繁复的理论公式确实会使他们感到厌烦，初次接触理论也许会打击许多学生的机器人梦想。如果在这个课程之前有个引导，让他们首先了解应用需求，可能会更利于调动他们对机器人的兴致，以及钻研机器人理论的积极性。这是我编写本书的一个最初目的——引导学生对机器人的兴趣，让他们更愿意听我的课。
“中国制造 2025”战略提出以后，机器人更是无处不在，尤其深入到家庭、银行、餐饮、教学等各个领域。机器人与其他学科领域的交叉融合越来越多，各领域人士也迫切希望从不同角度去了解机器人。什么才是机器人，机器人从哪里来，机器人和人有哪些相似和相异之处，我们应该如何与机器人相处？从2015年开始，我就注意搜集这方面的资料和视频，给学生在课上做一些补充。自2017年“新工科”概念提出后，学科交叉融合在脑海中盘旋很久， 我觉得可以给其他专业的学生讲解一下机器人，一方面可以推广机器人教育，另一方面也可深化多学科的交叉教育。
在不断的思考中，我决定开设一门面向全校各专业的公共素质选修课程——大话机器人。这一设想也得到了学校很多部门的帮助和关心。于是我便正式开始撰写课程讲义，着手准备本书的内容。起初，我只是想介绍机器人当前应用的相关内容，但在准备材料时，我发现除了机器人理论外，机器人历史仍然是一门大学问，尤其是中国古代便有那么多的“机器人”案例，令我很兴奋。
在讲课时，我不断将自己阅读到的材料融合，并按照一定的逻辑整理出来，尽量让学生厘清机器人发展和应用的脉络，最终形成了本书的内容，涵盖机器人概念、古代“机器人”和科幻机器人、机器人发展历程、机器人当前应用、未来发展趋势以及与人相关的伦理问题。内容很庞杂，我尽量以时间为序来整理，但限于能力可能还有许多不足和匮乏，尤其是对于当前应用情况。在准备资料时，我发现期刊论文或会议论文集远远不能满足需求，而正是各种新闻报道让我看到机器人已经深入各个行业领域，正在改变着我们的生活和价值观。
在我编写本书的过程中，社会上发生了很多事情，尤其触动我的是医疗资源匮乏和高额诊疗费，我便更多关注了一下机器人在医疗工程上的应用。相信未来机器人与人工智能结合的机器人医生会走入社区，为普通病患诊疗，更多地惠及普通民众；而癌症这一类高危病症，借助人工智能也可能有更好的早期诊疗方案，提高治愈率并延长生命。以上是我写作本书的来由。本书比较适合引导大学低年级近机类专业学生，提升他们对机器人的兴趣，也适用于各领域机器人普及教育。
最后，我要感谢我的妻子王珊，她给予我很多写作的思路，也为我整理了部分资料； 感谢陈秀明老师，她提醒我开设机器人公共素质选修课，使我有了写作动机，同时在机器人伦理方面她也给了有益的建议。感谢我的研究生赵诗剑、赵梦潇、王俊杰、杨磊、王林泽、江平、杭茂荛和付佳杰等，他们为我准备课件，并协助整理了部分资料和文献。也向书中所引用文献的作者们表示感谢。同时，感谢青海大学教务处对我出版本书的支持。
杨叔子先生在《机械控制工程基础》一书的序言里引用了《诗经》里的一句话：嘤其鸣矣，求其友声。我在这里也借用一下。虽然怀着很好的目的去写书，希望营造一个机器人学习的良好氛围，但由于个人认知和能力限制，不免有许多疏漏和不当之处，也请各位读者批评指正。
高德东
于青海大学
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