本书内容大部分源于编者多年从事机器人创新实践教学及指导学生参加机器人大赛的经验，以讲解机器人基础知识为主，学生动手制作机器人为辅。
本书共9章，主要内容包括概述、移动机器人应用及实践、水中机器人基础及实践、空中机器人基础及应用、仿生机器人基础及实践、人工智能基础及应用、走进3D打印世界、智能制造与工业机器人以及工程创新综合实践。本书内容兼具基础性和实践性。在智慧树平台有与本书配套的完整网络学习课程资源机器人制作与创客综合能力实训(https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/1000007851#teachTeam)，编者会实时更新本校学生线下机器人实践过程的上课视频及学生作品，供校外学习者参考。
本书适合作为高等院校计算机、软件工程、机器人、智能制造等专业的本科生教材，也可供机器人开发人员、广大科技工作者和研究人员参考，还适用于机器人零基础的爱好者学习。
l 本书内容源于作者多年教学以及指导学生参加机器人大赛的实践经验积累。
l 有配套的免费网络学习视频资源。
l 实时更新线下机器人实践过程中的学生作品，供校外学习者参考。
l 立足于机器人开发实践，理论指导实践，实践验证理论。
l 可作为高等院校相关专业的教材，也可作为教辅资料，还可作为学习应用技术的参考书。
深化产教融合是现代高等教育发展的重要抓手，也是加强高素质人才培养的必然要求。为响应国家智能制造2035整体规划以及产业发展对人才的迫切需求，以被誉为制造业皇冠顶端明珠的机器人作为载体组织教学，能够有效地提高学生的工程实践能力、创新能力、团队协作等综合能力。智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器，是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通信技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果，是很好的研究和实践平台。
本书的内容大多源于作者多年从事机器人创新实践教学以及指导学生参加机器人大赛的经验，主要以讲解机器人的基础知识为主，学生动手制作机器人为辅。书中分别介绍机器人的相关概念、发展历程、基本工作原理以及用程序控制机器人的基本思路和方法，立足于机器人开发实践，是一本理论指导实践，实践验证理论的书。
全书共9章内容，第1章介绍机器人的概念、分类、发展历程等；第2章介绍移动机器人应用及实践、智能车的硬件组成、软件开发等；第3章介绍水中机器人基础及实践；第4章介绍空中机器人基础及应用；第5章介绍仿生机器人基础及实践；第6章介绍人工智能基础及应用；第7章介绍走进3D打印世界；第8章介绍智能制造与工业机器人；第9章介绍工程创新综合实践。本书内容兼具基础性和实践性。
本书配有完整的网络学习资源，在智慧树平台的名称为机器人制作与创客综合能力实训(https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/1000007851#teachTeam)。该资源自2019年在智慧树教学平台(www.zhihuishu.com)上线，经过多年的不断改进与建设，在2021年被认定为内蒙古自治区首批一流本科线上课程，2023年被认定为国家级一流本科线上课程，学习者可以在平台上免费进行注册学习，作者会实时更新本校学生线下机器人实践过程的上课视频以及学生作品，供校外学习者参考。
本书适合作为高等院校计算机、软件工程、机器人、智能制造专业本科生的教材，也可供机器人开发人员、广大科技工作者和研究人员参考，还适用于机器人零基础的爱好者学习。
本书由内蒙古工业大学贾翠玲老师编写，在编写过程中，参阅了北京启创远景科技有限公司、深圳市越疆科技股份有限公司、北京博创尚和科技有限公司、深圳乐智机器人等公司的教学科研成果，也吸取了国内外教材的精髓，对这些作者的贡献表示由衷的感谢。在本书的出版过程中，得到了内蒙古工业大学陈杰老师、刘海亮老师的支持和帮助；还得到了清华大学出版社张月编辑的大力支持，在此表示诚挚的感谢。
由于作者水平和时间有限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请各位专家、同仁和读者不吝赐教和批评指正，并与笔者讨论。
2024年3月于呼和浩特
第1章概述1
1.1引言1
1.2机器人的定义1
1.3机器人的分类3
1.4机器人的前世今生7
1.5国内机器人的发展状况9
1.6机器人的基本结构12
1.7机器人与人工智能16
1.8机器人与莫拉维克悖论17
1.9机器人的社会问题18
1.9.1安全问题18
