1159271856 本篇文章给大家谈谈机器人学基础，以及机器人学对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
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制作机器人都需要学习什么?
因为机器人是个跨领域的东西，要从事相关工作可以读的专业简单来说有三大块，电子（包括自动化），机械，计算机（或软件）。
1、电子：首先硬件电路设计，从最简单的稳压供电，到比较高大上的集成电路，另外就是控制器（机器人的小脑）的使用，从简单的单片机到复杂的嵌入式开发，这个对编程水平要求比较高。
2、机械：机械专业跟电子专业一样也涉及到控制器的使用，另外就是使用Solidworks等软件进行机械结构的三维建模什么的，总的来说学了这些之后可以自行设计机器人的身体各个部分的结构和样子，也知道怎样去控制他们比较合理。
3、计算机：主要就是编程（相当于机器人的大脑），尤其是机器学习，人工智能方面的，举几个常见的例子，比如计算机视觉（人脸识别什么的），机器人的路径规划，机器人的行为控制。
扩展资料
机器人可以是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物但是日本不同意这种说法。日本人认为“机器人就是任何高级的自动机械”，这就把那种尚需一个人操纵的机械手包括进去了。因此，很多日本人概念中的机器人，并不是欧美人所定义的。
一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。
机器人能力的评价标准包括：智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占有性等；物理能，指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。因此，可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标机器。
参考资料：百度百科-机械人
如何系统地学习机器人
作者：郑帆
链接：
来源：知乎
著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权。
作为在校工科生，只回答问题中关于如何自学机器人方面的问题。
1. 基础知识入门
教材大同小异，推荐常用的两本：
克莱格：机器人学导论 (豆瓣)
蔡自新：机器人学 (豆瓣)
配合教材可以看斯坦福大学的公开课：斯坦福大学公开课：机器人学
以上内容，帮助在脑海中建立机器人学的大概图景和基本概念。当然，不必尽看，实际上认真钻研一套足矣。通常机器人学基础讨论都基于机械臂，需要弄懂的几个问题：机械臂的空间描述和坐标变换；机械臂运动学；机械臂逆运动学；机械臂动力学；轨迹规划；机械臂的控制；其他如机械设计、传感器、图像处理etc。
基础内容中，个人认为最重要的必须掌握的几个概念：
①刚体位姿的坐标描述和变换：机器人模型的基础，于机器人学的重要性犹如英文字母至于英文；
②D-H坐标变换：机械臂建模的重要方法，以简洁的数学语言描述由一连串刚体组成的机械臂；
③雅克比矩阵：机械臂运动学的核心，用于关节速度和末端速度的换算；
④拉格朗日动力学：力和速度加速度之间换算的桥梁。
最重要的工具：数学，尤其是线性代数。
2. 基础动手入门
工科不动手，学过也没有。如果你觉得上述基础内容很枯燥（实际上确实很枯燥），不放自己动手增加趣味性。
软件上，可以使用万能的matlab。实际上，克莱格的《机器人学导论》里就有大量matlab习题，可以参考。当然这里不得不提Perter Corke编写的robotics toolbox for matlab :。
安装这个toolbox之后，你可以在matlab上通过D-H方法建立机器人模型，并避开底层繁琐的矩阵运算，通过简单的函数进行一些运动学计算——不过逆运动学求解经常不收敛，毕竟不涉及底层嘛。更多的细节题主可以自己摸索。贴一个自己开始瞎捣腾时弄的模型图（害羞.）：
img src="" data-rawwidth="744" data-rawheight="352" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="744" data-original=""
硬件上，个人DIY机器人的话成本是很高的，定位为科教功能的nao机器人（此著名萌货见下图，为什么我要贴这个无关紧要的图因为它实在是太萌了），一台就卖十几万呢。
