人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)

人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
分享
扫描下方二维码分享到微信
打开微信,点击右上角”+“,
使用”扫一扫“即可将网页分享到朋友圈。
作者: , [美] , , , , , , , ,
2019-10
版次: 1
ISBN: 9787121372339
定价: 139.00
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 636页
18人买过
  • 本书首先介绍人工智能机器人的定义、历史和体系结构,然后全面系统地阐述人工智能机器人在传感、感知、运动、规划、导航、学习、交互等方面的基础理论和关键技术。全书共分为五部分。第一部分共5章,定义了什么是智能机器人,介绍了人工智能机器人简史,并讨论了自动化与自治、软件体系结构和遥操作;第二部分共6章,针对机器人的反应(行为)层智能展开讨论,分别对应机器人行为、感知与行为、行为协调、运动学、传感器与感知,以及距离感知等方面的内容;第三部分共5章,详细讨论机器人的慎思层智能,包括慎思层的内涵、导航、路径和动作规划、定位、建图与探索,以及机器学习等内容;第四部分共2章,讨论机器人的交互层智能,包括多机器人系统和人-机器人交互;第五部分共2章,分别介绍自治系统的设计与评估方法,以及与机器人相关的伦理问题。 分别于1980年、1989年和1992年在美国佐治亚理工学院获得机械工程学学士学位、计算机科学硕士和博士学位,现任德克萨斯农工大学计算机科学与工程系的Raytheon荣誉教授,机器人辅助搜索与救援研究中心主任,IEEE会士,曾任IEEE机器人和自动化执行委员会执委。研究方向为人工智能,人-机器人交互,以及异构多机器人系统。已发表100多部/篇出版物,是国际上救援机器人和人-机器人交互领域的开创者之一。
    Robin R. Murphy分别于1980年、1989年和1992年在美国佐治亚理工学院获得机械工程学学士学位、计算机科学硕士和博士学位,现任得克萨斯农工大学计算机科学与工程系Raytheon荣誉教授,机器人辅助搜索与救援研究中心主任。IEEE会士,曾任IEEE机器人和自动化执行委员会执委。研究方向为人工智能、人-机器人交互,以及异构多机器人系统。已发表100多部/篇出版物,是国际范围内救援机器人和人-机器人交互领域的开创者之一。 I Framework for Thinking About AI and Robotics

