國之重器齣版工程 空間機器人

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王耀兵 等 著
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出版社: 北京理工大学出版社
ISBN:9787568256315
版次:1
商品编码:12369935
包装:平装
开本:16开
出版时间:2018-05-01
用纸:胶版纸
页数:468

具体描述

編輯推薦

1.展現瞭我國空間科學技術的眾多原創性科研成果。
2.反映“互聯網+”與航天技術的融閤發展。
3.體現我國空間探索和空間應用的科技創新能力。
4.叢書由葉培建院士領銜,孫傢棟、閔桂榮、王希季三位院士聯袂推薦。
5.力圖為研究和設計的人員提供新的設計思路和方法。

內容簡介

本書是關於空間機器人基礎理論和工程技術的專業書籍,在闡述空間機器人基本設計理論和工程設計方法的基礎上,結閤著者的研究工作,詳細介紹瞭幾個空間機器人工程設計實例,以幫助讀者清楚瞭解空間機器人係統設計和驗證過程。本書總結瞭空間機器人的發展現狀並對其未來發展進行瞭分析,可為本領域的專業技術人員提供參考。

作者簡介

王耀兵
博士,研究員,博士生導師,現任“空間智能機器人係統技術與應用”北京市重點實驗室主任、中國空間技術研究院“空間智能機械係統技術”核心專業實驗室主任、國防科技工業空間技術創新中心學術委員會委員、中國宇航學會機器人專業委員會委員。長期從事空間機器人及航天器機械係統技術研究工作,參加過多個宇航型號研製和預先研究項目,完成瞭“大型空間機械臂”“月球錶麵采樣機械臂”“機器人航天員”“在軌服務多機器人係統”“四足仿生移動機器人”等多個空間機器人産品的開發工作,擁有空間機器人相關授權發明專利20餘項。

目錄

第 一篇空間機器人基本理論
第 1章緒論003
1.1空間機器人的定義、特點及分類004
1.1.1空間機器人的定義004
1.1.2空間機器人的特點005
1.1.3空間機器人的分類006
1.2空間機器人的基本組成及主要研究內容008
1.2.1空間機器人的基本組成008
1.2.2空間機器人的主要研究內容009
第 2章空間機器人運動學與動力學011
2.1拓撲結構數學描述012
2.2坐標係定義與坐標變換014
2.3空間機器人運動學016
2.3.1各體位置和速度016
2.3.2末端位置和速度019
2.4空間剛性機器人動力學方程021
2.4.1用拉格朗日法建立空間剛性機器人動力學方程022
2.4.2用牛頓歐拉法建立空間剛性機器人動力學方程024
2.4.3不考慮基座浮動的情形028
2.5空間柔性機器人動力學方程030
2.5.1柔性體變形與動能030
2.5.2柔性體的彈性力與廣義力033
2.5.3柔性體間約束方程034
2.5.4柔性多體係統動力學模型035
2.5.5空間機器人柔性多體動力學模型036
第3章空間機器人運動規劃037
3.1空間操作機器人運動規劃038
3.1.1規劃問題描述038
3.1.2運動軌跡的選取039
3.1.3關節空間運動規劃041
3.1.4笛卡兒空間運動規劃042
3.1.5冗餘機器人避關節極限和避奇異045
3.2空間移動機器人運動規劃050
3.2.1全局路徑規劃050
3.2.2局部路徑規劃054
3.2.3輪式移動機器人運動規劃059
第4章空間機器人運動控製062
4.1三環伺服運動控製064
4.1.1電機驅動與關節伺服控製064
4.1.2關節伺服控製係統的調試與測試075
4.2基於動力學模型的運動控製079
4.2.1基於計算力矩的控製079
4.2.2滑模變結構控製080
第5章空間機器人力控製084
5.1力位混閤控製087
5.1.1自然約束和人工約束087
5.1.2力位混閤控製算法088
5.2阻抗控製091
5.2.1期望阻抗的選定092
5.2.2基於位置的阻抗控製093
5.2.3基於雅可比轉置的阻抗控製094
5.2.4基於動力學模型的阻抗控製095
5.2.5多機器人協同阻抗控製100
第二篇空間機器人設計基礎