img src="" data-rawwidth="3264" data-rawheight="2448" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="3264" data-original=""
但是学生党个人DIY相对简陋的机械臂也是可行的。买几个几十块钱的电机，精度虽低，能转起来就行。买几块控制板。如果你电路够牛逼，也可以自行设计电路画电路图送加工然后自行焊接，但总还是买现成的板子方便嘛。对于初级选手，控制板可以选择学生党最常用的单片机，这里我推荐自己捣腾过的开源项目arduino：Arduino - HomePage
img src="" data-rawwidth="926" data-rawheight="400" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="926" data-original=""（图片来自arduino官网首页）（图片来自arduino官网首页）
arduino的好处是，编程语法简单，只要能理解基础的C语言即可，几乎零入门；编辑器自带很多sample可以参考；编程模板通用性强，很多时候编程只需要在模板上改动设计实现功能的语句即可；作为开源项目，google一下就可找到很多国外强人做的狂拽酷炫的DIY项目，比如：DIY Robotic Hand Controlled by a Glove and Arduino 很多DIY的人愿意将程序公开，可以拿来参考；还有就是，价格不贵。
不管买电机还是控制板，可以求助万能的淘宝。一个简单的机械臂搭起来，几百块钱够了。
贴一张我使用arduino板子和简单电机瞎倒腾的机械臂：
img src="" data-rawwidth="2000" data-rawheight="3552" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="2000" data-original=""用它在纸上画线，因为精度低，所以直线抖成那副挫样（害羞gt;.lt;）。用它在纸上画线，因为精度低，所以直线抖成那副挫样（害羞.）。
3. 进阶
进阶就没法在知乎里讲了。首先方向太多，在学习完基础知识以后，你要做什么（工业机械手臂，运动型仿人机器人，etc），你要做哪一块（机械设计，电路，图像处理，控制算法，步态规划etc）。再者，成本太高，你懂的。最后，进阶的机器人DIY没有必要，财力成本高是一回事，更甚的是时间精力成本高。如果不以机器人为专业，那么到1、2阶段，自己玩玩即可。如果有志于从事机器人相关研究或工作，那么在大学里参与相关研究项目即可。
学机器人应该先学什么
机器人是电子与机械专业的结合，零基础需要很大精力，要学的很多。基础的课程单片机、C编程、PLC、数控加工过程等等
机器人包括很多中，就先说说移动机器人吧。
移动机器人应用程序有个最大的特点就是高度的异步和并行。例如，处理传感器信息的子程序包括视觉等等、自主定位程序，路径规划程序，和动态障碍闪避子程序等等，他们的运行是完全并行或者说是并发的。它们之间的通信和和相互依赖是个大问题。
在运动轨迹规划当中，大多数用到AI中的离散空间搜索算法，更复杂点儿的任务，差不多都离不开知识的表达、简单的控制理论和一些机器学习算法。
这些话题说下去，没边儿的。
再说说开发平台吧，多数厂商生产的硬件机器人，都配备有自己的一套开发平台和开发套件。有些机器人是单片机控制的，有些则是嵌入式操作系统。总之这个平台目前是非常缺乏标准化的。弄成的结局就是，如果想换另一家厂商的机器人，很可能也要接触另一套软件套件。微软发布了一套叫Robotics developer studio的环境，意图将这个烂摊子标准化一下，不过现在看来，路还很长。
很多机器人的研究，在仿真环境下进行。市面上能买到的机器人，要么功能和二次开发的能力实在不行，要么很贵。
学习机器人编程，分你怎么看，走哪个风格。走接近硬件的路线呢，偏向嵌入式，很可能你最后是软硬通吃；走智能控制和AI的路线呢，很可能体验到的是分布式软件体系结构和神奇的人工智能。
说这些吧
机器人基础知识
机器人家上了解到，对于工科领域来说，脱离实践的学习都是肤浅的，对于控制这种强调经验的技术更是如此。如果去问一个程序员怎么学习一块技术，他必然让你去多编程。机器人领域也是。如果想把基本功打扎实，那么实践更是必不可少了。
对于普通学生入门来说 一款合适的机器人平台 + 入门级的控制算法进行试验。同时深入地学习相应地理论知识。对于一个有控制基础，需要现学现用的工作者来说，啃一本诸如《现代控制工程》的书籍，在工作者演练，下面的平台内容直接略过。关于平台的选择和相应的学习教程，我放在最后，防止大图分散了重点。
