本书由一般社团法人日本机器人学会进行编辑,Ohmsha发行,是专门介绍机器人研究、科技的书籍。
本书主要以理工科学生与研究所学生为对象,编着致力于研究开发机器人的新手技术人员、对最新的机器人技术感兴趣的读者们会阅读的内容。执笔者也都尽量以大范围地综观该领域,并且举出该领域的现况、将来会面临的课题及参考文献。只不过愈是尖端的领域,研究该领域的人就愈少,因此有时也会以介绍该执笔者一人的研究为主题,而非综观地来看该领域。但是考虑到也应该显示未来很可能继续扩展的研究方向性,仍将其独立成一个主题。
除了机器人研究之外,书中还会介绍像是为一般人所知的有趣研究主题等,一共64个主题。希望今后打算开始从事机器人领域的研究开发的人,或是想要找寻研究主题的人,都可以从本书中找到帮助决定方向的内容。
本书特色
精选64个主题介绍关于机器人的科技!!
本书由活跃于第一线的机器人研究者,用简单易懂的方式说明机器人研究的历史与展望。
机器人领域是一个融合各领域的智慧、技术,不断扩展的研究范畴,只要读过本书,相信您一定能感受到现今机器人工学的广泛扩张与方向性。您可一览机器人的相关技术,对于对机器人有兴趣的人或是刚开始想要研究机器人的读者来说,这将会是跨出第一步的入门书籍。
作者简介
日本机器人学会
日本机器人学会成立于1983年1月28日,是追求学术领域上的发展,并提供专家发表研究及交流技术的平台。并以推广机器人学的应用与研究、追求其知识的普及,进而促进学术、技术及相关产业的发展为宗旨成立的事业。
直至2012年12月,正式会员与学生会员的人数已有约4,100人,赞助会员也有共计58个团体。以下为事业概要:发行收录学术论文与机器人相关最新情报的「日本机器人学会志」以及外文版「Advanced Robotics」;主办「日本机器人学会学术演讲会」与「Robotics Symposia」;企划并举办以机器人相关新领域或基础内容为对象的研讨会;设立论文奖、实用化技术奖、研究奖励奖等奖项以鼓励机器人相关领域的学问及技术;长期支援「机器人音乐」等研究专门委员会的活动。另外,也与国外的学会合作举办座谈会等,包含IROS、ICAR、ISR等国际会议。www.rsj.or.jp/
译者简介
许郁文
东吴日语教育研究所毕业。曾翻译电脑、电子、机械、料理、美食、摄影等方面书籍,并期许自己日文日益精进。现职为专职译者,也从事日语免费教学。欢迎大家透过脸书认识我facebook:baristahsu
曹茹苹
东吴大学日文系毕业,现任专职译者。译有轻小说、实用书籍、漫画、杂志等各种出版物。
蒋智扬
台湾大学外文系毕,美国西海岸大学电脑学硕士。曾任职大同公司,现专业翻译,译有《不老-新世纪银发生活智慧》(远流/吉本隆明着)、《闲话中国人》(馥林/易中天着)等书。
谢嘉文
1980年出生于基隆,高医心理学毕。喜爱漫画、小说、纪录片、科普书籍等。高中时接触的日本推理小说开启了笔者对于人性的好奇,也成为往后踏上译者一途的契机。目前仍持续进修中,以期在专业上不断精进。
第1章 机器人新领域
第1节 认知发展机器人学
第2节 人形机器人(Geminoid)
第3节 人际互动
第4节 联系人类与机器人的心理学
第5节 机器人听觉
第6节 仿生学
第7节 分子机器人学
第8节 活体与机器人的融合
第9节 认知型BMI下的外部机器控制系统
第10节 机器人与设计的融合
第11节 机器人安全
第12节 筑波机器人挑战赛
第2章 机器人系统
第1节 机器人的设计与融合
第2节 机器人装
第3节 沟通型机器人
第4节 水中机器人
第5节 无人飞行器
第6节 微型机器人
第7节 仿生软机器人