    1 What Are Intelligent Robots?

    1.1 Overview

    1.2 Definition: What Is an Intelligent Robot?

    1.3 What Are the Components of a Robot? 

    1.4 Three Modalities: What Are the Kinds of Robots? 

    1.5 Motivation: Why Robots? 

    1.6 Seven Areas of AI: Why Intelligence?

    1.7 Summary

    1.8 Exercises

    1.9 End Notes

    2 A Brief History of AI Robotics

    2.1 Overview

    2.2 Robots as Tools, Agents, or Joint Cognitive Systems

    2.3 World War II and the Nuclear Industry

    2.4 Industrial Manipulators

    2.5 Mobile Robots

    2.6 Drones

    2.7 The Move to Joint Cognitive Systems

    2.8 Summary

    2.9 Exercises

    2.10 End Notes

    3 Automation and Autonomy

    3.1 Overview

    3.2 The Four Sliders of Autonomous Capabilities

    3.2.1 Plans: Generation versus Execution

    3.2.2 Actions: Deterministic versus Non-deterministic

    3.2.3 Models: Open- versus Closed-World

    3.2.4 Knowledge Representation: Symbols versus Signals

    3.3 Bounded Rationality

    3.4 Impact of Automation and Autonomy

    3.5 Impact on Programming Style

    3.6 Impact on Hardware Design

    3.7 Impact on Types of Functional Failures

    3.7.1 Functional Failures

    3.7.2 Impact on Types of Human Error

    3.8 Trade-Spaces in Adding Autonomous Capabilities

    3.9 Summary

    3.10 Exercises

    3.11 End Notes

    4 Software Organization of Autonomy

    4.1 Overview

    4.2 The Three Types of Software Architectures

    4.2.1 Types of Architectures

    4.2.2 Architectures Reinforce Good Software Engineering Principles

    4.3 Canonical AI Robotics Operational Architecture

    4.3.1 Attributes for Describing Layers

    4.3.2 The Reactive Layer

    4.3.3 The Deliberative Layer

    4.3.4 The Interactive Layer

    4.3.5 Canonical Operational Architecture Diagram

    4.4 Other Operational Architectures

    4.4.1 Levels of Automation

    4.4.2 Autonomous Control Levels (ACL)

    4.4.3 Levels of Initiative

    4.5 Five Subsystems in Systems Architectures

    4.6 Three Systems Architecture Paradigms

    4.6.1 Trait 1: Interaction Between Primitives

    4.6.2 Trait 2: Sensing Route

    4.6.3 Hierarchical Systems Architecture Paradigm

    4.6.4 Reactive Systems Paradigm

    4.6.5 Hybrid Deliberative/Reactive Systems Paradigm

    4.7 Execution Approval and Task Execution

    4.8 Summary

    4.9 Exercises

    4.10 End Notes

    5 Telesystems

    5.1 Overview

    5.2 Taskable Agency versus Remote Presence

    5.3 The Seven Components of a Telesystem

    5.4 Human Supervisory Control 

    5.4.1 Types of Supervisory Control

    5.4.2 Human Supervisory Control for Telesystems

    5.4.3 Manual Control

    5.4.4 Traded Control

    5.4.5 Shared Control

    5.4.6 Guarded Motion

    5.5 Human Factors

    5.5.1 Cognitive Fatigue

    5.5.2 Latency 

    5.5.3 Human: Robot Ratio

    5.5.4 Human Out-of-the-Loop Control Problem

    5.6 Guidelines for Determining if a Telesystem Is Suitable for an Application

    5.6.1 Examples of Telesystems

    5.7 Summary

    5.8 Exercises

    5.9 End Notes 

    II Reactive Functionality

    6 Behaviors

    6.1 Overview

    6.2 Motivation for Exploring Animal Behaviors

    6.3 Agency and Marr’s Computational Theory

    6.4 Example of Computational Theory: Rana Computatrix

    6.5 Animal Behaviors

    6.5.1 Reflexive Behaviors

    6.6 Schema Theory

    6.6.1 Schemas as Objects

    6.6.2 Behaviors and Schema Theory

    6.6.3 S-R: Schema Notation

    6.7 Summary

    6.8 Exercises

    6.9 End Notes 

    7 Perception and Behaviors

    7.1 Overview

    7.2 Action-Perception Cycle

    7.3 Gibson: Ecological Approach

    7.3.1 Optic Flow

    7.3.2 Nonvisual Affordances

    7.4 Two Perceptual Systems

    7.5 Innate Releasing Mechanisms

    7.5.1 Definition of Innate Releasing Mechanisms

    7.5.2 Concurrent Behaviors

    7.6 Two Functions of Perception

    7.7 Example: Cockroach Hiding

    7.7.1 Decomposition

    7.7.2 Identifying Releasers 

    7.7.3 Implicit versus Explicit Sequencing 

    7.7.4 Perception 

    7.7.5 Architectural Considerations 

    7.8 Summary 

    7.9 Exercises 

    7.10 End Notes 

    8 Behavioral Coordination 

    8.1 Overview

    8.2 Coordination Function

    8.3 Cooperating Methods: Potential Fields

    8.3.1 Visualizing Potential Fields

    8.3.2 Magnitude Profiles

    8.3.3 Potential Fields and Perception

    8.3.4 Programming a Single Potential Field

