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編輯推薦： 人形机器人是服务机器人领域的未来方向，可以说，是一个无限大的市场，面对巨大的需求，有哪些关键的技术需要突破呢？ 內容簡介： 随着机器人技术和人工智能技术的飞速发展，人形机器人将在工业应用、家庭服务、医疗卫生、教育娱乐和救灾抢险等领域发挥巨大的作用。本书系统梳理了人形机器人领域的核心技术，着重介绍了人形机器人的运动学和动力学建模、步行稳定性控制、步态和路径规划、机械手运动规划、智能交互以及具身智能等技术。本书注重先进性和前瞻性，适宜从事人形机器人相关领域的科研和产业规划的人员参考。 關於作者： 陈骥驰，沈阳工业大学副教授，工学博士，博士后，博士生导师，入选辽宁省英才储备计划，沈阳市拔尖人才。致力于人工智能，人机交互，脑机接口，先进驾驶辅助系统研发等工作。主持多项国家自然科学基金等项目。在Chaos， Solitons and Fractals，Expert Systems With Applications和Applied Soft Computing等专业期刊发表学术论文30余篇。研究成果获辽宁省自然科学学术成果奖一等奖（排名第一）。担任国家自然科学基金通信评审专家，辽宁省科技厅计划项目专家，担任Journal of Railway Science and Technology期刊青年编委。 目錄： 第1章 人形机器人概述 001 1.1 人形机器人研究意义 001 1.2 人形机器人的发展现状 002 1.2.1 国外人形机器人的发展现状 002 1.2.2 国内人形机器人的发展现状 015 1.3 人形机器人的关键技术 018 1.3.1 运动学与动力学 018 1.3.2 步行稳定性判据 019 1.3.3 步态规划 020 1.3.4 机械手运动控制 021 1.3.5 智能交互 021 1.3.6 安全通信 022 1.4 本书各章节内容安排 023 参考文献 024 第2章 人形机器人运动学与动力学建模 029 2.1 概述 029 2.2 人形机器人的运动学建模 030 2.2.1 人形机器人模型推导 030 2.2.2 人形机器人的正运动学建模 033 2.2.3 人形机器人的逆运动学建模 035 2.3 人形机器人的动力学建模 038 2.4 本章小结 042 参考文献 043 第3章 人形机器人步行稳定性判据 047 3.1 概述 047 3.2 零力矩点稳定性判据 048 3.2.1 零力矩点稳定性判据的概念和计算 048 3.2.2 零力矩点稳定性判据的局限性 055 3.3 基于庞加莱回归映射的稳定性判据 056 3.3.1 庞加莱回归映射稳定性理论 056 3.3.2 庞加莱回归映射稳定性判据的应用局限 059 3.4 质心角动量稳定性判据 060 3.4.1 质心角动量稳定性判据的基本概念和应用 060 3.4.2 质心角动量稳定性判据的局限性 061 3.5 本章小结 061 参考文献 062 第4章 人形机器人行走步态规划 064 4.1 概述 064 4.2 基于简化模型的步态规划方法 064 4.2.1 连杆模型的步态规划 065 4.2.2 倒立摆模型的步态规划 067 4.2.3 车-桌模型的步态规划 070 4.3 基于人工智能的步态规划方法 071 4.3.1 模糊控制算法步态规划 072 4.3.2 神经网络步态规划 072 4.3.3 遗传算法步态规划 072 4.4 步态规划方法比较 073 4.5 本章小结 074 参考文献 075 第5章 人形机器人机械手运动控制 078 5.1 概述 078 5.2 人形机器人机械手驱动方式 079 5.2.1 电机驱动 079 5.2.2 液压驱动 080 5.2.3 气压驱动 080 5.2.4 形状记忆合金驱动 081 5.3 人形机器人机械手轨迹规划 082 5.3.1 关节空间轨迹规划 084 5.3.2 笛卡儿空间轨迹规划 089 5.4 人形机器人机械手控制 095 5.4.1 自由空间控制 096 5.4.2 约束空间控制 097 