序

“你長(zhǎng)大了想當(dāng)什么？”每一位同學(xué)幾乎都回答過(guò)這個(gè)經(jīng)典的問(wèn)題。那些夢(mèng)想當(dāng)科學(xué)家、

發(fā)明家的同學(xué)，你們是不是也夢(mèng)想創(chuàng)造一個(gè)屬于自己的機(jī)器人？機(jī)器人實(shí)在太有魅力了。

無(wú)論是《機(jī)器人總動(dòng)員》里的瓦力、伊芙，還是《銀河系漫游指南》中出現(xiàn)的小機(jī)器人，

它們用“語(yǔ)言”交流，用靈巧的肢體完成各種任務(wù)，用“實(shí)力”改變了人們的工作和生活。

而這一切，都源于它們擁有一個(gè)發(fā)達(dá)的“大腦”。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)的應(yīng)用也使機(jī)器人的“大腦”越來(lái)越智能化。目前，智能機(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始擔(dān)任銀行大堂經(jīng)理、超市收銀員、餐廳服務(wù)員等角色。相信在不久的將來(lái)，智能機(jī)器人技術(shù)會(huì)應(yīng)用到我們?nèi)粘Ｉ�活的方方面面，�?huì)改變我們現(xiàn)在的學(xué)習(xí)、工作、生活。

《智能機(jī)器人基礎(chǔ)》猶如為同學(xué)們打開(kāi)了一扇通往機(jī)器人世界的大門(mén)，它將引導(dǎo)你們帶著好奇、帶著想象，享受“學(xué)中做、做中學(xué)”的樂(lè)趣，不斷地在實(shí)踐中探究，在探究中實(shí)踐。本書(shū)通過(guò)知識(shí)講解和動(dòng)手操作相結(jié)合的形式，向同學(xué)們?nèi)�面介紹人工智能和智能機(jī)器人的概念、技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀與應(yīng)用場(chǎng)景，并一步步地教同學(xué)們自己動(dòng)手，學(xué)習(xí)搭建智能機(jī)器人的工具、方法、步驟流程，以及如何編寫(xiě)程序，以實(shí)現(xiàn)指令對(duì)機(jī)器人的控制，讓機(jī)器人乖乖地聽(tīng)你的指揮。本書(shū)通過(guò)許多深入淺出的應(yīng)用實(shí)例幫助同學(xué)們真正地理解、掌握所學(xué)的知識(shí)和技能。在這里，同學(xué)們收獲的將不止是課本上的理論知識(shí)；還可以在活動(dòng)過(guò)程中提高自身的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力，培養(yǎng)表達(dá)能力、邏輯思維能力以及對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力。本書(shū)將開(kāi)啟你們對(duì)未來(lái)世界酷炫科技的無(wú)限期待與向往，你們會(huì)驚喜地發(fā)現(xiàn)：原來(lái)創(chuàng)造一個(gè)智能機(jī)器人的夢(mèng)想并不像你們?cè)��?jīng)想象的那樣遙不可及。“夢(mèng)想一旦被付諸行動(dòng)，就會(huì)變得神圣”。

現(xiàn)今，信息技術(shù)日新月異。智能機(jī)器人技術(shù)與人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等

先進(jìn)技術(shù)深度融合，迭代創(chuàng)新、高速發(fā)展。中國(guó)已經(jīng)成為全球最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，智能

機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展需要更多的人才，書(shū)本前的你們，就是這些人才力量的后備軍。希望你

們打開(kāi)本書(shū)的同時(shí)，也是你們?cè)谥悄軝C(jī)器人知識(shí)海洋里揚(yáng)帆起航之時(shí)，愿你們乘風(fēng)破浪，

直濟(jì)滄海，將來(lái)成為中國(guó)智能機(jī)器人技術(shù)的中堅(jiān)力量，使中國(guó)的智能機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)

展走向全世界。

郝玉成

中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)

前?? 言

機(jī)器人、人工智能、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、云計(jì)算、IoT（物聯(lián)網(wǎng)）、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、 VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）等科技名詞已經(jīng)不再是高等學(xué)府專用的學(xué)術(shù)用語(yǔ)了，它們已經(jīng)成為很多青

少年日常討論的話題。曾幾何時(shí)，那些只有在科幻小說(shuō)和電影中才會(huì)出現(xiàn)的各種猶如魔法

般奇妙的高科技，如今離我們的生活已經(jīng)越來(lái)越近了。

人們可能會(huì)問(wèn)，未來(lái)的智能機(jī)器人會(huì)是什么樣子？它們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)智能化呢？

其實(shí)，傳感器、執(zhí)行器以及能夠處理傳感器感知的信息并指導(dǎo)執(zhí)行器進(jìn)行操作的處理器是智能機(jī)器人必不可少的組成部分。可以根據(jù)不同的需求為智能機(jī)器人配備各種類型的

傳感器和執(zhí)行器以完成不同的任務(wù)。

為了盡可能讓學(xué)生在充分理解的基礎(chǔ)上揭開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，本書(shū)以一個(gè)成品機(jī)器人“小曼”

為藍(lán)本為大家進(jìn)行剖析講解。本書(shū)的程序?qū)崿F(xiàn)以模塊化為主，學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上只需作

一些簡(jiǎn)單的修改，就可以將小曼機(jī)器人的功能根據(jù)自己的需求進(jìn)行配置和調(diào)整。在完成本

書(shū)所有的程序范例后，一個(gè)完整的機(jī)器人也就輕松地搭建完畢了。

本書(shū)重點(diǎn)及特色如下：

（1）?? 本書(shū)以Arduino開(kāi)發(fā)板為主控板，配合其他一些外接元器件來(lái)完成機(jī)器人的各項(xiàng)功能。

（2）?? 借助Arduino提供的IDE編程環(huán)境，以C語(yǔ)言為基礎(chǔ)進(jìn)行機(jī)器人程序的開(kāi)發(fā)。

（3）?? 第一章介紹智能機(jī)器人、第二章介紹C語(yǔ)言及Arduino開(kāi)發(fā)板。

（4）?? 第三章到第十一章對(duì)機(jī)器人“小曼”的身體構(gòu)造及功能進(jìn)行介紹。每章包括基本原理、實(shí)驗(yàn)材料、基本連接圖、代碼實(shí)現(xiàn)和解釋、實(shí)踐與思考等幾個(gè)部分。

（5）?? 各章之間的代碼由淺入深、逐章遞進(jìn)，從基本命令和函數(shù)到自帶類庫(kù)、外部導(dǎo)入類庫(kù)等。

本書(shū)由筆者指導(dǎo)學(xué)生制作機(jī)器人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)匯總而成，從程序的編寫(xiě)、電路的搭建、LED燈的點(diǎn)亮到直流電機(jī)與舵機(jī)的控制、LCD顯示屏的控制、語(yǔ)音的識(shí)別與合成等都有一

套系統(tǒng)完整的流程。學(xué)生還可以購(gòu)置本書(shū)配套的卡紙機(jī)器人套裝，動(dòng)手組裝并開(kāi)發(fā)一個(gè)屬

于自己的機(jī)器人。

最后，希望學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)本書(shū)的內(nèi)容能激發(fā)動(dòng)手實(shí)踐的激情和創(chuàng)造力。在動(dòng)手制作機(jī)

器人的過(guò)程中，不僅要關(guān)注機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和編程語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要把學(xué)到的知識(shí)與生

活中的實(shí)踐相結(jié)合，仔細(xì)觀察、認(rèn)真研究，真正做到學(xué)以致用。