    8.3.5 Combination of Fields and Behaviors 

    8.3.6 Example Using One Behavior per Sensor

    8.3.7 Advantages and Disadvantages

    8.4 Competing Methods: Subsumption

    8.4.1 Example

    8.5 Sequences: Finite State Automata

    8.5.1 A Follow the Road FSA

    8.5.2 A Pick Up the Trash FSA

    8.6 Sequences: Scripts 

    8.7 AI and Behavior Coordination

    8.8 Summary

    8.9 Exercises

    8.10 End Notes

    9 Locomotion

    9.1 Overview

    9.2 Mechanical Locomotion

    9.2.1 Holonomic versus Nonholonomic

    9.2.2 Steering

    9.3 Biomimetic Locomotion

    9.4 Legged Locomotion

    9.4.1 Number of Leg Events

    9.4.2 Balance

    9.4.3 Gaits

    9.4.4 Legs with Joints

    9.5 Action Selection

    9.6 Summary

    9.7 Exercises

    9.8 End Notes

    10 Sensors and Sensing

    10.1 Overview

    10.2 Sensor and Sensing Model

    10.2.1 Sensors: Active or Passive

    10.2.2 Sensors: Types of Output and Usage

    10.3 Odometry, Inertial Navigation System (INS) and Global Positioning System (GPS)

    10.4 Proximity Sensors

    10.5 Computer Vision

    10.5.1 Computer Vision Definition

    10.5.2 Grayscale and Color Representation

    10.5.3 Region Segmentation 

    10.5.4 Color Histogramming

    10.6 Choosing Sensors and Sensing

    10.6.1 Logical Sensors

    10.6.2 Behavioral Sensor Fusion

    10.6.3 Designing a Sensor Suite

    10.7 Summary

    10.8 Exercises

    10.9 End Notes

    11 Range Sensing

    11.1 Overview

    11.2 Stereo

    11.3 Depth from X

    11.4 Sonar or Ultrasonics

    11.4.1 Light Stripers

    11.4.2 Lidar

    11.4.3 RGB-D Cameras

    11.4.4 Point Clouds

    11.5 Case Study: Hors d’Oeuvres, Anyone? 

    11.6 Summary

    11.7 Exercises 

    11.8 End Notes

    III Deliberative Functionality 

    12 Deliberation 

    12.1 Overview

    12.2 Strips

    12.2.1 More Realistic Strips Example

    12.2.2 Strips Summary

    12.2.3 Revisiting the Closed-World Assumption and the Frame Problem

    12.3 Symbol Grounding Problem

    12.4 GlobalWorld Models

    12.4.1 Local Perceptual Spaces 

    12.4.2 Multi-level or HierarchicalWorld Models

    12.4.3 Virtual Sensors

    12.4.4 Global World Model and Deliberation

    12.5 Nested Hierarchical Controller

    12.6 RAPS and 3T

    12.7 Fault Detection Identification and Recovery

    12.8 Programming Considerations

    12.9 Summary

    12.10 Exercises

    12.11 End Notes 

    13 Navigation 

    13.1 Overview

    13.2 The Four Questions of Navigation 

    13.3 Spatial Memory

    13.4 Types of Path Planning

    13.5 Landmarks and Gateways

    13.6 Relational Methods

    13.6.1 Distinctive Places

    13.6.2 Advantages and Disadvantages

    13.7 Associative Methods

    13.8 Case Study of Topological Navigation with a Hybrid Architecture

    13.8.1 Topological Path Planning

    13.8.2 Navigation Scripts

    13.8.3 Lessons Learned

    13.9 Discussion of Opportunities for AI

    13.10 Summary

    13.11 Exercises

    13.12 End Notes

    14 Metric Path Planning and Motion Planning

    14.1 Overview 

    14.2 Four Situations Where Topological Navigation Is Not Sufficient

    14.3 Configuration Space 

    14.3.1 Meadow Maps

    14.3.2 Generalized Voronoi Graphs 

    14.3.3 Regular Grids 

    14.3.4 Quadtrees

    14.4 Metric Path Planning

    14.4.1 A* and Graph-Based Planners 

    14.4.2 Wavefront-Based Planners

    14.5 Executing a Planned Path

    14.5.1 Subgoal Obsession

    14.5.2 Replanning

    14.6 Motion Planning

    14.7 Criteria for Evaluating Path and Motion Planners

    14.8 Summary

    14.9 Exercises

    14.10 End Notes

    15 Localization, Mapping, and Exploration

    15.1 Overview

    15.2 Localization

    15.3 Feature-Based Localization

    15.4 Iconic Localization

    15.5 Static versus Dynamic Environments

    15.6 Simultaneous Localization and Mapping

    15.7 Terrain Identification and Mapping

    15.7.1 Digital Terrain Elevation Maps

    15.7.2 Terrain Identification

    15.7.3 Stereophotogrammetry

    15.8 Scale and Traversability

    15.8.1 Scale

    15.8.2 Traversability Attributes

    15.9 Exploration

    15.9.1 Reactive Exploration

    15.9.2 Frontier-Based Exploration

    15.9.3 Generalized Voronoi Graph Methods

    15.10 Localization, Mapping, Exploration, and AI

    15.11 Summary

    15.12 Exercises

    15.13 End Notes

    16 Learning

    16.1 Overview

    16.2 Learning

