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| 內容簡介： |
《机器人手册》（原书第2版）第1卷机器人基础共分两篇：机器人学基础和机器人设计。第1篇机器人学基础主要介绍了用于机器人系统建模、设计和控制的基本原理和方法，包括运动学、动力学、机构与驱动、传感与估计、模型辨识、运动规划、运动控制、力控制、冗余度机器人、含有柔性单元的机器人、机器人体系架构与编程、基于行为的系统、机器人人工智能推理方法和机器人学习等主题，这些主题是后续章节内容的基础，并被拓展和应用于特定的机器人系统中。第2篇机器人设计主要介绍了与机器人实际物理模型的设计和建模相关的主题，既阐述了机器人设计与性能评价，又介绍了包括肢系统、并联机构、机器人手、蛇形机器人与连续体机器人、软体机器人的驱动器、模块化机器人、仿生机器人、轮式机器人、水下机器人、飞行机器人和微纳机器人等在实际物理实现过程中的设计、建模、运动计划和控制等问题。本篇各章所涉及的主题不仅对构建机器人实际物理模型不可或缺，而且对机器人动作的生成与控制，以及按预期的方式进行操作也很重要。本手册可供机器人、人工智能、机械工程、自动化、计算机等领域的科研技术人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考，还可供机器人业余爱好者阅读。
《机器人手册》（原书第2版）第2卷 机器人技术共分三篇：传感与感知、操作与交互、移动与环境。第3篇传感与感知详细介绍了机器人不同的感知形态和跨时空的传感数据融合技术，主要用于生成机器人模型以及外部环境，涵盖力、触觉传感器，惯性传感器、GPS和里程计，声呐传感器，距离传感器等常用的机器人传感器，三维视觉导航与抓取，视觉对象类识别，视觉伺服，以及多传感数据融合。第4篇操作与交互讲解了与机器人操作与交互相关的技术，其中机器人操作技术主要涉及面向操作任务的运动、接触建模与操作、抓取、协同操作臂、移动操作与主动操作感知等问题；机器人交互技术重点讨论触觉技术、遥操作机器人、网络机器人等。第5篇移动与环境介绍了环境建模、同步定位与建图、运动规划与避障，不同作业环境下的机器人，包括腿式机器人、轮式机器人、崎岖地形下机器人、水下机器人、飞行机器人的建模与控制，以及多移动机器人系统。本手册可供机器人、人工智能、机械工程、自动化、计算机等领域的科研技术人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考，还可供机器人业余爱好者阅读
《机器人手册》（原书第2版）第3卷 机器人应用分成两篇：作业型机器人、机器人与人。
第6篇作业型机器人主要介绍了特定环境中工作的机器人，包括工业机器人、空间机器人、农林机器人、建造机器人、危险环境作业机器人、采矿机器人、救灾机器人、监控与安保机器人、智能车、医疗机器人与计算机集成外科手术、康复与保健机器人、家用机器人、竞赛机器人，涉及硬件设计、控制感知和用户界面，以及驱动上述应用发展的经济/社会因素。
第7篇机器人与人主要介绍了一些与人-机器人交互有关的最新成果，包括仿人机器人、人体运动重建、人-机器人物理交互、人-机器人增强、认知型人-机器人交互、社交机器人、社交辅助机器人、向人类学习、仿生机器人、进化机器人、神经机器人和感知机器人，以及教育机器人、机器人伦理学各主题，对于创建在以人为中心的环境中运行的机器人至关重要。
本手册可供机器人、人工智能、机械工程、自动化、计算机等领域的科研技术人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考，还可供机器人业余爱好者阅读。
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| 關於作者： |
布鲁诺，西西利亚诺(Bruno Siciliano)
IEEE、ASME 和IFC 会士;IEEE机器人与自动化学会(RAS)前任主席
获荣誉多项，包括IEEE RAS George Saridis领袖奖和IEEE RAS杰出服务奖等。
曾担任众多核心期刊的编委会委员，多家知名国际会议的主席或联席主席。
主要研究方向包括力控制、视觉伺服、协作机器人、人机交互和飞行机器人。
欧沙玛，哈提卜(Oussama Khatib)
斯坦福大学计算机科学教授，
IEEE 会士，国际机器人学研究基金会(IFRR)主席
获荣IEEE RAS先锋奖、IEEE RAS George Saridis领袖奖、IEEE RAS杰出服务奖，以及日本机器人协会(JARA)研究与开发奖。
曾担任众多核心期刊的编委会委员，多家知名国际会议的主席或联席主席
主要研究以人为本的机器人设计和方法，包括仿人控制架构、人体运动合成、交互式动力学仿真、触觉交互和助友型机器人设计等。
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| 目錄：
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目录
译者序
作者序一(第1版)