1.9.2恐怖谷理论18
1.9.3机器人威胁论18
1.9.4机器人与人19
1.10机器人研究的内容及关键技术20
1.11本章小结23
1.12思考题与习题23第2章移动机器人应用及实践24
2.1移动机器人概述24
2.2智能车概述26
2.3智能车的硬件组成27
2.3.1Arduino控制器27
2.3.2Arduino扩展板28
2.3.3智能车的传感器30
2.3.4智能车的驱动器和执行器41
2.4智能车的软件编程43
2.4.1Arduino软件编程43
2.4.2Arduino软件编程实例48
2.4.3智能车Arduino软件综合编程实例超声波避障小车50
2.4.4ArduBlock模块化编程54
2.5本章小结61
2.6思考题与习题62第3章水中机器人基础及实践63
3.1水中机器人的国内外发展现状63
3.1.1国外水中机器人发展现状63
3.1.2国内水中机器人发展现状64
3.2初识水中机器人的硬件65
3.3本章小结66
3.4思考题与习题66第4章空中机器人基础及应用67
4.1无人机概述67
4.2无人机的发展历史67
4.3无人机的应用分类69
4.4无人机的发展趋势71
4.5无人机的硬件组成71
4.5.1固定翼无人机72
4.5.2直升机74
4.5.3多旋翼无人机75
4.6本章小结79
4.7思考题与习题79第5章仿生机器人基础及实践80
5.1仿生机器人概述80
5.1.1仿生机器学简介80
5.1.2仿生机器人的研究内容81
5.1.3仿生机器人实例84
5.2仿生机器人套装的硬件组成85
5.2.1HCON101控制器86
5.2.2HM24智能电机模块88
5.2.3HS100集成传感器89
5.2.4仿生机器人套件89
5.3仿生机器人套装软件编程90
5.3.1仿生机器人之流程图程序90
5.3.2仿生机器人之在线检测95
5.3.3仿生机器人之动作编辑器97
5.3.4仿生机器人三维模型设计模型编辑器101
5.4本章小结103
5.5思考题与习题103第6章人工智能基础及应用104
6.1人工智能的概念104
6.2人工智能的发展历程105
6.3人工智能的研究领域及应用108
6.3.1专家系统108
6.3.2自然语言处理109
6.3.3推理110
6.3.4感知问题110
6.3.5探索111
6.3.6博弈111
6.3.7机器人学112
6.4人工智能在智能机器人中的应用113
6.4.1智能机器人的视觉技术113
6.4.2智能机器人的语音合成与识别115
6.4.3智能机器人自主导航与路径规划119
6.5本章小结122
6.6思考题与习题123第7章走进3D打印世界124
7.13D打印就在你的身边124
7.23D打印技术的基础知识128
7.2.13D打印技术的工作原理128
7.2.23D打印技术的优缺点129
7.2.33D打印机的分类131
7.33D打印的前世今生133
7.43D打印主要技术的分类及工作原理137
7.5本章小结140
7.6思考题与习题140第8章智能制造与工业机器人142
8.1智能制造概述142
8.1.1制造的概念142
8.1.2制造的分类142
8.1.3智能制造的概念143
8.1.4智能制造与传统制造的区别143
8.2人类制造业的发展历程144
8.2.1第一次工业革命机械化革命145
8.2.2第二次工业革命电气化革命145
8.2.3第三次工业革命信息化革命146
8.2.4第四次工业革命智能化革命146
8.3中国制造2025147
8.4工业机器人的概念及分类152
8.4.1工业机器人的概念152
8.4.2工业机器人的分类152
8.5工业机器人的数学基础155
8.6工业机器人的系统构成156
8.7本章小结158
8.8思考题与习题158第9章工程创新综合实践159
9.1卓越之星机器人创意搭接套件简介159
9.1.1卓越之星Debugger多功能调试器159
9.1.2ProMotion CDS系列机器人舵机160
9.1.3Robot Servo Terminal数字舵机调试终端161
9.1.4LUBY 控制器166
9.1.5卓越之星传感器和执行器170
9.2卓越之星机器人创意搭接套件实例174
9.2.1柔性生产线174
9.2.23D打印工厂174
9.2.3智能建筑175
9.2.4智能家居175
9.2.5智慧化工176
9.2.6智能无障碍设施176
9.2.7智能游乐场176
9.3本章小结177
9.4思考题与习题177参考文献178
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