    16.3 Types of Learning by Example

    16.4 Common Supervised Learning Algorithms

    16.4.1 Induction

    16.4.2 Support Vector Machines

    16.4.3 Decision Trees

    16.5 Common Unsupervised Learning Algorithms

    16.5.1 Clustering 

    16.5.2 Artificial Neural Networks

    16.6 Reinforcement Learning

    16.6.1 Utility Functions

    16.6.2 Q-learning

    16.6.3 Q-learning Example

    16.6.4 Q-learning Discussion

    16.7 Evolutionary Robotics and Genetic Algorithms

    16.8 Learning and Architecture

    16.9 Gaps and Opportunities

    16.10 Summary

    16.11 Exercises

    16.12 End Notes 

    IV Interactive Functionality

    17 MultiRobot Systems (MRS)

    17.1 Overview

    17.2 Four Opportunities and Seven Challenges

    17.2.1 Four Advantages of MRS

    17.2.2 Seven Challenges in MRS

    17.3 Multirobot Systems and AI

    17.4 Designing MRS for Tasks

    17.4.1 Time Expectations for a Task

    17.4.2 Subject of Action

    17.4.3 Movement

    17.4.4 Dependency

    17.5 Coordination Dimension of MRS Design

    17.6 Systems Dimensions in Design

    17.6.1 Communication

    17.6.2 MRS Composition

    17.6.3 Team Size

    17.7 Five Most Common Occurrences of MRS

    17.8 Operational Architectures for MRS

    17.9 Task Allocation

    17.10 Summary 

    17.11 Exercises 

    17.12 End Notes 

    18 Human-Robot Interaction 

    18.1 Overview

    18.2 Taxonomy of Interaction

    18.3 Contributions from HCI, Psychology, Communications

    18.3.1 Human-Computer Interaction

    18.3.2 Psychology

    18.3.3 Communications

    18.4 User Interfaces

    18.4.1 Eight Golden Rules for User Interface Design

    18.4.2 Situation Awareness 

    18.4.3 Multiple Users

    18.5 Modeling Domains, Users, and Interactions

    18.5.1 Motivating Example of Users and Interactions

    18.5.2 Cognitive Task Analysis

    18.5.3 CognitiveWork Analysis

    18.6 Natural Language and Naturalistic User Interfaces 

    18.6.1 Natural Language Understanding

    18.6.2 Semantics and Communication

    18.6.3 Models of the Inner State of the Agent

    18.6.4 Multi-modal Communication

    18.7 Human-Robot Ratio

    18.8 Trust

    18.9 Testing and Metrics

    18.9.1 Data Collection Methods

    18.9.2 Metrics

    18.10 Human-Robot Interaction and the Seven Areas of Artificial Intelligence

    18.11 Summary

    18.12 Exercises

    18.13 End Notes

    V Design and the Ethics of Building Intelligent Robots

    19 Designing and Evaluating Autonomous Systems

    19.1 Overview

    19.2 Designing a Specific Autonomous Capability

    19.2.1 Design Philosophy

    19.2.2 Five Questions for Designing an Autonomous Robot

    19.3 Case Study: Unmanned Ground Robotics Competition

    19.4 Taxonomies and Metrics versus System Design

    19.5 Holistic Evaluation of an Intelligent Robot

    19.5.1 Failure Taxonomy

    19.5.2 Four Types of Experiments 

    19.5.3 Data to Collect 

    19.6 Case Study: Concept Experimentation 

    19.7 Summary 

    19.8 Exercises

    19.9 End Notes

    20 Ethics 

    20.1 Overview

    20.2 Types of Ethics

    20.3 Categorizations of Ethical Agents

    20.3.1 Moor’s Four Categories 

    20.3.2 Categories of Morality

    20.4 Programming Ethics

    20.4.1 Approaches from Philosophy

    20.4.2 Approaches from Robotics

    20.5 Asimov’s Three Laws of Robotics

    20.5.1 Problems with the Three Laws 

    20.5.2 The Three Laws of Responsible Robotics

    20.6 Artificial Intelligence and Implementing Ethics

    20.7 Summary

    20.8 Exercises

    20.9 End Notes

    Bibliography

    Index
  • 内容简介:
    本书首先介绍人工智能机器人的定义、历史和体系结构,然后全面系统地阐述人工智能机器人在传感、感知、运动、规划、导航、学习、交互等方面的基础理论和关键技术。全书共分为五部分。第一部分共5章,定义了什么是智能机器人,介绍了人工智能机器人简史,并讨论了自动化与自治、软件体系结构和遥操作;第二部分共6章,针对机器人的反应(行为)层智能展开讨论,分别对应机器人行为、感知与行为、行为协调、运动学、传感器与感知,以及距离感知等方面的内容;第三部分共5章,详细讨论机器人的慎思层智能,包括慎思层的内涵、导航、路径和动作规划、定位、建图与探索,以及机器学习等内容;第四部分共2章,讨论机器人的交互层智能,包括多机器人系统和人-机器人交互;第五部分共2章,分别介绍自治系统的设计与评估方法,以及与机器人相关的伦理问题。
  • 作者简介:
    分别于1980年、1989年和1992年在美国佐治亚理工学院获得机械工程学学士学位、计算机科学硕士和博士学位,现任德克萨斯农工大学计算机科学与工程系的Raytheon荣誉教授,机器人辅助搜索与救援研究中心主任,IEEE会士,曾任IEEE机器人和自动化执行委员会执委。研究方向为人工智能,人-机器人交互,以及异构多机器人系统。已发表100多部/篇出版物,是国际上救援机器人和人-机器人交互领域的开创者之一。
    Robin R. Murphy分别于1980年、1989年和1992年在美国佐治亚理工学院获得机械工程学学士学位、计算机科学硕士和博士学位,现任得克萨斯农工大学计算机科学与工程系Raytheon荣誉教授,机器人辅助搜索与救援研究中心主任。IEEE会士,曾任IEEE机器人和自动化执行委员会执委。研究方向为人工智能、人-机器人交互,以及异构多机器人系统。已发表100多部/篇出版物,是国际范围内救援机器人和人-机器人交互领域的开创者之一。
  • 目录:
    I Framework for Thinking About AI and Robotics