第8节 并联机构
第9节 义手‧义肢
第10节 操控装置与机械手
第11节 高速操控装置
第12节 机械化空间
第13节 机械化城市
第14节 无所不在的机器人学
第3章 机器人的应用
第1节 医疗机器人
第2节 照护机器人
第3节 救灾机器人
第4节 营建机器人
第5节 清洁机器人
第6节 农业机器人
第7节 太空机器人
第8节 单人移动载具
第9节 娱乐机器人(I-Fairy)
第10节 触觉回馈装置
第11节 数位人技术
第12节 虚拟实境(VR)
第4章 机器人硬体设备
第1节 动作感测器
第2节 雷射测距仪
第3节 触觉硬体
第4节 味觉、嗅觉感测器
第5节 人工肌肉、高分子致动器
第6节 RC伺服机
第7节 微型致动器
第8节 E M/ER流体
第9节 高速视觉
第10节 GPS
第5章 机器人软体
第1节 软体平台
第2节 物理引擎
第3节 OpenCV
第4节 ROS(机器人OS)
第6章 机器人动作
第1节 二足步行
第2节 被动步行与Dynamic based控制
第3节 机械学习,统计性行动决定
第4节 动作规划
第7章 机器人知觉
第1节 SLAM
第2节 动作辨识理解
第3节 脸部辨识
第4节 Particle filter
第5节 动作撷取
第8章 机器人竞赛
第1节 机器人竞赛的意义
第2节 RoboCup
第3节 ROBO-ONE
序
人们对于机器人有着各种不同的解释。一般人会在日常对话中提到「机器人」,研究机器人的专家和艺术家,则是分别在学会、艺术作品中表现自己心中的「机器人」。实在很少有一项科学、技术的领域,能够获得众人如此广泛的关心。如今,机器人已日渐使用于制造业、医疗、社福、开发海洋及太空的未知领域、农林水产业、建设、保养管理、生活支援、娱乐、教育等各项领域。此外,在人类科学方面,学者们也透过研究机器人,深入探讨「何谓人类?」以及「人类拥有何种机能?」等议题。
人们也透过研究机器人,获得了多样化的成果。为了制造性能良好的机器人,感测器、致动器等方面发展出全新的优良零件。比方说,电动马达之所以会加速小型化、轻量化,有一部分便是为了将其使用在机器人身上;不仅如此,经过改良的电动马达也被扩大使用在机器人以外的领域。像这样为实现机器人系统而开发的要素,被运用在机器人以外的例子非常多。另一方面,如今也有各式各样的人造物被机器人化。过去汽车只有动力源和致动器,且由人类进行操控,但是最近却搭载上感测器和电脑,开始走向机器人模式。可以想见在不久的将来,还会有更多的人造物被机器人化。对于今后如何解决环境、能源、粮食、医疗、社福等人类课题,机器人的技术贡献备受期待。
然而,机器人学目前尚在发展途中。机器人的核心技术也未臻成熟,还有许多事项尚待完成,今后更是需要崭新的发想、实现方法等。尤其作为机器人系统进行统合的相符要素、信赖度高的要素、低价格下的实现方法等,想必将很难对既存要素展现其新颖性,但是这些却又是机器人学非常重要的要素开发研究。其次,在机器人系统中,系统统合的技术与科学是机器人学的根基。从20世纪到21世纪,科学将研究对象细分,透过分析得到了十分卓越的成果。可是以系统整体来说,能够证明其有效果且有效率地发挥机能的科学,却尚在未完成的阶段。机器人在建构系统统合理论上,是一项极为象征性的存在,我们很可能能够透过机器人,开拓出统合科学、设计科学这些全新的科学领域。
本书集结了机器人科技的最新研究成果,读者们能够从中理解机器人科技及其应用的多样性与深奥之处,同时应该也会感受到,机器人学的研究就如同一大片未经开拓的广大荒野般辽阔。为因应今后整个社会的期待,从多重管道进行更具挑战性的研究是非常重要的。就让我们对众多年轻挑战者今后的研究活动拭目以待吧。
