日本機器人學會

　　本書由一般社團法人日本機器人學會進行編輯，Ohmsha發行，是專門介紹機器人研究、科技的書籍。

　　本書主要以理工科學生與研究所學生為對象，編著致力於研究開發機器人的新手技術人員、對最新的機器人技術感興趣的讀者們會閱讀的內容。執筆者也都盡量以大範圍地綜觀該領域，並且舉出該領域的現況、將來會面臨的課題及參考文獻。只不過愈是尖端的領域，研究該領域的人就愈少，因此有時也會以介紹該執筆者一人的研究為主題，而非綜觀地來看該領域。但是考慮到也應該顯示未來很可能繼續擴展的研究方向性，仍將其獨立成一個主題。

　　除了機器人研究之外，書中還會介紹像是為一般人所知的有趣研究主題等，一共64個主題。希望今後打算開始從事機器人領域的研究開發的人，或是想要找尋研究主題的人，都可以從本書中找到幫助決定方向的內容。

本書特色

　　精選64個主題介紹關於機器人的科技！！

　　本書由活躍於第一線的機器人研究者，用簡單易懂的方式說明機器人研究的歷史與展望。

　　機器人領域是一個融合各領域的智慧、技術，不斷擴展的研究範疇，只要讀過本書，相信您一定能感受到現今機器人工學的廣泛擴張與方向性。您可一覽機器人的相關技術，對於對機器人有興趣的人或是剛開始想要研究機器人的讀者來說，這將會是跨出第一步的入門書籍。

作者簡介

日本機器人學會

　　日本機器人學會成立於1983年1月28日，是追求學術領域上的發展，並提供專家發表研究及交流技術的平臺。並以推廣機器人學的應用與研究、追求其知識的普及，進而促進學術、技術及相關產業的發展為宗旨成立的事業。

　　直至2012年12月，正式會員與學生會員的人數已有約4,100人，贊助會員也有共計58個團體。以下為事業概要：發行收錄學術論文與機器人相關最新情報的「日本機器人學會誌」以及外文版「Advanced Robotics」；主辦「日本機器人學會學術演講會」與「Robotics Symposia」；企劃並舉辦以機器人相關新領域或基礎內容為對象的研討會；設立論文獎、實用化技術獎、研究獎勵獎等獎項以鼓勵機器人相關領域的學問及技術；長期支援「機器人音樂」等研究專門委員會的活動。另外，也與國外的學會合作舉辦座談會等，包含IROS、ICAR、ISR等國際會議。www.rsj.or.jp/

譯者簡介

許郁文

　　東吳日語教育研究所畢業。曾翻譯電腦、電子、機械、料理、美食、攝影等方面書籍，並期許自己日文日益精進。現職為專職譯者，也從事日語免費教學。歡迎大家透過臉書認識我facebook：baristahsu

曹茹蘋

　　東吳大學日文系畢業，現任專職譯者。譯有輕小說、實用書籍、漫畫、雜誌等各種出版物。

蔣智揚

　　臺灣大學外文系畢，美國西海岸大學電腦學碩士。曾任職大同公司，現專業翻譯，譯有《不老－新世紀銀髮生活智慧》（遠流/吉本隆明著）、《閒話中國人》（馥林/易中天著）等書。

謝嘉文

　　1980年出生於基隆，高醫心理學畢。喜愛漫畫、小說、紀錄片、科普書籍等。高中時接觸的日本推理小說開啟了筆者對於人性的好奇，也成為往後踏上譯者一途的契機。目前仍持續進修中，以期在專業上不斷精進。
 

第1章  機器人新領域
第1節   認知發展機器人學
第2節   人形機器人（Geminoid）
第3節   人際互動
第4節   聯繫人類與機器人的心理學
第5節   機器人聽覺
第6節   仿生學
第7節   分子機器人學
第8節   活體與機器人的融合
第9節   認知型BMI下的外部機器控制系統
第10節  機器人與設計的融合
第11節  機器人安全
第12節  筑波機器人挑戰賽

第2章  機器人系統
第1節   機器人的設計與融合
第2節   機器人裝
第3節   溝通型機器人
第4節   水中機器人
第5節   無人飛行器
第6節   微型機器人
第7節   仿生軟機器人
第8節   並聯機構
第9節   義手‧義肢
第10節  操控裝置與機械手
第11節  高速操控裝置
第12節  機械化空間
第13節  機械化城市
第14節  無所不在的機器人學