    1 What Are Intelligent Robots?

    1.1 Overview

    1.2 Definition: What Is an Intelligent Robot?

    1.3 What Are the Components of a Robot? 

    1.4 Three Modalities: What Are the Kinds of Robots? 

    1.5 Motivation: Why Robots? 

    1.6 Seven Areas of AI: Why Intelligence?

    1.7 Summary

    1.8 Exercises

    1.9 End Notes

    2 A Brief History of AI Robotics

    2.1 Overview

    2.2 Robots as Tools, Agents, or Joint Cognitive Systems

    2.3 World War II and the Nuclear Industry

    2.4 Industrial Manipulators

    2.5 Mobile Robots

    2.6 Drones

    2.7 The Move to Joint Cognitive Systems

    2.8 Summary

    2.9 Exercises

    2.10 End Notes

    3 Automation and Autonomy

    3.1 Overview

    3.2 The Four Sliders of Autonomous Capabilities

    3.2.1 Plans: Generation versus Execution

    3.2.2 Actions: Deterministic versus Non-deterministic

    3.2.3 Models: Open- versus Closed-World

    3.2.4 Knowledge Representation: Symbols versus Signals

    3.3 Bounded Rationality

    3.4 Impact of Automation and Autonomy

    3.5 Impact on Programming Style

    3.6 Impact on Hardware Design

    3.7 Impact on Types of Functional Failures

    3.7.1 Functional Failures

    3.7.2 Impact on Types of Human Error

    3.8 Trade-Spaces in Adding Autonomous Capabilities

    3.9 Summary

    3.10 Exercises

    3.11 End Notes

    4 Software Organization of Autonomy

    4.1 Overview

    4.2 The Three Types of Software Architectures

    4.2.1 Types of Architectures

    4.2.2 Architectures Reinforce Good Software Engineering Principles

    4.3 Canonical AI Robotics Operational Architecture

    4.3.1 Attributes for Describing Layers

    4.3.2 The Reactive Layer

    4.3.3 The Deliberative Layer

    4.3.4 The Interactive Layer

    4.3.5 Canonical Operational Architecture Diagram

    4.4 Other Operational Architectures

    4.4.1 Levels of Automation

    4.4.2 Autonomous Control Levels (ACL)

    4.4.3 Levels of Initiative

    4.5 Five Subsystems in Systems Architectures

    4.6 Three Systems Architecture Paradigms

    4.6.1 Trait 1: Interaction Between Primitives

    4.6.2 Trait 2: Sensing Route

    4.6.3 Hierarchical Systems Architecture Paradigm

    4.6.4 Reactive Systems Paradigm

    4.6.5 Hybrid Deliberative/Reactive Systems Paradigm

    4.7 Execution Approval and Task Execution

    4.8 Summary

    4.9 Exercises

    4.10 End Notes

    5 Telesystems

    5.1 Overview

    5.2 Taskable Agency versus Remote Presence

    5.3 The Seven Components of a Telesystem

    5.4 Human Supervisory Control 

    5.4.1 Types of Supervisory Control

    5.4.2 Human Supervisory Control for Telesystems

    5.4.3 Manual Control

    5.4.4 Traded Control

    5.4.5 Shared Control

    5.4.6 Guarded Motion

    5.5 Human Factors

    5.5.1 Cognitive Fatigue

    5.5.2 Latency 

    5.5.3 Human: Robot Ratio

    5.5.4 Human Out-of-the-Loop Control Problem

    5.6 Guidelines for Determining if a Telesystem Is Suitable for an Application

    5.6.1 Examples of Telesystems

    5.7 Summary

    5.8 Exercises

    5.9 End Notes 

    II Reactive Functionality

    6 Behaviors

    6.1 Overview

    6.2 Motivation for Exploring Animal Behaviors

    6.3 Agency and Marr’s Computational Theory

    6.4 Example of Computational Theory: Rana Computatrix

    6.5 Animal Behaviors

    6.5.1 Reflexive Behaviors

    6.6 Schema Theory

    6.6.1 Schemas as Objects

    6.6.2 Behaviors and Schema Theory

    6.6.3 S-R: Schema Notation

    6.7 Summary

    6.8 Exercises

    6.9 End Notes 

    7 Perception and Behaviors

    7.1 Overview

    7.2 Action-Perception Cycle

    7.3 Gibson: Ecological Approach

