1 Introduction to Robotics

参考书1Introduction to Robotics Mechanics and Control 3rd edition_John J. Craig百度网盘提取码rba1 或中文版《机器人学导论》提取码rba1 对应本课实验1-3参考书2 Probalilistic Robotics，对应本课实验4参考书3 Planning Algorithms，对应本课实验5

1.1 What is Robotics

Automation专用的自动话设备 和 Robotics机器人之间的区别。某种程度上体现在可编程能力的复杂程度。一般，机器人可以执行各种任务，而专用的自动合设备只能执行同一类型的任务。

"Science of Behavior" 教授说，他理解的机器人是"行为的科学"。机器人试图理解并产生类似人类和动物的行为(稳定性，可调节性)。大家可以思考下。

1.2 History

历史就不介绍了。 这里提一下机器人三定律，有一部剧叫《西部世界》挺有意思，感兴趣可以看一下。

A robot may not injure a human being, or, through inaction, allow a human being to come to harm. 机器人可能不会伤害人类，也可能因无所作为而伤害人类。

A robot must obey the orders given it by human beings except where such orders would conflict with the First Law. 机器人必须服从人类的命令，除非这些命令会与**定律相抵触。

A robeot must protect its own existence as long as such protection does not conflict with the First or Second Law. 机器人必须保护自己的存在，只要这种保护与**或第二定律不冲突。

1.3 Intelligence

Moravecs Paradox: 对人类来说简单的事情对机器人很难，反之亦然。 对于人类，300百万神经元是输入，600-800肌肉组织是输出，中间的就是智能(Funcition)。 对于一张图片，你看到的是你大脑想让你看到的。例如同一张图片有人看到的是鲨鱼，有人看到的是不可描述。人类的认知很懒。人类做出了一个决定，就不想再改。

1.4 Science

the central task of a natural science is to make the wonderful commonplace: to show that complexity, correctly viewed, is only a mask for simplicity; to find pattern hiding in apparent chaos.自然科学的中心任务是使这个奇妙的现象变得普遍：证明正确理解的复杂性只是简单性的掩盖； 寻找隐藏在明显混乱中的模式。

1.5 Strcture of the Course

包括课程和实验。

1.6 Robotics Hardware

PUMA Robot 有6个自由度。类似于人类的手臂，基座可以水平绕圈旋转，**节手臂可以竖直上下旋转，第二节手臂同**节手臂可以竖直上下选装，末端有3个自由度，末端可以竖直上下旋转，可以围绕一个点转圈

机械手臂类似于人类的 trunk 躯干, shoulder 肩膀, upper arm 上臂, forearm 前臂, wrist 手腕

torque扭矩 即 r→×F→\vec{r} \times \vec{F} 大小为面积: ||τ||=||F||⋅||r||⋅sin(α)||\tau|| = ||F|| \cdot ||r|| \cdot sin(\alpha) 方向为右手定则: \text{大拇指}">食指中指大拇指a食指×b中指==>大拇指a \text{食指} \times b \text{中指} ==>\text{大拇指}

relative Encoder 相对编码器

用于测量转角，原理是用LED照射通过一些等间距的黑色小方块，然后计数。详细就不介绍了。

counts changes in signal 可以得到旋转的角度Tracks A & B give ticks and direction可以得到旋转的方向Track I contains index pulseInstead of two tracks, two sensors can be used

此外还有Absolute Encoder绝对编码器，作用一样。

机器手类型和Sensor就不介绍了。参考书1**章有详细描述。

单词

unfold 展开establish 建立assembly 部件，集合Paradox 悖论organ donations 器官捐赠wax 蜡mature 成熟gravity 重力amidst obstacles 在障碍之中exploration 勘探exploitation 开发torque 扭力joint position 关节位置suction cup 吸盘crevice nozzle 缝隙喷嘴vacuum tube 真空管wrist mount 腕托interface 接口actuation 驱动shuffling 改组encourage 鼓励it blows your whole leg off 它炸掉你的整个腿cheat sheet 备忘单omitting省略inspect current function call stack检查当前函数调用堆栈backtrack 回溯pedantic 学究的，严格的scope 范围leak 泄露