第6章空間機器人係統105
6.1係統設計107
6.1.1設計內容107
6.1.2設計原則108
6.2係統設計要素及約束要求109
6.2.1功能要求109
6.2.2性能要求110
6.2.3環境約束要求113
6.3係統總體設計115
6.4係統構型設計117
6.5係統供配電設計121
6.6係統信息流設計122
6.7係統熱設計124
6.8係統接口設計125
6.9係統工效學設計127
6.10係統可靠性設計128
6.11係統安全性設計129
6.12係統測試性設計130
6.13係統維修性設計131
6.14係統保障性設計132
6.15元器件、原材料及工藝的選用設計133
6.16係統驗證方案設計135
第7章空間機器人機械係統136
7.1機械係統設計138
7.1.1設計內容138
7.1.2設計原則140
7.2空間機器人結構142
7.2.1結構功能142
7.2.2結構材料143
7.2.3結構設計150
7.3關節155
7.3.1關節分類155
7.3.2關節的組成155
7.3.3關節設計165
7.4末端執行器172
7.4.1末端執行器分類172
7.4.2末端執行器的組成174
7.4.3末端執行器設計180
7.5移動機構184
7.5.1腿式移動機構184
7.5.2輪式移動機構187
7.5.3履帶式移動機構190
7.6壓緊釋放機構191
7.6.1壓緊釋放機構的功能191
7.6.2釋放裝置的類型192
7.6.3壓緊釋放機構設計195
7.7空間潤滑設計198
7.7.1潤滑設計的作用和要求198
7.7.2潤滑材料及潤滑方式選取199
7.7.3脂潤滑200
7.7.4固體潤滑202
7.7.5固體脂復閤潤滑206
7.8機械係統試驗驗證技術207
7.8.1空間機器人關節功能/性能測試208
7.8.2空間機器人末端執行器功能/性能測試210
7.8.3環境適應性試驗212
7.8.4可靠性試驗213
第8章空間機器人控製係統216
8.1控製係統的組成及基本功能217
8.2控製係統設計219
8.2.1控製係統架構219
8.2.2信息流設計221
8.2.3控製係統工作模式設計223
8.2.4控製係統硬件設計225
8.2.5控製係統軟件設計228
8.2.6控製係統可靠性與安全性設計230
第9章空間機器人感知係統233
9.1視覺感知係統設計235
9.1.1設計內容235
9.1.2設計原則239
9.2可見光視覺感知係統的應用241
9.2.1可見光視覺感知的基本原理241
9.2.2艙外空間機械臂視覺感知係統244
9.2.3艙外飛行空間機器人視覺感知係統246
9.2.4艙內飛行空間機器人視覺感知係統247
9.2.5艙內類人型空間機器人視覺感知係統248
9.3激光視覺感知係統的應用252
9.3.1激光視覺感知的基本原理252
9.3.2艙外空間機械臂視覺感知係統254
9.3.3艙內類人型空間機器人視覺感知係統257
9.4試驗驗證259
第 10章空間機器人遙操作係統261
10.1空間機器人遙操作係統設計263
10.1.1空間機器人遙操作係統的特點、功能及組成263
10.1.2遙操作係統設計原則265
10.1.3主要技術指標267
10.2典型空間機器人遙操作係統268
10.2.1指令遙操作係統269
10.2.2雙邊遙操作係統270
10.2.3共享遙操作係統278
10.2.4智能代理遙操作係統279
第 11章空間機器人係統仿真281
11.1仿真在空間機器人研製中的作用283
11.2常用空間機器人仿真類型286
11.2.1按實現方式分類286
11.2.2按時間關係分類287
11.3空間機器人仿真中的兩個關鍵問題288
11.3.1仿真目標288
11.3.2模型驗證289
11.4基於仿真的任務驗證291
11.5常用機器人仿真軟件294
11.5.1MATLAB294
11.5.2SimulationX295
11.6基於MATLAB/SimMechanics的機器人仿真樣例297
第三篇空間機器人設計實例
第 12章大型空間機械臂設計實例303
12.1設計要求與約束條件306
12.1.1設計要求306
12.1.2約束條件308
12.2係統總體設計310
12.2.1任務分析310
12.2.2總體設計312
12.2.3機械臂機械係統設計315
12.3控製係統設計319
12.3.1控製係統的組成319
12.3.2係統控製策略320
12.3.3控製係統硬件設計321
12.3.4控製係統軟件設計324
12.4感知係統設計326
12.4.1感知係統的組成326
12.4.2視覺測量係統策略327
12.4.3視覺測量係統信息總綫設計328
12.4.4視覺測量係統硬件設計328
12.4.5視覺測量係統軟件設計330
12.5設計驗證331
12.5.1驗證項目矩陣331
12.5.2驗證方案332
第 13章空間移動機器人設計實例335
13.1設計要求與約束條件337
13.1.1設計要求337
13.1.2約束條件338
13.2係統總體設計340
13.2.1任務分析340
13.2.2總體方案設計342
13.3機械係統設計348
13.3.1驅動轉嚮模塊設計349
13.3.2主動懸架模塊設計350
13.3.3差動支撐模塊設計351
13.3.4壓緊釋放模塊設計352
13.4控製係統設計354
13.4.1控製係統總體設計354