    7.3.1 Optic Flow

    7.3.2 Nonvisual Affordances

    7.4 Two Perceptual Systems

    7.5 Innate Releasing Mechanisms

    7.5.1 Definition of Innate Releasing Mechanisms

    7.5.2 Concurrent Behaviors

    7.6 Two Functions of Perception

    7.7 Example: Cockroach Hiding

    7.7.1 Decomposition

    7.7.2 Identifying Releasers 

    7.7.3 Implicit versus Explicit Sequencing 

    7.7.4 Perception 

    7.7.5 Architectural Considerations 

    7.8 Summary 

    7.9 Exercises 

    7.10 End Notes 

    8 Behavioral Coordination 

    8.1 Overview

    8.2 Coordination Function

    8.3 Cooperating Methods: Potential Fields

    8.3.1 Visualizing Potential Fields

    8.3.2 Magnitude Profiles

    8.3.3 Potential Fields and Perception

    8.3.4 Programming a Single Potential Field

    8.3.5 Combination of Fields and Behaviors 

    8.3.6 Example Using One Behavior per Sensor

    8.3.7 Advantages and Disadvantages

    8.4 Competing Methods: Subsumption

    8.4.1 Example

    8.5 Sequences: Finite State Automata

    8.5.1 A Follow the Road FSA

    8.5.2 A Pick Up the Trash FSA

    8.6 Sequences: Scripts 

    8.7 AI and Behavior Coordination

    8.8 Summary

    8.9 Exercises

    8.10 End Notes

    9 Locomotion

    9.1 Overview

    9.2 Mechanical Locomotion

    9.2.1 Holonomic versus Nonholonomic

    9.2.2 Steering

    9.3 Biomimetic Locomotion

    9.4 Legged Locomotion

    9.4.1 Number of Leg Events

    9.4.2 Balance

    9.4.3 Gaits

    9.4.4 Legs with Joints

    9.5 Action Selection

    9.6 Summary

    9.7 Exercises

    9.8 End Notes

    10 Sensors and Sensing

    10.1 Overview

    10.2 Sensor and Sensing Model

    10.2.1 Sensors: Active or Passive

    10.2.2 Sensors: Types of Output and Usage

    10.3 Odometry, Inertial Navigation System (INS) and Global Positioning System (GPS)

    10.4 Proximity Sensors

    10.5 Computer Vision

    10.5.1 Computer Vision Definition

    10.5.2 Grayscale and Color Representation

    10.5.3 Region Segmentation 

    10.5.4 Color Histogramming

    10.6 Choosing Sensors and Sensing

    10.6.1 Logical Sensors

    10.6.2 Behavioral Sensor Fusion

    10.6.3 Designing a Sensor Suite

    10.7 Summary

    10.8 Exercises

    10.9 End Notes

    11 Range Sensing

    11.1 Overview

    11.2 Stereo

    11.3 Depth from X

    11.4 Sonar or Ultrasonics

    11.4.1 Light Stripers

    11.4.2 Lidar

    11.4.3 RGB-D Cameras

    11.4.4 Point Clouds

    11.5 Case Study: Hors d’Oeuvres, Anyone? 

    11.6 Summary

    11.7 Exercises 

    11.8 End Notes

    III Deliberative Functionality 

    12 Deliberation 

    12.1 Overview

    12.2 Strips

    12.2.1 More Realistic Strips Example

    12.2.2 Strips Summary

    12.2.3 Revisiting the Closed-World Assumption and the Frame Problem

    12.3 Symbol Grounding Problem

    12.4 GlobalWorld Models

    12.4.1 Local Perceptual Spaces 

    12.4.2 Multi-level or HierarchicalWorld Models

    12.4.3 Virtual Sensors

    12.4.4 Global World Model and Deliberation

    12.5 Nested Hierarchical Controller

    12.6 RAPS and 3T

    12.7 Fault Detection Identification and Recovery

    12.8 Programming Considerations

    12.9 Summary

    12.10 Exercises

    12.11 End Notes 

    13 Navigation 

    13.1 Overview

    13.2 The Four Questions of Navigation 

    13.3 Spatial Memory

    13.4 Types of Path Planning

    13.5 Landmarks and Gateways

    13.6 Relational Methods

    13.6.1 Distinctive Places

    13.6.2 Advantages and Disadvantages

    13.7 Associative Methods

    13.8 Case Study of Topological Navigation with a Hybrid Architecture

    13.8.1 Topological Path Planning

    13.8.2 Navigation Scripts

