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機器人人工智能 ( 簡體 字)
作者：時永安	類別：1. -> 電子工程 -> 機器人 　　　2. -> 程式設計 -> 人工智慧
譯者：
出版社：電子工業出版社	3dWoo書號： 52446 詢問書籍請說出此書號！ 【有庫存】 NT售價： 495 元
出版日：3/1/2020
頁數：304
光碟數：0
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印刷：黑白印刷	語系： ( 簡體 版 )
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ISBN：9787121383779
作者序　|　譯者序　|　前言　|　內容簡介　|　目錄　|　序
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作者序：
譯者序：
前言： 譯者序 掌控機器人和人工智能的未來 很榮幸有機會翻譯《機器人人工智能》這本書。機器人和人工智能都是目前比較熱門的技術，相關的書籍、文章數不勝數，本書將這兩項“時髦”的技術結合到一起，講述了如何把人工智能技術應用到機器人。本書的作者 Francis 是一位有著豐富經驗的機器人開發從業者，在本書中，他通過一個實用的例子，展示了利用 AI 相關的神經網絡、深度學習等技術來增強機器人的功能，解決使用其他技術無法或者很難解決的問題。通過對本書的學習，讀者對機器人、人工智能技術都會有深入的了解。同時本書也是實踐性很強的一本書，跟著作者一步一步實際操作，你就有可能做出一個功能強大的實用機器人。 人工智能和機器人技術在最近幾年取得了重大突破。AlphaGo 先后以碾壓性優勢戰勝了世界優秀圍棋高手李世石和柯潔，顛覆了人類對圍棋的理解；而波士頓動力公司開發的機器人 Atlas，震撼了所有的人，它在視頻中展示了倒立、翻跟頭、360o 旋轉跳躍……自動駕駛汽車、人臉識別已經開始實際應用；各種工業機器人已經淘汰了大量工人，而且開始出現了家用機器人。人工智能和機器人的未來會怎樣發展？會出現和人一樣聰明的機器人嗎？有多少工作崗位會被機器人替代？人類是會因為機器人的出現生活得更幸福，還是從此走向了深淵？具有人工智能的機器人最終會反過來控制人類嗎？有太多的憧憬，也有太多的擔憂。 著名的好萊塢科幻電影《終結者》系列，第一次把人類對機器人和人工智能的恐懼展現了出來。而眾多技術界的大佬：埃隆·馬斯克、比爾·蓋茨、霍金，都表達了對 AI 技術的擔憂。與之相反，本書的作者倒是很樂觀，不認為 AI 會威脅到人類。 樂觀也好，悲觀也罷，機器人和人工智能的未來歸根結底還是掌握在人類手里，我們不可能故步自封，只有通過繼續努力探索和鉆研，對技術了解得越清楚、越透徹，才越有可能掌控人工智能的未來、機器人的未來。我們還是應該相信，人類的智慧一定能找到合理的邊界，制定合理的規則，讓技術為人類服務，而不是對人類造成威脅。 感謝博文視點的編輯張春雨老師把翻譯此書的工作交給我，由于我的拖延癥導致本書現在才能面世，在此表示深深的歉意。也要感謝編輯劉舫老師為本書的付出。我花費了大量精力，力爭譯文意思的準確和文字的通暢，但由于個人水平有限，肯定有很多錯漏之處，歡迎讀者隨時提出批評、指正。有任何意見和想法，歡迎發郵件給我： andy.shia@outlook.com ，也歡迎關注本人的新浪微博@老斬_andy，讓我們一起做更深入的探討。 前言 本書的目標已經完整地標在封面上了 — 機器人人工智能。本書的重點是應用于地面移動機器人的機器學習技術。本書從講述專業的機器人設計原理開始，書中講述的內容已經針對小型的機器人項目進行了縮減。AI 部分，首先講述用于物體識別的卷積神經網絡，然后是強化學習和遺傳算法。我們的機器人可以接收語音，并可以學習使用基于 AI 的語音識別技術來講笑話。這種語音識別技術可以分辨用戶的意圖。本書還介紹了一種新的導航 方式，它不需要地圖，使用所謂的分治程序，也就是用房間的上部來記住路徑，用下部來避開障礙物。本書演示了如何綜合使用路徑規劃、決策樹、對象分類和導航來解決問題。 結尾部分，我們為機器人增加了人工人格。在最后一章，總結了對機器人未來發展的不同看法，并對機器人技術職業提出了建議。 整本書圍繞著一個有趣的實例任務展開，就是設計并構建一個可以在室內非結構化環境下清理玩具的機器人。在學習中你會發現，這個項目并不簡單。 本書針對的人群 本書的目的是成為高級機器人技術的研究者、專業人員、業余愛好者以及那些有過基本的機器人工作經歷，并尋求在教育和技能集上更進一步的學生們的橋梁。 本書的讀者需要熟悉 Python 語言和機器人操作系統（ROS），以及 Linux，在高等數學知識方面并沒有太多要求。 本書涉及的內容 第1章介紹人工智能以及本書用到的機器人技術基礎。本章還會介紹要用到的AI框架：觀察—定位—決策—行動（OODA）模型，以及軟實時控制。 第 2 章包括機器人架構、ROS 以及軟硬件創建——包括本書演示用機器人的創建。 第 3 章介紹了一個簡化的機器人設計系統方法，該方法綜合使用了用例（來自系統工程）以及故事板（來自敏捷開發）來給讀者提供一個解決機器人和人工智能難題時使用的架構和流程。 第 4 章介紹了如何創建一個人工神經網絡。讀者會學習到圖像識別的基礎知識以及如何使用 Keras 和 Python 來訓練和評估一個神經網絡。 