第3章 機器人的應用
第1節   醫療機器人
第2節   照護機器人
第3節   救災機器人
第4節   營建機器人
第5節   清潔機器人
第6節   農業機器人
第7節   太空機器人
第8節   單人移動載具
第9節   娛樂機器人（I-Fairy）
第10節  觸覺回饋裝置
第11節  數位人技術
第12節  虛擬實境（VR）

第4章  機器人硬體設備
第1節   動作感測器
第2節   雷射測距儀
第3節   觸覺硬體
第4節   味覺、嗅覺感測器
第5節   人工肌肉、高分子致動器
第6節   RC伺服機
第7節   微型致動器
第8節   E M/ER流體
第9節   高速視覺
第10節  GPS

第5章 機器人軟體
第1節   軟體平臺
第2節   物理引擎
第3節   OpenCV
第4節   ROS（機器人OS）

第6章 機器人動作
第1節   二足步行
第2節   被動步行與Dynamic based控制
第3節   機械學習，統計性行動決定
第4節   動作規劃

第7章 機器人知覺
第1節   SLAM
第2節   動作辨識理解
第3節   臉部辨識
第4節   Particle filter
第5節   動作擷取

第8章 機器人競賽
第1節   機器人競賽的意義
第2節   RoboCup
第3節   ROBO-ONE
 

序

　　人們對於機器人有著各種不同的解釋。一般人會在日常對話中提到「機器人」，研究機器人的專家和藝術家，則是分別在學會、藝術作品中表現自己心中的「機器人」。實在很少有一項科學、技術的領域，能夠獲得眾人如此廣泛的關心。如今，機器人已日漸使用於製造業、醫療、社福、開發海洋及太空的未知領域、農林水產業、建設、保養管理、生活支援、娛樂、教育等各項領域。此外，在人類科學方面，學者們也透過研究機器人，深入探討「何謂人類？」以及「人類擁有何種機能？」等議題。

　　人們也透過研究機器人，獲得了多樣化的成果。為了製造性能良好的機器人，感測器、致動器等方面發展出全新的優良零件。比方說，電動馬達之所以會加速小型化、輕量化，有一部分便是為了將其使用在機器人身上；不僅如此，經過改良的電動馬達也被擴大使用在機器人以外的領域。像這樣為實現機器人系統而開發的要素，被運用在機器人以外的例子非常多。另一方面，如今也有各式各樣的人造物被機器人化。過去汽車只有動力源和致動器，且由人類進行操控，但是最近卻搭載上感測器和電腦，開始走向機器人模式。可以想見在不久的將來，還會有更多的人造物被機器人化。對於今後如何解決環境、能源、糧食、醫療、社福等人類課題，機器人的技術貢獻備受期待。

　　然而，機器人學目前尚在發展途中。機器人的核心技術也未臻成熟，還有許多事項尚待完成，今後更是需要嶄新的發想、實現方法等。尤其作為機器人系統進行統合的相符要素、信賴度高的要素、低價格下的實現方法等，想必將很難對既存要素展現其新穎性，但是這些卻又是機器人學非常重要的要素開發研究。其次，在機器人系統中，系統統合的技術與科學是機器人學的根基。從20世紀到21世紀，科學將研究對象細分，透過分析得到了十分卓越的成果。可是以系統整體來說，能夠證明其有效果且有效率地發揮機能的科學，卻尚在未完成的階段。機器人在建構系統統合理論上，是一項極為象徵性的存在，我們很可能能夠透過機器人，開拓出統合科學、設計科學這些全新的科學領域。

　　本書集結了機器人科技的最新研究成果，讀者們能夠從中理解機器人科技及其應用的多樣性與深奧之處，同時應該也會感受到，機器人學的研究就如同一大片未經開拓的廣大荒野般遼闊。為因應今後整個社會的期待，從多重管道進行更具挑戰性的研究是非常重要的。就讓我們對眾多年輕挑戰者今後的研究活動拭目以待吧。

2011年7月　一般社團法人 日本機器人學會  會長  川村貞夫