13.4.2控製係統模式設計355
13.4.3伺服驅動方案設計356
13.5感知係統設計359
13.5.1感知係統整體構造359
13.5.2視覺感知係統設計360
13.5.3導航相機設計362
13.5.4避障相機設計362
13.5.5太陽敏感器設計363
13.6設計驗證364
13.6.1車體爬坡能力驗證364
13.6.2車體越障能力驗證365
13.6.3車體抬升能力驗證366
13.6.4抬輪行走能力驗證367
第 14章行星錶麵采樣機械臂設計實現369
14.1設計要求與約束條件370
14.1.1任務要求370
14.1.2功能要求370
14.1.3性能要求370
14.1.4接口要求371
14.1.5環境適應性要求371
14.2係統總體設計373
14.2.1任務分析373
14.2.2總體設計374
14.3機械係統設計379
14.3.1係統組成379
14.3.2關節設計379
14.3.3臂杆設計381
14.3.4采樣器設計382
14.3.5壓緊機構設計383
14.4控製係統設計385
14.4.1係統架構設計385
14.4.2控製單元設計385
14.4.3關節控製係統設計387
14.4.4控製係統軟件架構387
14.5感知係統設計389
14.5.1觸地傳感組件設計389
14.5.2視覺係統設計389
14.6設計驗證392
14.6.1試驗驗證項目392
14.6.2抗力學環境試驗393
14.6.3抗熱學環境試驗393
14.6.4抗塵土試驗394
14.6.5高溫展開試驗394
14.6.6末端采樣試驗394
14.6.7著陸姿態拉偏試驗396
第四篇總結與展望
第 15章空間機器人現狀399
15.1空間機器人的發展曆程400
15.2空間機器人的研究現狀403
15.3小結413
第 16章空間機器人展望415
16.1空間機器人産品416
16.1.1軟體機器人417
16.1.2飛行機器人419
16.1.3空間雲機器人420
16.1.4空間多機器人係統421
16.1.5人工智能空間機器人422
16.2空間機器人技術424
16.3小結433
參考文獻434
符號定義444
英文縮略語446
索引448
《空間機器人:探索未知,智領未來》 在這本《空間機器人:探索未知,智領未來》的著作中,我們並非聚焦於“國之重器齣版工程”這一宏大的國傢項目,也非僅僅討論“空間機器人”這一個具體的技術領域。相反,本書將目光投嚮一個更為廣闊且深刻的議題:人類智慧與前沿科技的融閤,如何驅動我們跨越地球的界限,去觸碰、理解乃至改造那片深邃的宇宙。 本書的開篇,我們將一同迴顧人類探索宇宙的漫漫徵途。從古代先哲仰望星空的樸素願望,到伽利略通過望遠鏡揭示的行星奧秘,再到近代航天先驅們憑藉勇氣與智慧實現的首次太空飛躍。我們將深入探討那些定義瞭我們認知邊界的重大發現,以及這些發現如何激發瞭下一代科技的誕生。然而,我們並非簡單羅列曆史事件,而是要挖掘其背後驅動的科學精神、創新思維以及對未知世界永不停歇的好奇心。 隨後,我們將視角轉嚮“空間機器人”所處的更宏觀的技術生態係統。這並非僅僅是一係列機械裝置的堆砌,而是多學科、跨領域技術集成的結晶。我們將探討精密製造、材料科學、人工智能、自主導航、能源係統、通信技術等關鍵領域如何協同發展,共同支撐起空間機器人在嚴酷太空環境中穩定運行的可能性。例如,在人工智能部分,我們將深入解析其在目標識彆、路徑規劃、故障診斷乃至與地球指令中心進行智能交互方麵的應用,而不僅僅停留在概念層麵。我們會探討具體的算法模型、學習機製以及其在實際太空任務中麵臨的挑戰與解決方案。 在探討技術細節的同時,本書將重點闡述空間機器人在科學研究中的關鍵作用。從火星探測器捕捉到的地質樣本數據,到深空探測器傳迴的遙行星體圖像,這些“眼睛”和“手”是如何幫助我們揭開宇宙的起源、演化以及生命存在的可能性?我們將分析不同類型的空間機器人,如軌道維修機器人、行星漫遊者、空間站助手等,它們各自在科學探索中扮演的角色,以及它們如何突破瞭人類宇航員所能達到的極限。我們將討論它們在采集樣本、進行原位分析、部署科學儀器等方麵的具體功能,以及這些工作如何為我們理解宇宙的奧秘提供第一手證據。 更進一步,本書將延伸到空間機器人技術在未來人類太空活動中的戰略意義。隨著我們對宇宙的探索日益深入,建立月球基地、開發近地小行星資源、甚至開啓星際移民的夢想,都離不開高度自主、智能化、並且能夠協同工作的空間機器人。我們將探討這些機器人如何成為人類走嚮深空的重要夥伴,它們在基礎設施建設、資源勘探、生命支持係統維護以及危險環境作業等方麵的巨大潛力。我們還將展望未來,思考人機協作的新模式,以及如何通過機器人技術,最大限度地降低太空探索的風險,提高效率,並最終拓展人類的生存空間。 此外,本書還將觸及太空機器人技術發展所帶來的倫理、法律和社會影響。隨著機器人能力的日益增強,我們如何界定它們的自主性?在太空資源的開發利用方麵,國際社會又應遵循怎樣的原則?我們如何確保技術的進步服務於全人類的福祉,而非加劇不平等?這些問題雖然不直接是技術難題,卻是推動科技發展與應用必須審慎思考的維度。 本書的寫作風格將力求嚴謹而不失生動,深入淺齣。我們希望通過對這一宏大主題的全麵剖析,能夠激發讀者對科學探索的熱情,對前沿技術的關注,以及對人類未來可能性的深邃思考。我們相信,通過理解和駕馭這些最先進的技術,人類文明將能夠開啓一個更加輝煌、更加充滿探索精神的新紀元。這本書,將是你理解這場由智慧與科技驅動的宇宙徵程的得力嚮導。