    13.8.3 Lessons Learned

    13.9 Discussion of Opportunities for AI

    13.10 Summary

    13.11 Exercises

    13.12 End Notes

    14 Metric Path Planning and Motion Planning

    14.1 Overview 

    14.2 Four Situations Where Topological Navigation Is Not Sufficient

    14.3 Configuration Space 

    14.3.1 Meadow Maps

    14.3.2 Generalized Voronoi Graphs 

    14.3.3 Regular Grids 

    14.3.4 Quadtrees

    14.4 Metric Path Planning

    14.4.1 A* and Graph-Based Planners 

    14.4.2 Wavefront-Based Planners

    14.5 Executing a Planned Path

    14.5.1 Subgoal Obsession

    14.5.2 Replanning

    14.6 Motion Planning

    14.7 Criteria for Evaluating Path and Motion Planners

    14.8 Summary

    14.9 Exercises

    14.10 End Notes

    15 Localization, Mapping, and Exploration

    15.1 Overview

    15.2 Localization

    15.3 Feature-Based Localization

    15.4 Iconic Localization

    15.5 Static versus Dynamic Environments

    15.6 Simultaneous Localization and Mapping

    15.7 Terrain Identification and Mapping

    15.7.1 Digital Terrain Elevation Maps

    15.7.2 Terrain Identification

    15.7.3 Stereophotogrammetry

    15.8 Scale and Traversability

    15.8.1 Scale

    15.8.2 Traversability Attributes

    15.9 Exploration

    15.9.1 Reactive Exploration

    15.9.2 Frontier-Based Exploration

    15.9.3 Generalized Voronoi Graph Methods

    15.10 Localization, Mapping, Exploration, and AI

    15.11 Summary

    15.12 Exercises

    15.13 End Notes

    16 Learning

    16.1 Overview

    16.2 Learning

    16.3 Types of Learning by Example

    16.4 Common Supervised Learning Algorithms

    16.4.1 Induction

    16.4.2 Support Vector Machines

    16.4.3 Decision Trees

    16.5 Common Unsupervised Learning Algorithms

    16.5.1 Clustering 

    16.5.2 Artificial Neural Networks

    16.6 Reinforcement Learning

    16.6.1 Utility Functions

    16.6.2 Q-learning

    16.6.3 Q-learning Example

    16.6.4 Q-learning Discussion

    16.7 Evolutionary Robotics and Genetic Algorithms

    16.8 Learning and Architecture

    16.9 Gaps and Opportunities

    16.10 Summary

    16.11 Exercises

    16.12 End Notes 

    IV Interactive Functionality

    17 MultiRobot Systems (MRS)

    17.1 Overview

    17.2 Four Opportunities and Seven Challenges

    17.2.1 Four Advantages of MRS

    17.2.2 Seven Challenges in MRS

    17.3 Multirobot Systems and AI

    17.4 Designing MRS for Tasks

    17.4.1 Time Expectations for a Task

    17.4.2 Subject of Action

    17.4.3 Movement

    17.4.4 Dependency

    17.5 Coordination Dimension of MRS Design

    17.6 Systems Dimensions in Design

    17.6.1 Communication

    17.6.2 MRS Composition

    17.6.3 Team Size

    17.7 Five Most Common Occurrences of MRS

    17.8 Operational Architectures for MRS

    17.9 Task Allocation

    17.10 Summary 

    17.11 Exercises 

    17.12 End Notes 

    18 Human-Robot Interaction 

    18.1 Overview

    18.2 Taxonomy of Interaction

    18.3 Contributions from HCI, Psychology, Communications

    18.3.1 Human-Computer Interaction

    18.3.2 Psychology

    18.3.3 Communications

    18.4 User Interfaces

    18.4.1 Eight Golden Rules for User Interface Design

    18.4.2 Situation Awareness 

    18.4.3 Multiple Users

    18.5 Modeling Domains, Users, and Interactions

    18.5.1 Motivating Example of Users and Interactions

    18.5.2 Cognitive Task Analysis

    18.5.3 CognitiveWork Analysis

    18.6 Natural Language and Naturalistic User Interfaces 

    18.6.1 Natural Language Understanding

    18.6.2 Semantics and Communication

    18.6.3 Models of the Inner State of the Agent

