کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control مقدمه‌ای بسیار قوی و علمی برای شروع به کار با علم رباتیک و حوزه‌ی مکانیک و کنترل می‌باشد. این کتاب در زمینه رباتیک و سخت‌افزار و نرم‌افزار آن توضیحات کاملی را به شما می‌دهد و در فصول آخر در زمینه‌ی پیاده‌سازی انواع ربات‌های پیشرفته شما را راهنمایی خواهد کرد.
در ادامه مقدمه‌ای از کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.
مقدمه‌ای بر کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control:
دانشمندان اغلب این احساس را دارند که از طریق کارشان، جنبه‌هایی از خود را یاد می‌گیرند. فیزیک‌دانان این ارتباط را در کار خود می‌بینند. مانند روانشناسان و شیمی‌دانان. در مطالعه رباتیک، ارتباط بین رشته تحصیلی و خودمان به طور غیرعادی آشکار است. برخلاف علمی که فقط به دنبال تجزیه و تحلیل است، رباتیک همانطور که در حال حاضر دنبال می‌شود، مهندسی را به سمت پیوستگی و ترکیب با خود می‌برد. شاید به همین دلایل است که این رشته بسیاری از ما را مجذوب خود می‌کند.
مطالعه رباتیک با تمایل به سنتز برخی از جنبه‌های عملکرد انسان از طریق استفاده از مکانیسم‌ها، حسگرها، محرک‌ها و رایانه‌ها مرتبط است. بدیهی است که این یک تعهد بزرگ است که به نظر می‌رسد مسلماً به ایده‌های زیادی از زمینه‌های مختلف “کلاسیک” نیاز دارد.
در حال حاضر جنبه‌های مختلف تحقیقات رباتیک توسط متخصصان در زمینه‌های مختلف انجام می‌شود. معمولاً اینطور نیست که هر فردی تمام حوزه رباتیک را در اختیار داشته باشد. پارتیشن‌بندی میدان طبیعی است که انتظار می‌رود. در سطح نسبتاً بالایی از انتزاع، تقسیم رباتیک به چهار حوزه اصلی منطقی به نظر می‌رسد: دستکاری مکانیکی، حرکت، بینایی کامپیوتر و هوش مصنوعی.
کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control علم و مهندسی دستکاری مکانیکی را معرفی می‌کند. این زیرشاخه رباتیک پایه‌های خود را در چندین زمینه کلاسیک دارد. رشته‌های مرتبط اصلی مکانیک، تئوری کنترل و علوم کامپیوتر هستند. در کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control، فصل‌های 1 تا 8 موضوعاتی از مهندسی مکانیک و ریاضیات، فصل‌های 9 تا 11 موضوعات کنترلی-نظری را پوشش می‌دهند، و فصل‌های 12 و 13 را می‌توان به عنوان مواد علوم کامپیوتر طبقه‌بندی کرد.
علاوه بر این، کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control بر جنبه‌های محاسباتی مشکلات در سراسر. به عنوان مثال، هر فصلی که عمدتاً با مکانیک مرتبط است، بخش مختصری دارد که به ملاحظات محاسباتی اختصاص دارد. این کتاب برگرفته از یادداشت‌های کلاسی است که برای تدریس «مقدمه‌ای بر رباتیک» در دانشگاه استنفورد در طول پاییز 1983 تا 1985 استفاده می‌شد. بهبودهای ناشی از بازخورد از بسیاری از منابع. با تشکر از همه کسانی که اصلاحات را برای نویسنده ارسال کردند.
کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control برای دوره‌های کارشناسی ارشد یا سال اول در مقطع کارشناسی ارشد مناسب است. اگر دانشجو یک درس پایه در استاتیک و دینامیک داشته باشد، یک درس جبر خطی داشته باشد و بتواند به یک زبان سطح بالا برنامه‌ریزی کند، مفید است.
علاوه بر این، مفید است، هرچند نه کاملاً ضروری، که دانشجو یک دوره مقدماتی در تئوری کنترل را گذرانده باشد. یکی از اهداف کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control ارائه مطالب به روشی ساده و شهودی است. به طور خاص، لازم نیست مخاطبان صرفاً مهندسان مکانیک باشند، اگرچه بسیاری از مطالب از آن رشته گرفته شده است.