第 5 章介紹了讓機器人自己學習如何使用它的機械臂的技術。這里的關鍵技術是，要有一個機制讓機器人可以為它的行為進行打分。我們會探索強化學習并深入研究遺傳算法。 第6章開發基于語音的命令系統——一種使用AI技術來理解詞語并預測說話人意圖的數字助手。我們會介紹語音識別和自然語言處理的基本概念，例如上下文、知識庫、意圖識別以及句子重建。我們會教機器人既能夠理解也能講敲門游戲里的笑話。 第 7 章幫助讀者理解機器人導航，包括 SLAM。它會幫助你綜合使用兩項技術：尋找樓梯以躲開障礙，以及在無地圖的情況下使用神經網絡圖像識別技術進行導航。 第 8 章包括了路徑規劃、決策樹、分類技術、波前法、A*（A 星）算法和 D*（D 星）算法，以及基于節點的規劃方法。 第 9 章講述了仿真和蒙特卡洛模型、機器人情感引擎、人類情感模型，以及如何把人格規則整合到一個基于聊天機器人的對話引擎中。 第 10 章講述了人工智能和機器人技術未來發展的一些內容，以及對機器人技術職業的一些建議。 充分利用本書 本書的讀者需要熟練掌握 Python 語言編程 — 2.7 版本或 3.6 版本都可以。本書大多數例子是用 Python 2.7 版本編寫的，不過要轉換到 3.6 及以上版本相當容易 — 主要是替換print 語句。ROS 只支持 Linux 操作系統，讀者可以用在 Windows 電腦中創建 Linux 虛擬機的方式來提供支持，筆者在寫這本書的時候也是這么做的。如果你需要 ROS 的更詳細使用說明，Packt 出版社有幾本很棒的書，講述了相關知識。本書不會用到超出中學水平的數 機器人人工智能學知識。如果想跟著我一起組裝機器人，你需要一些基本的工具（螺絲刀、扳手、六角螺絲小扳手以及電烙鐵）。 其他所有的安裝說明都放在了本書對應的章節中。
內容簡介： 本書是一本介紹將人工智能技術應用于機器人的書。它以人工智能為核心，介紹了神經網絡、機器學習、自然語言處理、路徑規劃、決策樹等技術。作者使用一個貫穿全書的實例，從機器人硬件組裝開始，一步步深入，詳細介紹了如何分析及解決各種實際問題。跟著作者一起操作，你也可以開發出一個功能強大、技術先進的實用機器人。
目錄： 1 高級機器人技術和人工智能的基礎 ......... 1 技術要求 ...............2 機器人技術和 AI 的基本原則 ...........2 AI 是什么（以及 AI 不是什么） ..........3 陽光之下無新事 .............4 作為例子的問題：整理房間 ...........5 你將學到的 .............7 人工智能和先進的機器人科技 ...........8 機器人和我們的開發環境介紹 ...........9 軟件模塊（ROS、Python 和 Linux） .........12 機器人控制系統和決策框架 ...........13 機器人控制系統 — 帶有軟實時控制的控制循環 ......24 小結 ...............32 問題 ...............32 擴展閱讀 ...............33 2 創建你的機器人 ............. 34 技術要求 ...............34 機器人人工智能 【XIV】 什么是機器人 ...............35 機器人剖析 — 機器人是由什么組成的........35 包容架構 ...............39 軟件設置 ...............41 準備筆記本電腦 .............42 安裝 Python .............42 在筆記本電腦上安裝 ROS ...........44 設置樹莓派 3 ..............46 硬件 ...............48 最開始 — 碼放配件 ...........49 裝配履帶 ...............50 安裝履帶 ...............51 裝配機械臂基座（轉盤） ...........53 裝配手臂 ...............55 接線 ...............58 小結 ...............59 問題 ...............60 擴展閱讀 ...............60 3 實用機器人設計過程的基本概念 ......... 61 一個以系統工程為基礎的機器人的開發路徑........61 我們的任務 — 清理游戲室 ...........62 用例 ...............63 問題 — 第 1 部分 .............63 問題 — 第 2 部分 .............67 我們的機器人要做什么 ...........69 故事板 ...............72 故事板 — 把玩具放好 ...........72 分解硬件需求 .............80 分解軟件需求 .............81 小結 ...............86 目錄 【XV】 問題 ...............86 擴展閱讀 ...............87 4 使用神經網絡和有監督學習完成物體識別 ......... 