2011年7月 一般社团法人 日本机器人学会 会长 川村贞夫
这本书带给我最直观的感受是“未来已来”的震撼。我一直对科幻作品中的机器人充满想象,但这本书让我看到了这些想象如何一步步在现实中落地。作者的笔触非常细腻,他不仅关注机器人的技术层面,更深入探讨了机器人对人类社会、经济、文化等方面带来的深远影响。书中有一章专门讲述了“人机协作”的未来,作者通过生动的例子,描绘了人类与机器人如何在工作场所协同合作,共同完成任务,提高效率。他并没有将机器人描绘成取代人类的威胁,而是将其定位为人类能力的延伸和增强。我印象深刻的是他对“情感计算”的探讨,作者分析了机器人如何通过识别和理解人类情绪,来提供更个性化、更人性化的服务。这让我意识到,未来的机器人不仅仅是冰冷的机器,更可能拥有“情商”。书中对一些前沿技术,比如“量子机器人”和“生物混合机器人”的讨论,虽然听起来有些遥远,但作者通过严谨的论证,展现了这些技术发展的可能性和挑战,让我对科技的边界有了更深的敬畏。我特别喜欢书中对“人工智能伦理”的探讨,作者并没有回避这个敏感话题,而是深入分析了人工智能发展过程中可能出现的偏见、歧视等问题,并呼吁建立健全的伦理规范,引导技术朝着更健康的方向发展。这种前瞻性和责任感,让我觉得这本书不仅是科普,更是一种对未来的责任担当。这本书的语言风格非常理性且富有逻辑,但同时又充满人文关怀,让我觉得在阅读技术知识的同时,也受到了思想的洗礼。
评分最近刚翻完一本关于机器人技术的书,与其说是“读完”,不如说是“沉浸其中”。一开始,我以为这只是一本介绍各种机械臂、智能设备的科普读物,但它远远超出了我的想象。作者以一种非常生动的笔触,将那些原本听起来枯燥的技术名词,描绘成一个个充满生命力的故事。比如,他不是简单地解释传感器的工作原理,而是通过一个生动的场景——一个失明的机器人如何通过触觉和声音感知世界,来阐述传感器的重要性。这种叙事方式让我仿佛置身于实验室,亲眼见证着每一个创新诞生的瞬间。书中对人工智能与机器人结合的部分,更是令人惊叹。我一直以为AI只是存在于电脑屏幕里的代码,但这本书让我看到了AI如何赋予机器人“思考”和“学习”的能力。从自动驾驶汽车的“眼睛”如何识别交通信号,到工业机器人如何通过机器学习优化生产流程,每一个案例都详细到令人咋舌,但又不会让人感到晦涩难懂。作者似乎有一种魔力,能将最复杂的概念拆解成最易于理解的语言,再用充满人情味的比喻串联起来。我尤其喜欢书中关于机器人伦理的部分,这部分内容引发了我很多思考。当机器人越来越智能,越来越普及,我们应该如何与它们相处?它们是工具,还是伙伴?书中并没有给出明确的答案,而是抛出了一系列引人深思的问题,鼓励读者自己去探索。这种开放式的探讨,让我觉得这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一本哲学启迪。读完之后,我感觉我对未来科技的发展有了更清晰的认知,也对人类与机器人共存的未来充满了期待。这本书的文字功底也相当不错,语言流畅,用词精准,即使是涉及专业术语的地方,也解释得非常到位,不会让人产生“云里雾里”的感觉。