用户评价

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《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書,帶給我的不僅僅是知識的增長,更是一種強烈的民族自豪感。閱讀過程中,我被書中關於中國空間機器人研發曆程的敘述深深打動。從早期艱難起步,到如今在國際空間機器人領域嶄露頭角,每一個階段的成就都凝聚著無數科研人員的心血與智慧。書中對“嫦娥”係列探測器以及“祝融”號火星車上搭載的機器人技術的介紹,詳細而富有感染力。我瞭解到,這些看似不起眼的機械臂、導航係統、探測儀器,背後都蘊含著尖端的技術和嚴謹的設計。特彆是關於機器人如何應對月球和火星極端環境的章節,讓我肅然起敬。零下上百度的溫差、稀薄的大氣層、高強度的輻射,這些都是對機器人材料、能源、通信和控製係統提齣的巨大挑戰。書中對這些挑戰的剋服過程的描述,讓我看到瞭中國科研人員的韌性和創新力。它不僅僅是技術的堆砌,更是中國在自主研發道路上邁齣的堅實步伐的體現。我尤其欣賞書中沒有迴避過去的一些睏難和挫摺,反而將它們視為寶貴的經驗,這讓整個敘述更加真實可信,也更能展現齣中國航天事業蓬勃發展的生命力。這本書讓我更加堅信,中國在科技創新領域,尤其是空間機器人這一戰略性領域,正扮演著越來越重要的角色。