    18.6.4 Multi-modal Communication

    18.7 Human-Robot Ratio

    18.8 Trust

    18.9 Testing and Metrics

    18.9.1 Data Collection Methods

    18.9.2 Metrics

    18.10 Human-Robot Interaction and the Seven Areas of Artificial Intelligence

    18.11 Summary

    18.12 Exercises

    18.13 End Notes

    V Design and the Ethics of Building Intelligent Robots

    19 Designing and Evaluating Autonomous Systems

    19.1 Overview

    19.2 Designing a Specific Autonomous Capability

    19.2.1 Design Philosophy

    19.2.2 Five Questions for Designing an Autonomous Robot

    19.3 Case Study: Unmanned Ground Robotics Competition

    19.4 Taxonomies and Metrics versus System Design

    19.5 Holistic Evaluation of an Intelligent Robot

    19.5.1 Failure Taxonomy

    19.5.2 Four Types of Experiments 

    19.5.3 Data to Collect 

    19.6 Case Study: Concept Experimentation 

    19.7 Summary 

    19.8 Exercises

    19.9 End Notes

    20 Ethics 

    20.1 Overview

    20.2 Types of Ethics

    20.3 Categorizations of Ethical Agents

    20.3.1 Moor’s Four Categories 

    20.3.2 Categories of Morality

    20.4 Programming Ethics

    20.4.1 Approaches from Philosophy

    20.4.2 Approaches from Robotics

    20.5 Asimov’s Three Laws of Robotics

    20.5.1 Problems with the Three Laws 

    20.5.2 The Three Laws of Responsible Robotics

    20.6 Artificial Intelligence and Implementing Ethics

    20.7 Summary

    20.8 Exercises

    20.9 End Notes

    Bibliography

    Index
查看详情
相关图书 / 更多
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能导论
师瑞峰,滕婧主编
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能爸爸
高嬉贞
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能英语入门
刘繁
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能城市
吴志强 主编
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能:机器学与神经网络 机械工程 刘峡壁,马霄虹,高一轩著 新华正版
刘峡壁
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工湿地填料改性方法及改性填料在废水处理中的应用
徐丽 等
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能背景下机器人发展及其产业应用研究
朱海洋,张莉
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能(第3版)
[美]史蒂芬·卢奇(Stephen Lucci) 萨尔汗·M.穆萨(Sarhan M. Musa) 丹尼·科佩克(Danny Kopec)
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能法规检索与应用
中国法制出版社
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能训练师(数据标注员)(五级 四级)
上海职业技能等级认定培训教材编委会
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能概论
赵亚伟;姚郑
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
人工智能与区块链原理及应用研究
胡宁玉、邸东泉 著
您可能感兴趣 / 更多
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
团队角色:在工作中的应用(原书第2版)(珍藏版)
R. 梅雷迪思·贝尔宾(R.Meredith Belbin)
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
语言学简史(第四版)(当代国外语言学与应用语言学文库)(升级版)
R. H. Robins
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
普通语言学概论(第四版)(当代国外语言学与应用语言学文库)(升级版)
R. H. Robins
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
Chiari畸形
R. Shane Tubbs
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
费曼统计力学讲义
R. P. 费曼 著;戴越 译
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
脊柱临床查体手册(原著第2版)
R. 著;Todd、J.、Albert、Alexander、邹海波 译
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
GoosebumpsMostWanted#8:NightofthePuppetP
R. L. Stine 著
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
GoosebumpsMostWanted#7:ANightmareonClown
R. L. Stine 著
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
ParlonsAffaires!:InitiationAuFrancaisEconom
R. -J Berg、Heather McCoy 著
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
AttackoftheClones
R. A. Salvatore 著
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
Fundamentals of Aquatic Ecology
R. S. K. Barnes、K . H. Mann 编
人工智能机器人学导论(第二版)(英文版)
The Meditations of Marcus Aurelius:A Study
R. B. Rutherford