评分这本书给我最大的感受是,它不仅是一本关于“机器人”的书,更是一本关于“智能”的书,以及关于“未来”的书。作者以一种极其宏观的视角,将机器人科技的发展置于人类文明进步的大背景下进行审视。他不是简单地介绍各种机器人型号,而是深入探讨了机器人技术如何改变我们的生产方式、生活方式,甚至思维方式。书中对人工智能与机器人结合的部分,尤其令我着迷。作者详细分析了机器学习、深度学习等技术如何赋予机器人“思考”和“学习”的能力,并将其应用于各种复杂的场景。我印象深刻的是,他通过一个生动的案例,描绘了一个机器人如何通过不断地试错和学习,最终掌握了一项复杂的技能,这让我看到了人工智能的强大潜力。书中对机器人伦理的探讨,也给我带来了很多启发。作者并没有回避人工智能发展过程中可能出现的风险和挑战,而是深入分析了这些问题,并呼吁建立健全的伦理规范,引导技术朝着更健康的方向发展。我特别喜欢书中对“通用人工智能”的设想,作者提出了许多关于实现通用人工智能的理论和方法,并对其潜在的影响进行了深入的分析。这种既大胆又严谨的分析,让我对未来的科技发展充满了期待和敬畏。这本书的语言风格非常严谨且富有逻辑,但同时又充满了人文关怀,让我在阅读过程中,不仅增长了知识,更引发了对人类未来命运的深刻思考。
评分这本书给我带来的,是一种颠覆性的体验。我一直对科技抱有好奇心,但很少有哪本书能让我如此深入地感受到科技的脉搏。它不仅仅是关于“机器人”这个名词,而是关于“机器人”背后的“科技”。作者的叙述方式非常独特,他不是按部就班地介绍技术的发展史,也不是简单地列举各种机器人的型号。相反,他构建了一个个宏大的叙事场景,将技术的发展融入到人类文明的进程中。比如,在讲述机器人如何解放人类双手的那一章,他并没有直接去讲流水线上的机械臂,而是从古代的机关术讲起,再到工业革命的蒸汽机,最终引申到现代的自动化生产,将机器人技术的发展放在了一个更广阔的历史维度上进行审视。这种“大历史”的视角,让我对机器人技术的意义有了更深刻的理解。书中对未来趋势的预测也十分大胆且富有洞察力。作者似乎能够洞察科技发展的下一站,他对于那些尚未实现的、甚至有些科幻色彩的设想,都进行了严谨的技术分析和逻辑推理。我记得有一段关于“仿生机器人”的讨论,作者详细阐述了模仿生物结构和运动方式的挑战,以及其潜在的应用价值,例如在医疗救援和深海探索等领域。这让我看到了机器人技术不仅仅是解决现有问题的工具,更是拓展人类能力边界的钥匙。书中穿插了大量关于科学家和工程师的故事,他们是如何克服重重困难,将奇思妙想变为现实的。这些故事充满了智慧、勇气和坚持,让我深受鼓舞。我感觉自己不仅仅是在阅读一本技术书籍,更是在与一群伟大的头脑进行跨时空的对话。这本书的语言风格非常鲜明,充满了人文关怀,即便在探讨尖端科技时,也始终不忘强调技术与人的关系。
评分这本书以一种极其引人入胜的方式,将我带入了一个充满奇妙与未知的机器人世界。它不像我之前读过的一些技术书籍那样,上来就堆砌专业术语,而是像一位经验丰富的向导,用生动形象的比喻和引人入胜的故事,引领我一步步探索机器人科技的奥秘。作者对细节的把握非常到位,例如在描述机器人如何感知环境时,他会详细解释各种传感器的工作原理,并用“机器人的触角”、“机器人的眼睛”等形象的比喻来帮助我理解。这种细致入微的讲解,让我觉得仿佛亲身站在实验室里,观察着每一个精密的部件是如何协同工作的。书中对机器人与人类互动场景的描绘,更是让我对未来生活充满了憧憬。作者设想了各种各样充满想象力的服务机器人,它们可能出现在家庭、医院、学校等各个场所,为人们提供全方位的服务。我特别喜欢书中关于“情感机器人”的讨论,作者分析了机器人如何通过学习和模仿,来理解和回应人类的情感,甚至成为人类的情感伴侣。这让我意识到,未来的机器人不仅仅是冰冷的工具,更可能成为我们生活中不可或缺的一部分。书中对机器人伦理的探讨,也给我留下了深刻的印象。作者并没有简单地给出答案,而是抛出了一系列深刻的问题,例如“机器人是否有权利?”,“我们应该如何对待越来越智能的机器人?”这些问题让我开始反思科技发展对人类社会伦理道德带来的挑战。这本书的叙事风格非常独特,充满了人文关怀,即使在探讨尖端科技时,也始终不忘强调技术与人的关系,让我觉得在享受科技进步的同时,也需要保持一份审慎和思考。