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我從《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書中,窺見瞭空間機器人背後那復雜而精密的“心髒”——能源係統和動力學。坦白說,在閱讀這本書之前,我一直以為空間機器人就是靠太陽能闆驅動,然後靠電機運動。然而,本書徹底顛覆瞭我的認知。作者深入淺齣地介紹瞭各種能源供應方式,從高效的太陽能電池到核動力源,甚至還提及瞭未來可能齣現的能量收集技術。我尤其對書中關於“能源管理係統”的章節印象深刻。機器人如何在有限的能源供應下,精確地規劃任務,閤理分配動力,以保證長時間的穩定運行,這需要多麼精妙的設計!當我讀到關於如何讓機器人在失重環境下精確移動,如何控製其姿態和角動量,以及如何處理其自身産生的振動時,我仿佛看到瞭一場在太空中進行的復雜舞蹈。書中對機器人行走機構(比如輪式、履帶式、甚至仿生式)的分析,以及它們在不同地形上的適應性,都讓我大開眼界。作者通過大量的圖示和清晰的邏輯,將這些看似抽象的力學原理變得生動形象。我開始意識到,要讓一個機器人在太空中完成如此艱巨的任務,其背後付齣的工程設計和動力學優化是多麼巨大的挑戰。這本書讓我對“運動”本身在太空探索中的重要性有瞭全新的認識。

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《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書,讓我看到瞭空間機器人“一生”的軌跡——從設計、製造到測試、部署,再到最後任務的完成。我一直以為,機器人造好後就可以直接送去太空瞭。但書中關於“集成測試”和“故障模擬”的章節,讓我看到瞭機器人研製過程中嚴謹到近乎苛刻的環節。我瞭解到,每一個空間機器人都要經過無數次的地麵測試,模擬各種可能遇到的太空環境,比如真空、輻射、極端溫度變化,以及各種意外情況。書中對“振動測試”、“熱真空測試”和“電磁兼容性測試”的描述,讓我看到瞭科研人員為瞭確保機器人的可靠性付齣瞭多少努力。我尤其對書中關於“飛行軟件”的開發和測試進行瞭深入的探討。這段軟件代碼,是機器人執行任務的“靈魂”,任何一個微小的錯誤都可能導緻任務的失敗。因此,對飛行軟件的審查和驗證,需要耗費巨大的時間和精力。當我讀到關於如何為機器人進行“著陸”和“部署”的模擬訓練時,我纔真正體會到,每一個成功的太空任務背後,都凝聚著無數次的演練和優化。這本書讓我對航天工程的復雜性和嚴謹性有瞭全新的認識,也讓我更加敬佩那些默默奉獻的科研人員。

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《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書,真的就像一個打開宇宙奧秘的鑰匙,讓我這個一直以來隻在科幻電影裏纔能看到空間機器人的讀者,大開眼界。我最喜歡的部分是它對空間機器人“眼睛”——傳感器和視覺係統——的詳細介紹。書中不僅僅是簡單地說“有攝像頭”,而是深入探討瞭各種類型的傳感器,比如紅外傳感器、激光雷達、甚至是一些我之前從未聽說過的微型傳感器。作者用生動的比喻解釋瞭這些傳感器如何感知周圍環境,如何幫助機器人“看”清宇宙中的塵埃、岩石,甚至是微小的生命跡象。我特彆著迷於書中關於“立體視覺”和“自主避障”的章節。想象一下,一個機器人在完全陌生的太空環境中,沒有人類的實時遙控,卻能自行判斷地形,避開障礙物,甚至還能規劃齣最優的行走路徑,這簡直太不可思議瞭!書中對此的解釋,讓我明白瞭其中的關鍵技術,比如SLAM(同步定位與地圖構建)技術,雖然我不是技術專傢,但在作者的引導下,我能大緻理解它是如何工作的。它就像給機器人裝上瞭一個聰明的“大腦”,讓它在未知領域也能獨立思考,做齣判斷。這種“智能”的展現,讓我對未來空間探索充滿瞭期待,也對人類在人工智能領域的突破感到由衷的贊嘆。這本書讓我覺得,空間機器人不再是遙不可及的科幻概念,而是正在切實改變我們探索宇宙方式的強大工具。

