創意之星︰模塊化機器人創新設計與競賽(附贈光盤)

第1篇 基礎篇
第1章 緒論
1.1 機器人概述
1.1.1 為什麼要學習機器人技術
1.1.2 機器人發展簡史
1.1.3 揭開機器人的神秘面紗
1.2 “創意之星”機器人套件簡介
1.3 典型著名機器人簡介
1.3.1 “勇氣”號火星探測器
1.3.2 Remotec Andms F6A排爆機器人
1.3.3 iRobot Roomba
1.3.4 本田ASIMO仿人型機器人
1.3.5 KUKA Tltan工業機器人
1.3.6 SONY機器狗AIBO
1.3.7 足球機器人
1.3.8 Segway兩輪平衡車
1.4 典型機器人競賽簡介
1.4.1 國際機器人賽事
1.4.2 國內機器人賽事
1.4.3 機器人競賽的特點
1.5 小結
第2章 機器人基礎知識概述
第2篇 實踐篇
第3章 數字信號的輸出和輸入
第4章 電機和舵機的控制
第5章 模擬信號的輸入
第6章 語音識別
第7章 視頻信號的輸入
第8章 綜合實踐——四足機器人步態規劃
第9章 綜合實踐——兩輪機器人的平衡控制
第3篇 競賽篇
第10章 機器人武術擂台賽——無差別組
第11章 擂台賽機器人——仿人組
第12章 機器人武術擂台賽——技術挑戰賽
附錄
參考文獻

“我們正站在時代的節點︰一個嶄新的產業即將崛起……”，這段話引自比爾‧蓋茨發表于《科學美國人》雜志的一篇文章，文章的標題是A robot in every home(《家家都有機器人》)。

從20世紀70年代開始，工業機器人已經在工廠得到了廣泛應用。但智能服務機器人技術的高速發展只是近幾年的事情︰數千台拆彈機器人在阿富汗和伊拉克代替美軍執行危險任務；保潔機器人、寵物機器人風靡歐美；Microsoft、Intel等大企業紛紛啟動機器人業務。

我國經過“七五”到“十一五”幾個五年計劃的重點投入，智能機器人技術已經逐步從實驗室走向產業化應用階段；2009年，中關村IT市場已經出現了國內首家機器人專賣店。種種跡象顯示，機器人離大眾生活已經越來越近了一繼信息時代之後，機器人技術正推動一個新的時代的到來。

眾所周知，人才是一個國家發展前進的源動力。面對即將來臨的機器人時代，面對國家、社會對高素質工程人才的需求，我們的高等工程教育如何有效地培養具有機、電、軟各方面綜合實踐能力和創新能力的工程人才?如何在現有的專業課程和實驗教學體系中體現綜合、體現創新?這是在我多年從事高等教育和科研工作中常常思索的一個問題。

機器人技術是機、電、軟等學科的集大成者，在現代的各種工程任務中，也要求工程技術人員具有較強的綜合能力和創新能力，因此，近年來出現了將機器人作為工程創新教育工具的趨勢。很多高校利用機器人的“機、電、軟”綜合特性，把教育機器人當做教學工具，讓學生自主地研發機器人項目，參與機器人競賽，從中體驗創新的樂趣，感受實踐的魅力，從而潛移默化地將大學階段所學到的各種知識應用到機器人項目和競賽作品中。我指導的學生中就有一部分參與過機器人科技制作和競賽，他們在研究生階段和就業後，普遍表現出超出平均水平的工程能力和競爭力。

本書的幾位作者多年來一直從事高等工程教育和機器人研發工作。他們選擇了一套可以自由拼裝、編程的模塊化“積木式”機器人套件來進行工程實踐創新教學，組織學生參加機器人競賽，獲得了可喜的成果。模塊化機器人套件由于其開放性和不唯一性，不易產生限制學生創造力的定勢，確實適合作為工程創新教育工具。本書是他們將模塊化機器人套件應用于工程實踐創新教育的教學成果的總結，也是一次大膽的嘗試。

與其說本書是一本機器人專業教材，不如說是一本由機器人項目貫穿起來的實踐指南。書中基本舍棄了理論教學，完全以實踐為引導，以“機器人項目”為主線，讓讀者從“孤立學習各個知識點”轉變為“在實現各個工程項目的挑戰中學習知識”，最終“制作機器人並和其他機器人對抗競技”。我相信讀者在本書的幫助下，“做中學，學中做”，一定能在實踐中得到基本的機器人項目鍛煉，更重要的是建立自己的實踐能力和創新意識。

希望本書能讓讀者體驗到工程實踐和創造的樂趣，也希望本書能吸引一批有志向的年輕人投身于機器人產業，在未來的十年、二十年，他們也許將成為中國乃至世界機器人產業的骨干和棟梁。