评分这本书给我带来的,是一种前所未有的震撼和启迪。作者以一种极其生动且富有感染力的方式,将那些原本听起来枯燥乏味的技术名词,描绘成一个个充满生命力的故事。他不仅仅是介绍机器人本身,更是深入探讨了机器人技术如何渗透到人类社会的方方面面,并带来深刻的变革。书中对机器人与人工智能结合的阐述,尤其让我印象深刻。作者详细分析了机器学习、神经网络等前沿技术,如何赋予机器人“学习”和“决策”的能力,并将其应用于各种复杂的场景。我记得书中有一个关于“智能工厂”的章节,作者描绘了未来工厂如何实现全自动化生产,机器人如何与人类工人协同工作,大大提高了生产效率。这种描绘让我看到了科技如何能够直接改变我们的工作方式和生活质量。书中对机器人伦理的探讨,也给我带来了很多思考。作者并没有回避人工智能发展过程中可能出现的风险和挑战,而是深入分析了这些问题,并呼吁建立健全的伦理规范,引导技术朝着更健康的方向发展。我特别喜欢书中对“通用人工智能”的设想,作者提出了许多关于实现通用人工智能的理论和方法,并对其潜在的影响进行了深入的分析。这种既大胆又严谨的分析,让我对未来的科技发展充满了期待和敬畏。这本书的语言风格非常鲜明,充满了人文关怀,即使在探讨尖端科技时,也始终不忘强调技术与人的关系,让我觉得在享受科技进步的同时,也需要保持一份审慎和思考。
评分这本书给我最深刻的印象是它所呈现的“深度”和“广度”。它不仅仅是一本介绍机器人原理的书,更是一幅描绘机器人科技如何深刻改变人类世界的宏大画卷。作者在讲解技术原理时,总是能够联系到其背后的哲学思考和人文关怀。例如,在探讨机器人学习能力时,他会引用认知心理学的理论,来解释机器如何从经验中获得知识。这种跨学科的视角,让原本枯燥的技术内容变得生动有趣,也让我对人工智能的本质有了更深的理解。书中对不同领域机器人应用的描写,更是令人目不暇接。从微观世界的纳米机器人,到宏观宇宙的探索机器人,再到与人类生活息息相关的服务机器人,作者都进行了细致入微的描绘。我特别喜欢书中关于“医疗机器人”的章节,作者详细介绍了机器人如何在手术、诊断、康复等领域发挥重要作用,甚至能够完成一些人类医生难以胜任的任务。这让我看到了科技如何能够直接改善人类的健康和福祉。书中对未来机器人发展的预测,更是充满了前瞻性和想象力。作者不仅仅是罗列各种可能出现的技术,而是深入分析了这些技术发展所面临的挑战,以及其可能对社会结构、经济模式、人际关系等方面带来的影响。我印象深刻的是他对“通用人工智能”的探讨,作者提出了许多关于实现通用人工智能的设想,并对其潜在的风险和机遇进行了深入的分析。这种既大胆又严谨的分析,让我对未来的科技发展充满了期待和敬畏。这本书的语言风格非常严谨且富有学术性,但同时又充满了洞察力和哲思,让我在阅读过程中,不仅增长了知识,更引发了对人类未来命运的深刻思考。
评分这本书给我的感觉,就像是打开了一扇通往未来的窗户,让我得以窥见机器人科技的无限可能。作者以一种极其生动且富有感染力的方式,将那些原本听起来枯燥乏味的技术名词,描绘成一个个充满生命力的故事。他不仅仅是介绍机器人本身,更是深入探讨了机器人技术如何渗透到人类社会的方方面面,并带来深刻的变革。书中对机器人与人工智能结合的阐述,尤其让我印象深刻。作者详细分析了机器学习、神经网络等前沿技术,如何赋予机器人“学习”和“决策”的能力,并将其应用于各种复杂的场景。我记得书中有一个关于“智能工厂”的章节,作者描绘了未来工厂如何实现全自动化生产,机器人如何与人类工人协同工作,大大提高了生产效率。