作者序二(第1版)
作者序三(第1版)
作者序四(第1版)
第2版前言
多媒体扩展序
如何访问多媒体内容
主编简介
篇主编简介
多媒体团队简介
作者列表
缩略词列表
第1章绪论——如何使用《机器人手册》1
1.1机器人学发展简史1
1.2机器人学的研究群体2
1.3如何使用本手册3
视频文献5
第1篇机器人学基础
内容导读8
第2章运动学11
2.1概述11
2.2位置与姿态表示12
2.3关节运动学20
2.4几何表示24
2.5工作空间26
2.6正运动学26
2.7逆运动学27
2.8正微分运动学29
2.9逆微分运动学30
2.10静力学变换30
2.11结论与延展阅读30
参考文献31
第3章动力学33
3.1概述34
3.2空间向量表示法35
3.3正则方程40
3.4刚体系统动力学模型42
3.5运动树46
3.6运动环51
3.7结论与延展阅读54
参考文献56
第4章机构与驱动59
4.1概述60
4.2系统特征60
4.3运动学与动力学61
4.4串联机器人64
4.5并联机器人65
4.6机械结构66
4.7关节机构67
4.8驱动器69
4.9机器人的性能指标75
4.10结论与延展阅读77
视频文献77
参考文献78
第5章传感与估计80
5.1概述80
5.2感知过程81
5.3传感器82
5.4估计过程87
5.5表征96
5.6结论与延展阅读97
参考文献98
第6章模型辨识100
6.1概述100
6.2运动学标定102
6.3惯性参数估计107
6.4可辨识性与条件数分析112
6.5结论与延展阅读118
视频文献119
参考文献120
第7章运动规划122
7.1机器人运动规划122
7.2运动规划的概念123
7.3基于抽样的规划124
7.4替代算法127
7.5微分约束130
7.6扩展与演变133
7.7高级议题136
7.8结论与延展阅读139
视频文献139
参考文献140
第8章运动控制144
8.1运动控制简介145
8.2关节空间与操作空间控制146
8.3独立关节控制147
8.4PID控制149
8.5跟踪控制151
8.6计算转矩与计算转矩类控制153
8.7自适应控制156
8.8优与鲁棒控制159
8.9轨迹生成与规划161
8.10数字化实现164
8.11学习控制166
视频文献167
参考文献168
第9章力控制171
9.1背景171
9.2间接力控制173
9.3交互作业179
9.4力/运动混合控制184
9.5结论与延展阅读188
视频文献189
参考文献190
第10章冗余度机器人192
10.1概述192
10.2面向任务的运动学194
10.3微分逆运动学196
10.4冗余度求解优化方法200
10.5冗余度求解的任务增广法202
10.6二阶冗余度求解204
10.7可循环性204
10.8容错性205
10.9结论与延展阅读206
视频文献206
参考文献207
第11章含有柔性单元的机器人210
11.1含有柔性关节的机器人211
11.2含有柔性连杆的机器人227
视频文献240
参考文献241
第12章机器人体系架构与编程245
12.1概述245
12.2发展历程247
12.3体系架构组件250
12.4案例研究——GRACE256
12.5机器人体系架构的设计艺术258
12.6机器人体系架构的实现259
12.7结论与延展阅读261
视频文献261
参考文献261
第13章基于行为的系统265
13.1机器人控制方法265
13.2基于行为系统的基本原理267
13.3基础行为270
13.4基于行为系统的表示法270
13.5基于行为系统的学习271
13.6应用与后续工作275
13.7结论与延展阅读278
视频文献278
参考文献279
第14章机器人人工智能推理方法283
14.1为什么机器人要应用AI推理283
14.2知识表征与推理284
14.3推理与决策291
14.4基于规划的机器人控制297
14.5结论与延展阅读301
视频文献302
参考文献302
第15章机器人学习307
15.1什么是机器人学习307
15.2模型学习309
15.3强化学习319
15.4结论330
视频文献331
参考文献331
LⅩⅤⅠⅠLⅩⅤⅠⅠⅠ第2篇机器人设计
内容导读340
第16章设计与性能评价342
16.1机器人设计过程342
16.2工作空间指标344
16.3灵巧性指标347
16.4其他性能指标349
16.5其他类型的机器人352
16.6本章小结356
参考文献356
第17章肢系统359
17.1肢系统的设计360
17.2概念设计360
17.3设计过程示例363
17.4模型导引设计366
17.5各种肢系统373
17.6性能指标376
视频文献378
参考文献379
第18章并联机构382
18.1定义382
18.2并联机构的构型综合383
18.3运动学384
18.4速度与精度分析385
18.5奇异性分析386
18.6工作空间分析387
18.7静力学分析388
18.8动力学分析389
18.9设计考虑390
