观点机器人学【robotics】是取机器人设计、制作和利用相干的科学。又称为机器人手艺或机器人工程学，次要研讨机器人的掌握取被处置物体之间的相互关系。
机器人学触及的科目许多，主要有：
运动学和动力学、体系构造、传感手艺、掌握手艺、举动计划和利用工程等。
二十世纪六十年代，伴随着工业主动化和计算机技术的成长，机器人入手下手进入大量生产和预期运用阶段。此后因为主动设备海洋开辟空间探索等预期问题的需求，对机器人的智能程度提出了更高的请求。特别是危险环境，人们难以胜任的场所更迫切需求机器人，进而推动了智能机器人的研讨。
机械人学的研讨推进了很多人工智能思惟的开展，有一些手艺可在人工智能研讨中用来确立天下状况的模子和描写天下状况变革的进程。关于机械人行动计划生成和计划监视实行等题目的研讨，推进了计划办法的开展。另外因为机械人是一个综合性的课题，除机械手和步行机构外，还要研讨机械视觉触觉听觉等信感手艺，和机械人语言和智能节制软件等。能够看得出这是一个设计精密机械信息传感手艺人工智能办法智能节制和生物工程等学科的综合手艺。这一课题研讨有利于增进各学科的互相融合，并大大推进人工智能手艺的开展。
虽然机器人能够干非常复杂的，亚毫米级的脑部手术，比最纯熟的外科手术大夫还要高妙。但是在机器人可否干出一些智能决议层面，照样存在不可企及的间隔。
好比人类能够发明一片树林中站着一匹马，疾速做出反应。然则机器人却不能这么快。这是机器人学现在碰到的困难。
斯坦福大学公开课：机器人学
本课程共16集
讲师引见：
讲师：Oussama Khatib 黉舍：斯坦福
斯坦福大学教授，其研事情在于标定以上体系庞大静态特征的理论和手艺，供应体系动作和取环境交互的才能并满意实时的请求。研讨范畴掩盖的课题包罗机器人的自行才能。
课程先容:
该课程触及内容：机器人活动学、动力学、节制、活动计划、编程及设计等。
机器人汗青及机器人的利用_斯坦福大学公开课：机器人学[第1集]
主题：课程提要，机器人汗青的视频，机器人运用，相干的斯坦福机器人课程，讲座和浏览规划，机器臂运动学，机器臂动力学，机器臂掌握，机器力臂控，前沿论题
空间描写，广义坐标_斯坦福大学公开课：机器人学[第2集]
主题：空间描写，广义坐标，操纵坐标，扭转矩阵，扭转矩阵实例，转化，齐次变更实例，操纵方法，通用操纵方法
东芝公司开辟的柔性致动器_斯坦福大学公开课：机器人学[第3集]
机器人学导论第三课起头的视频引见了东芝公司开辟的柔性致动器，体积小，由气压驱动，能够简朴模拟四肢举动的活动。接着本课引见了齐次变更的一些功用：描写坐标系；扭转或平移矢量和获得某一矢量正在别的坐标系的描写，即映照。别的，也有作为运算式的齐次变更转换。齐次变更即为已知某个矩阵和多个坐标系时，将它们相乘便可。若是已知一切坐标系间的干系，基座也是固定的，因而就能够计算出末尾执行器的位置，进而获得基座的位置。若是一组变更只有一个是缺失的，就能够经过它与别的坐标系的干系肯定出来。表达式包含空间的描写和扭转的表述，详细来说便是若安正在空间中定位末尾执行器和如何把它移动到某个位置。末了本课议论了若何使用三个角的表述来表现坐标系的变更、奇异性、固定角和欧拉参数等题目，并围绕着这一些基本题目议论了欧拉角，扭转等详细实例。
机器人“蜂鸟”_斯坦福大学公开课：机器人学[第4集]
机器人学第四课关键先容了若何经过各个连杆和末尾执行器来掌握一个机器手，还便是建立正活动学。本课首先播放机器人“蜂鸟”的视频来演示机器臂的快速事情历程，然后现实地操纵学过的坐标系变更和描写来阐发一个机器手。末尾执行器经过连杆连收到基座上，连杆之间接有枢纽轴。用DH参数描写连杆，能够精确地界说坐标系。每个连杆能够附着一个坐标系，经过设置差别的参数，举行坐标变更，终极获得一个能够用在全部坐标系中的总的变更，接着就能够建立正活动学了。
灵长类仿生机器人_斯坦福大学公开课：机器人学[第5集]