88 技術要求 ...............89 圖像識別過程 ...............89 圖像識別訓練和部署過程 — 分步詳解........90 圖像處理 ...............91 卷積 ...............92 人工神經元 .............94 卷積神經網絡流程 .............96 構建玩具/非玩具探測器 ............ 104 使用神經網絡 ............. 113 小結 ............... 116 問題 ............... 117 擴展閱讀 ............... 117 5 撿起玩具 .............. 118 技術要求 ............... 119 任務分析 ............... 119 設定解決方案 ............. 120 機械臂學習過程概述 ........... 123 教機械臂學習 ............. 124 版本 1 — 動作狀態強化學習 .......... 125 Q 學習的實現 ............. 130 版本 2 — 對狀態和動作做索引 .......... 135 遺傳算法 ............. 140 其他機械臂機器學習方法 ........... 148 Google 的 SAC-X ............ 148 亞馬遜機器人挑戰賽 ........... 148 機器人人工智能 【XVI】 小結 ............... 149 問題 ............... 149 擴展閱讀 ............... 150 6 教機器人聽 .............. 151 技術要求 ............... 152 機器人語音識別 ............. 152 我們在做什么 ............. 152 語音轉為文本 ............. 153 意圖 ............... 156 Mycroft .............. 157 講笑話 — 敲門游戲 ........... 167 接收笑話 — Who’s there? .......... 171 小結 ............... 175 問題 ............... 175 擴展閱讀 ............... 176 7 躲開樓梯 .............. 177 技術要求 ............... 178 任務分析 ............... 178 什么是 SLAM ............. 180 導航的替代方案 ............. 182 神經網絡 ............. 187 處理圖像 ............. 189 訓練神經網絡進行導航 ........... 191 卷積神經網絡機器人控制的實現 ......... 197 小結 ............... 201 問題 ............... 202 擴展閱讀 ............... 202 目錄 【XVII】 8 把東西放好 .............. 204 技術要求 ............... 205 任務分析 ............... 205 決策樹 ............... 206 熵 ............... 216 獨熱編碼 ............. 218 網格搜索和 A*（A 星）算法 .......... 222 A*算法 .............. 228 D*（D 星或動態 A*） ........... 231 GPS 路徑查找不使用地圖 ........... 231 小結 ............... 233 問題 ............... 234 擴展閱讀 ............... 234 9 給機器人一個人工人格 ............ 235 技術要求 ............... 235 什么是人工人格 ............. 236 圖靈測試 ............. 237 模擬的藝術和科學 ............. 239 情緒狀態機 ............. 242 玩情感游戲 ............. 244 創建人類行為模型 ............. 246 將人工人格融入機器人 ........... 247 人格構建 — 積木 ............. 248 開始構建 ............. 253 機器人情感引擎 ............. 257 人類情感模型 ............. 259 問題 ............... 263 擴展閱讀 ............... 264 機器人人工智能 【XVIII】 10 結論和思考 .............. 265 關于我們旅程的總結 ............. 268 機器人技術職業 ............. 268 AI 中的問題：真和假 ............ 269 關于機器人和 AI 恐懼癥的一些簡短的看法 ....... 270 了解 AI 中的風險 ............. 273 結束語 ............... 275 小結 ............... 275 問題 ............... 275 擴展閱讀 ............... 276 參考答案 ............... 277
序：