5.5 本章小结 097 参考文献 098 第6章 人形机器人智能交互 102 6.1 概述 102 6.2 基于生物电信号的智能交互系统 103 6.2.1 生物电信号概述 103 6.2.2 生物电信号处理技术 107 6.3 智能交互系统应用研究 120 6.3.1 表面肌电信号的获取与处理技术 121 6.3.2 性能评估指标 125 6.3.3 本征模态函数个数确定 126 6.3.4 特征提取参数分析 129 6.3.5 特征降维结果分析 131 6.3.6 识别结果分析 131 6.4 本章小结 132 参考文献 133 第7章 人形机器人安全通信 138 7.1 概述 138 7.2 人形机器人通信方案 139 7.2.1 Wi-Fi技术 140 7.2.2 蓝牙技术 141 7.3 人形机器人安全通信技术 142 7.3.1 信息加密技术 143 7.3.2 身份认证技术 144 7.3.3 访问控制技术 145 7.4 本章小结 146 参考文献 147 內容試閱： 随着机器人技术和人工智能领域的飞速发展，人形机器人作为一种集智能化、类人行为与互动能力于一体的高科技产品，正逐步从实验室走向实际应用。人形机器人不仅能够模仿人类的动作和表情，还能实现与人类的智能交互，解决许多复杂工程任务，成为现代技术发展的重要方向之一。它在工业生产、家庭服务、医疗辅助、教育娱乐和灾难救援等多个领域均展现出巨大的潜力和广阔前景。人形机器人的发展，不仅对技术本身提出了更高的要求，也为智能化社会的构建提供了新的思路和可能性。 本书系统地梳理了人形机器人研究领域中的核心技术，旨在为读者提供一个全面而系统的知识框架。全书共分为七章，涵盖了人形机器人的运动学与动力学建模、步行稳定性判据、步态规划、机械手运动控制、智能交互和安全通信等重要技术。通过深入探讨这些技术，本书不仅展示了当前的研究成果，还提供了丰富的理论分析，以帮助读者更好地理解并应用相关领域的前沿成果。 第1章人形机器人概述，对人形机器人研究的意义和发展现状进行了全面概述，分析了国内外的研究现状，并深入探讨了未来的发展趋势。最后，对全书各章节的内容安排进行了概要性的介绍，以帮助读者更好地理解本书的结构与重点。 第2章人形机器人运动学与动力学建模，讨论了人形机器人的运动学与动力学建模技术，阐明了相关的理论基础。通过对运动学与动力学模型的详细解析，帮助读者全面了解人形机器人涉及的各项基本原理与建模方法。 第3章人形机器人步行稳定性判据，探讨了人形机器人步行稳定性的判据，涵盖了零力矩点、庞加莱回归映射及质心角动量等稳定性判据。分析了这些判据在实际应用中的优缺点，并探讨了它们的局限性。 第4章人形机器人行走步态规划，探讨了人形机器人步态规划的方法，比较了传统步态规划与智能化步态规划技术的优势与不足。通过对各类步态规划技术的详细分析，帮助读者理解如何实现更加自然、高效的人形机器人行走。 第5章人形机器人机械手运动控制，详细分析了人形机器人机械手的运动控制技术，包括驱动方式、轨迹规划以及控制策略等内容。通过对人形机器人机械手各项技术的分析，为读者在人形机器人机械手运动控制的设计中提供多样化的选择。 第6章人形机器人智能交互，聚焦于人形机器人智能交互系统的研究，特别是基于生物电信号的智能交互技术。以实例的形式讨论了如何通过生物电信号实现人与人形机器人之间自然、流畅的交互。 第7章人形机器人安全通信，详细分析了人形机器人安全通信的相关技术，探讨了信息加密、身份认证、访问控制等关键安全技术的应用与发展，为实现安全、高效的人形机器人通信系统提供了理论支持和技术参考。 本书不仅依托于丰富的文献资料和前沿研究成果，还结合了作者多年的实际研究经验，希望为从事人形机器人研究的技术人员以及人形机器人爱好者提供一个系统化的知识体系。通过对关键技术的深入探讨和不断创新，相信人形机器人必将在未来科技革命中发挥举足轻重的作用。希望本书能够帮助读者更加全面地了解人形机器人这一前沿领域的技术与应用，为推动相关研究与实践做出微薄的贡献。 陈骥驰

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