机械人学导论第五课重要引见了悬臂活动的理论依据和一个事实的例子。 首先根据一个短片解说了灵长类仿生机械人和悬臂活动的由来。接着根据解说一个RPRR（迁移转变-挪动-迁移转变-迁移转变机制）的例子来通知同学们若何详细实现以上 活动。课程的后半段，正在一个实在的机械臂例子中，传授引见了找到这个臂的正活动学的根本步调，即首先要知道DH参数并测算与其相干的变更来获得机械人的变 换，进而找出末尾执行器处的XYZ，根据枢纽角和挪动枢纽的位置获得末尾执行器的姿势。
瞬态运动学_斯坦福大学公开课：机器人学[第6集]
机器人学第六课起头播放了关于链式机器人Polypod的视频片断，它们是可重构及模块化的，由毗邻杆和关节点构成。它能够根据伸长和缩回形式实现一系列庞大的诸如搬运和转弯的步态和活动。接下来传授起头应用之前讲过的雅可比矩阵来阐明瞬态活动学：定位结尾执行器，正在坐标系中描写其位置和姿势。雅可比矩阵的模子正在树立活动学的历程中非常重要。用一个简朴的有两个自由度的例子能够阐明以上的计议历程。接着传授报告了另一个例子：斯坦福沙因曼机器臂是若何舒展的，根据微分运算求得关于位置和姿势的雅可比矩阵，进而获得机器人的线速度和角速度。接着计议了物体绕某一固定轴转动的时间，间隔轴的远近与其速度之间的干系。末了传授报告了若何进行速度的通报：挑选一个坐标系，从一个连杆通报到下一个，直到到达末了的速度，如许就能够获得总速度的雅可比矩阵。此历程包括线速度和角速度。然后根据一个小例子让门生了解速度的通报历程。
雅可比矩阵显式_斯坦福大学公开课：机器人学[第7集]
机器人学第七课最先的视频片断先容了东芝公司创造的会打排球的机器人，用日常用语指令就能够让它开展击球，捡球等一系列行动，还能与人握手，人机友爱做得非常精彩。接着回到课堂上雅可比矩阵的理论局部，评论辩论了挪动、迁移转变枢纽的线速度、角速度对末了执行器的危害。得出了线速度和角速度，就能够提炼出雅可比矩阵，获得一个通式，然后运用到详细的坐标系中，末了经过变更，将其变更的坐标系0中。接着传授最先评论辩论若何把上面的理论运用到详细的例子傍边，即找出斯坦福沙因曼机器臂的雅可比矩阵。建立好坐标系后，就能够一次性测算正运动学和雅可比公式了。末了的三分钟传授填补了关于运动学奇特点的题目。
沙因曼机器臂_斯坦福大学公开课：机器人学[第8集]
机器人学第八课首先播放了一个关于平行泊车的视频片断。驾驶员想泊车时，启动主动泊车形式，离开车，车辆就能够主动停靠到指定位置。当须要与车时，汽车能够主动开出来，并准备好手动驾驶形式。接下来传授展现了斯坦福沙因曼的机器臂，说明白之前课上讲到的各个枢纽是若何挪动的。回到讲堂，传授解说了运动学奇特点的界说和若何测算。让雅可比矩阵的行列式为0，就能够获得奇特构型。接下来传授举了一个简朴的例子：若何获得雅可比矩阵，若何获得运动学奇特点，并在机器人PUMA上演示了一样的题目。一般的机器人题目超出了二维平面，因而雅可比矩阵大概这不是方阵，接下来就计议了那样的情形。能够根据消去某些行获得约化的矩阵（方阵）举行阐明，获得奇特值。接着传授持续解说斯坦福沙因曼的性质，枢纽5。然后注释了一下关于最终一个坐标系的一些疑问，有关末尾执行器的雅可比矩阵。要注意差别的坐标系中，叉积算子须要举行转换，不必要弄错。最终传授举了一个腕枢纽点测算雅可比矩阵的例子。 雅可比矩阵不只用来阐明速度，还可节制机器人。传授具体报告了这一历程。课程的最终计议了静力的题目（包括虚功原理和一个实例）。
客座讲座：立体视觉--斯坦福大学公开课：机器人学[第9集]
本课重要报告了正在机器人领域内的感知和传感层面的常识。正在理论层面，首先引见了计算机立体几何的一些根基概念，接着讲到特点检验和特点婚配的题目并以SIFT特点为例报告了该题目根基步调，末了具体引见了活动跟踪和视觉反应的有关常识。与此同时，正在机器人运用层面，侧重引见了障碍物检验，物体定位，物体辨认，三维舆图映照，图象配准，机器人操控物体等邻域的常识，主如果由运用场景入手，重点演示了当前算法获得的一些好的成果，并提出一些将来的标的目的。
客座讲座：轨迹生成_斯坦福大学公开课：机器人学[第10集]