这种描绘让我看到了科技如何能够直接改变我们的工作方式和生活质量。书中对机器人伦理的探讨,也给我带来了很多思考。作者并没有回避人工智能发展过程中可能出现的风险和挑战,而是深入分析了这些问题,并呼吁建立健全的伦理规范,引导技术朝着更健康的方向发展。我特别喜欢书中对“通用人工智能”的设想,作者提出了许多关于实现通用人工智能的理论和方法,并对其潜在的影响进行了深入的分析。这种既大胆又严谨的分析,让我对未来的科技发展充满了期待和敬畏。这本书的语言风格非常鲜明,充满了人文关怀,即使在探讨尖端科技时,也始终不忘强调技术与人的关系,让我觉得在享受科技进步的同时,也需要保持一份审慎和思考。
评分这本书给我带来的,不仅仅是知识的增长,更是一种对未来的全新认知。作者以一种极其独特的叙事方式,将机器人科技的发展娓娓道来,仿佛在为我讲述一个波澜壮阔的科技史诗。他不仅仅是介绍各种机器人型号和技术原理,更是深入探讨了机器人技术如何改变人类社会的结构,甚至影响人类自身的进化。书中对人工智能与机器人协同工作的描绘,尤其让我着迷。作者详细分析了机器学习、深度学习等前沿技术,如何赋予机器人“感知”、“理解”和“行动”的能力,并将其应用于各种复杂的场景。我印象深刻的是,他通过一个生动的案例,描绘了一个机器人如何通过不断地试错和学习,最终掌握了一项复杂的技能,这让我看到了人工智能的强大潜力。书中对机器人伦理的探讨,也给我带来了很多启发。作者并没有回避人工智能发展过程中可能出现的风险和挑战,而是深入分析了这些问题,并呼吁建立健全的伦理规范,引导技术朝着更健康的方向发展。我特别喜欢书中对“通用人工智能”的设想,作者提出了许多关于实现通用人工智能的理论和方法,并对其潜在的影响进行了深入的分析。这种既大胆又严谨的分析,让我对未来的科技发展充满了期待和敬畏。这本书的语言风格非常严谨且富有逻辑,但同时又充满了人文关怀,让我在阅读过程中,不仅增长了知识,更引发了对人类未来命运的深刻思考。
评分这本书给我的感觉,就像是在参加一场盛大的科技博览会,但不是走马观花,而是有专人细致讲解。它不像我以前读过的很多科技类书籍那样,上来就是各种公式和专业术语,让我望而却步。这本书的叙述方式非常亲切,就像一位经验丰富的老师,循序渐进地引导我进入机器人科技的奇妙世界。作者擅长用通俗易懂的语言解释复杂的概念,即使是一些我之前完全不了解的领域,也能通过他的描述理解个大概。比如,在讲解机器人“感知”能力时,他用了“机器人的眼睛”和“机器人的耳朵”来比喻摄像头和麦克风,然后进一步深入讲解其背后的光学和声学原理,以及如何通过算法进行数据处理。这种类比和解释方式,让我觉得学起来非常轻松有趣。书中对不同类型机器人的介绍也非常详尽,从工业机器人到服务机器人,再到医疗机器人,每一个领域都进行了深入的探讨。我特别喜欢关于服务机器人的部分,作者描绘了未来家庭服务机器人如何帮助人们处理日常琐事,甚至成为家庭成员的一部分,这让我对未来的生活充满了无限遐想。书中还引用了大量的案例研究,通过分析现实生活中遇到的问题,以及机器人如何提供解决方案,让我看到了机器人技术的实际应用价值。例如,在解决老年人护理问题上,作者详细介绍了如何通过智能机器人来监测老年人的健康状况,并提供情感陪伴。这种贴近现实的分析,让我觉得这本书非常有价值,不仅增长了知识,更引发了我对社会问题的思考。这本书的结构安排也十分合理,从基础概念到前沿应用,层层递进,逻辑清晰,让我很容易就能抓住重点。
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