机器人行为 设计、描述、分析与建模

Ulrich Nehmzow著

本书反映了机器人技术的变化,讨论了在机器人学的研究实践、实验设计和步骤、定量的描述和行为分析中遇到的问题,以及通过识别技术,如ARMAX和NARMAX,对机器人与环境的交互作用进行建模等。

本书共有12章。1.介绍机器人行为的科学分析这个主题,解释了本书出版的目的,使不熟悉该领域的读者为阅读后面的内容做好准备;2.给出了移动机器人技术的简单介绍;3.介绍了科学方法的基本原理,尤其是移动机器人技术的应用;4.介绍一些统计学方法,这些方法在分析由机器人产生的实验数据时很有用,且提供了机器人技术应用的例子;5.动力学系统理论的概念,如相空间、相空间重建和相空间分析,以及它们在机器人行为分析中的应用;6.机器人行为分析在3个数据集的应用,这三个数据集分别是:一个能随机移动的移动机器人的运动、一个“混沌步行者”和 一只信鸽的飞行路径;7.探讨了机器人与环境的交互作用(如动因、数据记录、采样和时间序列分析等)的建模,即如何利用系统识别技术,如人工神经网络、ARMAX和NARMAX模型等对其进行建模;8.向读者展现了如何将系统识别应用到机器人与环境交互作用中,从而获得精确的、透明的和可分析的模型,即忠实的机器人仿真器;9.阐述了如何使用系统识别来区分和定义机器人的感官知觉和运动响应之间的关系;10给出了系统识别在移动机器人技术中的其他应用的说明;11.探讨了所观测到的特性和计算机模型之间的关系,及如何确定模型的有效性;12.对本书的总结和结论的归纳,同时指出了在移动机器人研究中一些未解决的问题和突出问题。

本书作者Ulrich Nehmzow是阿尔斯特大学中从事认知机器人研究的教授,他的研究主要集中在移动机器人技术、基于行为的方法控制自主移动机器人,最近研究的主要方面是机器人导航,建立一个机器人与环境交互作用的理论体系并从事定量地描述机器人与环境的交互作用的方法研究。

这是一本很好的介绍概念和技术的教材,它所介绍的概念和技术能使我们获得正规研究方法论,从而避免与我们的期望有偏差的实验结果的系统失真,或对机器人举止失误原因的错误猜想。本书通过对真实机器人的个案研究来说明这些技术和概念,并且清晰地描述了它们的应用,适合博士研究生阅读。

邹易清,硕士

(中国科学院高能物理研究所)