### 机器人技术概览
#### 一、课程概述与教学团队
本课程为哈尔滨工业大学开设的一门研究生层次的专业课程——机器人技术。授课时间为2019年秋季学期,旨在为学生提供全面而深入的机器人技术知识。课程由三位资深教授共同授课:
- **杜志江教授**(duzj01@hit.edu.cn)负责讲解机器人技术的基础部分,包括现状、基础部件及基本结构等内容,共6学时。
- **董为教授**(dongwei@hit.edu.cn)重点介绍机器人学的基本理论和技术,如数学基础、运动学、静力学、动力学、轨迹规划等,共计20学时。
- **丁亮教授**(liangding@hit.edu.cn)则关注于机器人的传感与反馈机制、控制系统以及智能技术等方面的基本原理与应用,共6学时。
#### 二、课程目标与内容
本课程总共包含32个学时,旨在帮助学生系统性地掌握机器人技术的核心概念和发展趋势,培养学生的理论素养和实践能力,具体课程内容包括但不限于:
1. **机器人技术的发展历程**:从最早的构思到现代复杂系统的演变过程。
2. **基础知识**:涵盖数学基础、运动学、静力学、动力学等关键领域的理论知识。
3. **核心部件和技术**:探讨机器人硬件构成及其功能,如传感器、执行器、控制系统等。
4. **高级技术**:深入研究轨迹规划、智能控制、机器人学习等前沿技术。
5. **实际应用案例**:结合当前行业内的实际案例,探讨机器人技术的应用前景和发展方向。
#### 三、参考书目
为了更好地辅助学生学习,课程推荐了以下几本书籍作为参考材料:
1. **蔡自兴著,《机器人学(第2版)》**:全面介绍了机器人学的基础理论和技术。
2. **克莱格著,《机器人学导论(第3版)》**:详细讲解了机器人学的基本原理和技术。
3. **熊有伦著,《机器人技术基础》**:侧重于机器人技术的基础知识。
4. **龚振邦等,《机器人机械设计》**:专注于机器人的机械设计方面。
5. **张福学,《机器人学—智能机器人传感技术》**:着重于智能机器人传感技术的研究。
6. **Bruno Siciliano等,《Robotics: Modeling, Planning and Control》**:提供了机器人建模、规划与控制方面的深入理解。
#### 四、“机器人”概念的起源与发展
- **起源**:“机器人”一词源于1920年捷克作家Carel Capek创作的科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》,他将捷克语“Robota”写作“Robot”,这一词汇后来成为了机器人一词的源头。
- **“机器人学”概念**:1950年,美国科幻作家Isaac Asimov在其著作《I, Robot》中首次使用了“Robotics”这个词,用来描述机器人技术的研究领域。Asimov还提出了著名的“机器人三原则”,为后续的机器人研究设定了伦理框架。
- 机器人不应伤害人类,且在人类受到伤害时不可袖手旁观;
- 机器人应遵守人类的命令,除非这些命令与第一条相矛盾;
- 机器人应能保护自己,除非这样做与第一条相抵触。
#### 五、机器人的发展历史
- **古代中国**:西周时期的偃师创造了能歌善舞的伶人,春秋时期的鲁班制造了能在空中飞行三天的木鸟,三国时期的诸葛亮发明了木牛流马。
- **古代西方**:公元前2世纪,古希腊人发明了以水、空气和蒸汽为动力的会动雕像。
- **近现代发展**:1495年,达芬奇设计了第一台机器人;1954年,George C. Devol提出了第一个工业机器人方案;1961年,Unimation公司生产和销售了第一台工业机器人“Unimate”。
#### 六、发展机器人的重要性
随着科学技术的进步和社会需求的增长,机器人技术已经成为推动科技进步和产业发展的重要力量。其重要性体现在以下几个方面:
- **提高工作效率**:通过自动化生产线,大幅度提高了生产效率。
- **改善产品质量**:精密的操作减少了人为误差,提高了产品的精度和一致性。
- **减轻人力负担**:机器人能够承担危险和繁重的工作,保障了人员的安全。
- **拓展人类活动范围**:机器人可以进入人类难以到达或危险的环境进行探索和作业。
#### 结语
机器人技术的发展不仅推动了科技的进步,也深刻地影响着现代社会的各个方面。通过本课程的学习,学生将能够系统地掌握机器人技术的基本原理和应用方法,为进一步研究和实践奠定坚实的基础。
2026-03-01 00:59:59
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机器人技术
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