先结合机器人来说一下控制。对于设计任何一个控制系统来说，需要了解自己的输入、输出、控制元件，和算法。在一个简易的机器人系统里，分别对应的原件是：
输入 --- 传感器 （声呐，红外，摄像头，陀螺仪，加速度计，罗盘）
控制元件 --- 电机
控制算法 --- 控制板 （小到单片机，大到微机）
输出 --- 你的控制目标 （比如机器人的路径跟踪）
对这四方面都有了解之后，才能基本对机器人的控制有一个较为感性的认识。这是入门的基础。如果你对输入和输出做一个测量，比如用电机将某个轮子的转速从10加速到100，把这个测量勾画出来，那么这一个响应曲线。如何将电机准确快速地从10加速到100，这就需要一个简易的反馈控制器。
上面所说的各个传感器元件，都有廉价版可以购买学习，但随之引入的问题就是他们不精确，比如有噪声。消除这个噪声，你就需要在你的控制系统中引入更多的控制单元来消除这个噪声，比如加入滤波单元。
上面说这么多，只是想表达，理论和算法都是有应用背景的，但同时，学习一些暂时无法应用的算法也并不助于入门，甚至可能走偏门，觉得越复杂越好。所有的工程应用者都会说某某算法非常好，但是经典还是PID。倘若不亲手设计一个PID系统，恐怕真的领略不到它的魅力。我大学本科的控制课程包含了自动控制理论和现代控制理论，但是直到我设计一个四旋翼无人机的时候，才真正建立了我自己对机器人控制的理解。
推荐的那本《现代控制工程》是一本非常经典的专业书籍，需要理论知识，再进行详细的学习。我的建议是先玩，玩到需要时，认真学习这部分理论。
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推荐一些机器人平台。核心都涉及到运动控制。
基于arduino的机器人平台是最大众的平台了，这是一个开源社区，很多关于机器人的简易设计和控制算法实现都能在google得到。淘宝arduino机器人，包括arduino控制板和各类简易传感器，几百块之内钱都能得到。
Imperial College London的Robotics课程就是以Lego为实验平台的，Andrew Davison的课件上所有的理论都可以用Lego实现Andrew Davison: Robotics Course。如果这些都玩腻了，可以试试玩一个机器人飞行控制，比如四旋翼飞机。飞行器是六自由度控制，因此比小车要更加具有挑战性，也需要更精确的控制系统。下面这是我以前的一个四旋翼DIY，基于arduino MultiWii的。依旧淘宝四旋翼飞行器。
MultiWii是一个基于arduino的开源飞控平台，所有c代码都可得，不多于一两万行。如果把这些都研究透了，相比已经是专业水平了。
机器人基础学结课论文2000字左右
可以写机器人的由来、结构，与人的区别等，你可以去
huikanchina这里了解一下的
《机器人学基础》是一部比较系统和全面的机器人学导论性著作，主要介绍机器人学的基本原理及应用。全书共10章，主要内容包括机器人学的起源与发展、机器人学的数学基础、机器人运动方程的表示与求解、机器人动力学方程、机器人的控制原则和控制方法、机器人传感器、机器人轨迹规划、机器人的程序设计、机器人的应用等。
儿童机器人编程入门应该学什么？
一、学习基础结构搭建和简单机械传动，如杠杆结构、齿轮传动等；通过超声波传感器的应用，学习基础的编程知识，如顺序结构、循环结构，培养学生编程启蒙及动手能力。
二、学习基础机械结构和传动，如连杆结构、多级传动；通过超声波传感器的应用，学习基础的编程知识，如顺序结构、循环结构、条件判断等，培养学生编程思维及分析简单问题、解决问题能力。
三、学习中等难度的机械结构和传动，如曲柄摇杆、齿轮组的多级传动结构、通过触碰、红外触感器、超声波传感器的应用，综合利用循环结构、顺序结构和分支结构完成任务，如遥控赛车、走迷宫等综合性的任务。培养学生综合分析、解决问题能力，最终达到培养学生计算思维与解决问题能力的目标。
四、让具有一定计算机编程基础的学生，从图形化编程过渡到Python语言。
在巩固基本知识的基础上，进一步学习数据结构和核心算法，包括人工智能中常用的一些算法。强调数据结构、算法及应用。对人工智能算法有深入理解，从问题“解决者”变为事物“创造者”，结合设计思维和计算思维，增强算法设计能力。
五、在孩子们有了一定的编程基础之后，他们可以根据他们不同的需要和兴趣学习C语言、C++语言、java语言、Python语言等。
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