در استنفورد، بسیاری از مهندسان برق، دانشمندان کامپیوتر و ریاضی‌دانان این کتاب را کاملا خواندنی یافتند. کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control مستقیماً برای مهندسین در حال توسعه سیستم‌های روباتیک کاربرد دارد، اما این مطالب باید به‌عنوان پیش‌زمینه مهم برای هر کسی که با رباتیک درگیر است در نظر گرفته شود. تقریباً به همان شیوه‌ای که توسعه‌دهندگان نرم افزار معمولاً حداقل برخی از سخت‌افزارها را مطالعه کرده‌اند، افرادی که مستقیماً با مکانیک و کنترل ربات‌ها درگیر نیستند باید پیشینه‌ای مانند آنچه در این متن ارائه می‌شود داشته باشند.
مانند ویرایش سوم، ویرایش چهارم در 13 فصل تنظیم شده است. مطالب به راحتی در یک ترم تحصیلی جا می‌شود. آموزش مطالب در یک فصل دانشگاهی احتمالاً به مربی نیاز دارد که چند فصل را برای حذف انتخاب کند. حتی با آن سرعت، نمی توان همه موضوعات را با عمق زیاد پوشش داد. از برخی جهات، کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control با در نظر گرفتن این موضوع تنظیم شده است. به عنوان مثال، اکثر فصل‌ها تنها یک رویکرد را برای حل مسئله در دست ارائه می‌دهند.
یکی از چالش‌های نگارش کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control، تلاش برای رعایت عدالت در مورد موضوعات تحت پوشش در محدودیت‌های زمانی موقعیت‌های معمول تدریس بوده است. یک روش به کار گرفته شده برای این منظور، در نظر گرفتن تنها موادی بود که مستقیماً بر مطالعه دستکاری مکانیکی تأثیر می‌گذارد.
در پایان هر فصل مجموعه ای از تمرین‌ها آمده است. به هر تمرین یک ضریب سختی اختصاص داده شده است که در براکت‌های مربع شکل به دنبال شماره تمرین نشان داده شده است. دشواری‌ها بین [00] و [50] متفاوت است، جایی که [00] بی‌اهمیت است و [50] یک مشکل تحقیقاتی حل‌نشده است. البته، آنچه برای یک نفر دشوار است، ممکن است برای دیگری آسان باشد، بنابراین برخی از خوانندگان ممکن است عوامل را گمراه‌کننده بدانند. در بعضی موارد. با این وجود، تلاشی برای ارزیابی سختی تمرینات انجام شده است.
در پایان هر فصل، یک تکلیف برنامه‌نویسی وجود دارد که در آن دانش آموز موضوع فصل مربوطه را با یک دستکاری‌کننده مسطح سه مفصلی ساده اعمال می‌کند. این دستکاری‌کننده ساده به اندازه‌ای پیچیده است که تقریباً تمام اصول دستکاری‌کننده‌های عمومی را بدون درگیر کردن دانش‌آموز در پیچیدگی زیاد نشان می‌دهد.
هر تکلیف برنامه‌نویسی بر اساس تکالیف قبلی است، تا زمانی که در پایان دوره، دانش‌آموز یک کتابخانه کامل از نرم‌افزارهای دستکاری‌کننده داشته باشد. در مجموع 12 تمرین MATLAB مرتبط با فصل‌های 1 تا 9 وجود دارد. این تمرین‌ها توسط پروفسور رابرت ال. ویلیامز دوم از دانشگاه اوهایو ایجاد شده است و ما به خاطر این مشارکت بسیار مدیون او هستیم. این تمرین‌ها را می‌توان با جعبه ابزار Robotics for MATLAB®2 که توسط پیتر کورک، محقق اصلی CSIRO در استرالیا ایجاد شده است، استفاده کرد.
فصل 1 مقدمه‌ای بر رشته رباتیک است. برخی از مطالب پیش‌زمینه، چند ایده بنیادی، نماد اقتباس شده از کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control را معرفی می‌کند، و مطالب را در فصل‌های بعدی پیش‌نمایش می‌کند.
فصل 2 ریاضیات مورد استفاده برای توصیف موقعیت‌ها و جهت‌گیری‌ها را در 3 فاصله پوشش می‌دهد. این ماده بسیار مهمی است: طبق تعریف، دستکاری مکانیکی مربوط به اجسام متحرک (قطعات، ابزارها، خود ربات) در فضا است. ما به روش‌هایی نیاز داریم که این اعمال را به گونه‌ای توصیف کنیم که به راحتی قابل درک باشد و تا حد امکان شهودی باشد.