18.10柔索驱动并联机器人390
18.11应用示例392
18.12结论与延展阅读392
视频文献393
参考文献393
第19章机器人手
19.1基本概念
19.2机器人手的设计
19.3驱动与传感技术
19.4机器人手的建模与控制
19.5应用和发展趋势
19.6结论与延展阅读
视频文献
参考文献
第20章蛇形机器人与连续体机器人
20.1蛇形机器人研究简史
20.2连续体机器人研究简史
20.3蛇形机器人与连续体机器人的
建模
20.4蛇形机器人与连续体机器人的
运动规划
20.5结论与相关领域的扩展
视频文献
参考文献
第21章软体机器人驱动器
21.1研究背景
21.2软体机器人驱动器的设计
21.3软体机器人驱动器的建模
21.4软体机器人的建模
21.5刚度评估
21.6笛卡儿刚度控制
21.7周期性运动控制
21.8软体机器人的优控制
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| 內容試閱：
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第2版前言
经过2002—2008年为期六年的不懈努力，Springer《机器人手册》终于出版，这是一本聚集大量活跃的科学家和研究人员的集体智慧，充分反映学科基础与前沿发展的独特的综合参考资料。本手册自出版以来非常成功，受到业内的广泛好评。不断有新的研究人员被机器人技术吸引进来，同时为机器人学这一跨学科领域的进一步发展做出贡献。
手册出版之后，很快就在机器人学领域树立起一座丰碑。在过去的七年中，它一直是Springer所有工程书籍中的畅销书，章节下载量排名首位（每年将近4万）。2011年，在所有Springer图书中下载量排名第四。2009年2月，手册被美国出版商协会（AAP）授予PROSE杰出物理科学与数学奖及工程与技术奖。
机器人领域的快速发展以及不断诞生的新研究领域，促使我们于2011年着手第2版的撰写工作，其目的不仅是更新原手册内容，还包括对已有内容的扩展。编辑委员会（David Orin、Frank Park、Henrik Christensen、Makoto Kaneko、Raja Chatila、Alex Zelinsky和Daniela Rus）在过去的四年中积极热心地协调着作者，并将手册的组织架构分为三大部分7个主题（即7篇内容），通过内容重组以实现4个主要目标：
1）对机器人学基础内容进行扩展。
2）强化各类不同机器人系统的设计。
3）扩展移动机器人方面的内容。
4）丰富各类现代机器人的应用。
这样，不仅对第1版中全部64章进行了修订，还针对新的主题增加了16章内容，新一代的作者也加盟到手册的创作团队中。手册主体内容在2015年春季完成后，又经过广泛的审查和反馈后，2015年秋正式完工。此时，记录在我们文件夹中的往返电子邮件已从第1版时的10000个又创纪录地增加了12000多个。其成果同样令人震撼：整个手册内容包括7篇80章，由229位作者撰写，超过2300页，内含1375幅插图和9411篇参考文献。
第2版中还有一个主要新增的内容，即多媒体资源，并专门为此成立了一个编辑小组，由Torsten Krger牵头，Gianluca Antonelli、Dongjun Lee、Dezhen Song和Stefano Stramigioli也参与其中。在这样一群充满活力的年轻学者的努力下，多媒体项目与手册项目齐头并进。多媒体编辑团队根据（各章）作者的建议，如他们对视频质量的要求和与本章内容的相关性，为每一章精心选择视频。此外，手册的责任编辑还专门制作了教程视频，读者可以直接从手册的每篇导读部分进行访问，为此还创立了一个开放的多媒体网站，即http://handbookofrobotics.org，这些视频由IEEE机器人与自动化学会和Google共同管理。该网站已经被看作是一项传播性项目，反映新的机器人技术对国际社会的贡献。
我们对手册扩展小组的成员，特别是项目中新人的不懈努力深表感谢！还想对Springer公司的Judith Hinterberg、Werner Skolaut和Thomas Ditzinger的大力支持，以及Anne Strohbach和le-tex公司员工非常专业的排版工作表示感谢和赞赏。在《机器人手册》（第1版）出版八年后，它的第2版与读者见面，这已经完全超越了手册对机器人这个群体本身的价值。我们深信，本手册将继续吸引新的研究人员进入机器人领域，并作为激发灵感的有效资源，在这个引人入胜的领域中蓬勃发展。自手册第1版创作团队成立以来，合作精神不断激励着我们这个团队。在《手册——简史》()中有趣地记录了这一点。手册第2版的完成同样受到了相同的精神鼓舞，并让我们坚持不懈：-)现在提醒机器人团队的同仁保持;-)。
意大利那不勒斯 布鲁诺·西西利亚诺（Bruno Siciliano）
美国斯坦福大学 欧沙玛·哈提卜（Oussama Khatib)
2016年1月
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