机器人学第10课是由客座传授Krasimir Kolarov来上的，重要的内容是轨迹的生成。传授首先先容了根本的题目：为机械手设计一个挪动的计划。然后评论辩论了正在枢纽空间和笛卡尔空间中的轨迹计划题目，并用一些例子阐明设计中的难点。预期情形中，需要用三次或更高阶多项式来建模活动的轨迹，只要按照前提求解出相应的未知数便可。接着传授讲到了用直线活动（带有抛物线过渡）建模的情形，并用一个略微庞大的情形预期解说了若何行使已知前提来求解活动的各个参数（时候，速度等）。本课末了评论辩论了一下实时途径和停滞的题目。
枢纽空间动力学_斯坦福大学公开课：机器人学[第11集]
机械人学11课入手下手的视频片断引见了侦察机械人和漫步者机械人。侦察机械人适用于探测并传回数据，漫步者机械人适用于安排侦察机械人。本课入手下手讲授动力学然和节制方面的常识。首先进修单个刚体的动力学，然后把不一样的动力学结合起来，最终斟酌全部搭钮式多体体系。为此，就要研讨牛顿-欧拉公式和拉格朗日方程。基于以上的公式，便可以使我们获得搭钮体体系的动力学的显式情势。接下来传授经由过程两个例子开展详细讲授，然后慢慢将上面的几个问题细化讲授。
拉格朗日方程_斯坦福大学公开课：机器人学[第12集]
机械人学12课正在最先的视频片断先容了一种有攀爬本领的空间探测机械人，展现了机械人正在地形划定规矩和不划定规矩的处所的活动情形。 本节课的主要内容便是完成动力学一些的讲授（动力学取掌握）。首先传授讲授了一下拉格朗日方程、活动方程和动能方面的常识。接着来求解多体铰接体系的动力方程式。正在已知D-H参数的前提下，就能够行使上面讲的公式较量争论质量矩阵了。简朴阐明了一下质量矩阵后，传授经过一些根基的例子举行详细讲授（个中涉及到克里斯托弗你标记，对重力题目的应对办法等）。
节制学综述--斯坦福大学公开课：机器人学[第13集]
机器人学13课开端播放了一个有关杂耍机器人的算法，经由过程取外界环境的不息交互，完成庞杂的杂耍活动。 本日的讲堂内容是有关机器人的根基操纵题目，这主如果经由过程一个自然系统（即像视频里那样的机器人）来剖析的；然后剖析了PD操纵，比例微分操纵等操纵办法，将其活动到枢纽空间中来操纵机器人；最终评论辩论了如何将操纵手艺直接运用到机器人义务中。
PD节制_斯坦福大学公开课：机器人学[第14集]
机器人学第14课首先阐发了制作触觉传感器也许碰到的题目，带着这个题目，教授以视频的情势为我们引见了人们操纵光学现象制作出来的触觉传感器，具体引见了它的事情道理及其扩大产物。接着上节课的内容我们一同继承评论辩论一个自由度的题目，讲解了其静态模子，讨论而且仿真测试了kp、kv和质量m对闭环体系的闭环频次、阻尼系数的危害。然后讲解了体系稳态偏差的发生缘故及清除的办法PI掌握。最终引见了齿轮传动比为体系带来的惯量危害。
机器臂掌握_斯坦福大学公开课：机器人学[第15集]
正在这里节课的最先传授为我们播放了一段异常有意思的视频《On The Run》，其次侧重先容了两个自由度连杆的掌握道理,具体阐明了其掌握方程，论述了该体系非线性静态耦合的组成及其处置要领。以机器臂为例具体先容了面向义务掌握计谋，先容了机器臂正在枢纽空间和义务空间中的能量掌握的干系，重点阐明了两种空间的轨迹计划，最终提出了面向义务掌握计划。
顺应性_斯坦福大学公开课：机器人学[第16集]
首先机械人为我们打开了一段视频，视频引见了一些顺应性掌握的实例。在此基础上引入了顺应性掌握矩阵方程，论述了力的掌握和活动掌握融合的重要性，进一步引见了顺应性掌握静态和闭环方程，根据球体模子具体引见了各个方向上的活动和力的掌握方式。其次引见了以人类为中央的机械人学成长，论述了当前面对的挑衅、手艺、友爱性问题，DM2机械人为例，引见了机械臂的驱动器、安全性和它所面对的挑衅，以斯坦福大学的Romeo和Juliet机械臂机械人为例引见了机械人与人的互动性。以后引见了人形机械人的布局、掌握、使命/位姿掌握静态模子，和将人的活动特征利用到机械人上的思绪，最终引见了人的生理机能在机械人中的利用、束缚限定和团体掌握。