فصل‌های 3 و 4 به هندسه دستکاری‌های مکانیکی می‌پردازند. آن‌ها شاخه‌ای از مهندسی مکانیک را معرفی می کنند که به عنوان سینماتیک شناخته می‌شود، مطالعه حرکت بدون توجه به نیروهایی که باعث آن می‌شود. در این فصل‌ها، ما با سینماتیک دستکاری‌کننده‌ها سروکار داریم، اما خود را به مسائل موقعیت‌یابی استاتیک محدود می‌کنیم.
فصل 5 تحقیقات ما در مورد سینماتیک را به سرعت‌ها و نیروهای ساکن گسترش می‌دهد.
در فصل 6، ما برای اولین‌بار با نیروها و ممان‌های لازم برای ایجاد حرکت یک دستکاری‌کننده سروکار داریم. این مشکل دینامیک دستکاری‌کننده است.
فصل 7 به تشریح حرکات دستکاری‌کننده بر حسب مسیرهای فضا می‌پردازد.
فصل 8 بسیاری از موضوعات مربوط به طراحی مکانیکی یک دستکاری. به عنوان مثال، چند مفصل مناسب هستند، از چه نوع مفصلی باید باشند و چگونه باید چیده شوند؟
در فصل‌های 9 و 10، روش‌های کنترل یک دستکاری‌کننده (معمولاً با رایانه) را مطالعه می‌کنیم تا به طور صادقانه مسیر موقعیت مورد نظر را در فضا ردیابی کند.
فصل 9 توجه را به روش‌های کنترل خطی محدود می‌کند.
فصل 10 این ملاحظات را به قلمرو غیرخطی گسترش می‌دهد.
فصل 11 حوزه کنترل نیروی فعال با یک دستکاری را پوشش می‌دهد. یعنی در مورد نحوه کنترل اعمال نیرو توسط دستکاری‌کننده بحث می‌کنیم. این حالت کنترل زمانی مهم است که دستکاری‌کننده با محیط اطراف خود تماس پیدا می‌کند، مانند هنگام شستشوی پنجره با اسفنج.
فصل 12 روش‌های برنامه‌نویسی ربات‌ها، به‌ویژه عناصر مورد نیاز در یک سیستم برنامه‌نویسی ربات، و مشکلات خاص مرتبط با برنامه‌نویسی ربات‌های صنعتی را مرور می‌کند.
فصل 13 سیستم‌های شبیه‌سازی و برنامه‌نویسی آفلاین را معرفی می‌کند که نشان‌دهنده جدیدترین افزونه رابط انسان-ربات است.
موارد جدید اضافه شده به نسخه چهارم کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control:
- تمرین‌های اضافی در پایان هر فصل.
- بخش جدید 8.9 در مورد رمزگذارهای نوری.
- بخش جدید 10.9 در مورد کنترل تطبیقی.
- مواد و منابع به روز شده برای تغییر تکنولوژی.
- چندین چهره جدید یا به روز شده.
- بیش از 100 اشتباه تایپی جزئی و سایر خطاها تصحیح شد.
همچنین شما علاوه بر مطالعه کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control برای مطالعه‌ی تخصصی بر روی الگوریتم‌های یادگیری ماشین از کتاب Mastering Machine Learning Algorithms نیز استفاده نمائید.
سرفصل‌های کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control:
- Preface
- 1 Introduction
- 2 Spatial Descriptions and Transformations
- 3 Manipulator Kinematics
- 4 Inverse Manipulator Kinematics
- 5 Jacobians: Velocities and Static Forces
- 6 Manipulator Dynamics
- 7 Trajectory Generation
- 8 Manipulator-Mechanism Design
- 9 Linear Control of Manipulators
- 10 Nonlinear Control of Manipulators
- 11 Force Control of Manipulators
- 12 Robot Programming Languages and Systems
- 13 Off-Line Programming Systems
- A Trigonometric Identities
- B The 24 Angle-Set Conventions
- C Some Inverse-Kinematic Formulas
- Solutions to Selected Exercises
- Index
فایل کتاب Introduction To Robotics: Mechanics and Control را می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.