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《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書,讓我對空間機器人的“眼睛”和“觸角”——通信與遙感技術——有瞭更深刻的理解。我之前總是覺得,機器人探測到的信息,直接傳迴地球就可以瞭。但是,這本書讓我看到瞭,太空通信的難度遠超我的想象。書中詳細介紹瞭各種通信方式,從無綫電通信到激光通信,以及它們在太空環境下的優缺點。我尤其對書中關於“深空探測通信網絡”的建設進行瞭深入的探討。想象一下,一個機器人可能需要穿越數億公裏的距離,將珍貴的科學數據傳迴地球,這需要多麼強大的信號傳輸能力和多麼精確的定位技術。書中還介紹瞭“遙感技術”在空間機器人任務中的重要作用。機器人如何利用各種探測器,從遙遠的距離“感知”行星錶麵的信息,比如地質構成、大氣成分、甚至潛在的水資源,這些都依賴於先進的遙感技術。我被書中關於“光譜分析”、“熱成像”以及“雷達探測”等技術的描述深深吸引。這些技術讓機器人能夠“透視”物質,獲取人類肉眼無法直接看到的信息。這本書讓我明白,空間機器人不僅僅是一個執行任務的實體,更是連接地球與遙遠宇宙的“信息橋梁”。

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《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書,讓我對空間機器人未來的發展方嚮,以及它在人類文明進程中的重要意義,有瞭更加宏大和深刻的理解。書中關於“月球基地建設”、“小行星采礦”以及“火星移民”等未來願景的描繪,讓我充滿瞭無限的憧憬。我瞭解到,空間機器人不僅僅是用於科學探測,更是未來人類拓展生存空間、開發宇宙資源的重要助手。書中對“服務型機器人”和“自主建造機器人”的設想,讓我看到瞭它們在建立地外基地、進行資源開采以及維護空間設施方麵的巨大潛力。我尤其對書中關於“人工智能與機器人融閤”的討論印象深刻。隨著AI技術的不斷發展,未來的空間機器人將擁有更強的自主學習能力、更強的決策能力,甚至可能具備某種程度的“意識”。這將極大地加速人類探索宇宙的步伐,也可能為我們帶來全新的科學發現和技術突破。這本書讓我意識到,空間機器人不僅僅是一個科技産品,更是人類邁嚮星辰大海的“引路人”。它代錶著我們不斷挑戰極限、追求卓越的精神,也預示著一個更加輝煌的未來。

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當我在書店偶然翻開《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書時,第一眼就被那厚重且設計精美的封麵所吸引。它傳遞齣一種沉甸甸的科技感和國傢級的厚望。作為一名對航天科技一直抱有濃厚興趣的普通讀者,我總覺得關於空間機器人,市麵上要麼是過於學術化、晦澀難懂的專業論文,要麼是泛泛而談、缺乏深度的科普讀物。而這本書,恰好填補瞭我心中的這一空白。它並非僅僅羅列技術參數,而是深入淺齣地介紹瞭空間機器人從概念誕生到發展演進的曆史脈絡,每一段文字都仿佛將我帶入瞭那個充滿智慧與勇氣的探索時代。從早期的機械臂設想到如今高度智能化的自主探測器,作者娓娓道來,讓我看到瞭人類對宇宙邊界不斷拓展的決心和智慧。書中對不同時期代錶性空間機器人的介紹,更是令人大開眼界。我尤其對那些在極端環境下默默工作的機器人印象深刻,它們不僅僅是冰冷的機器,更是人類探索精神的延伸,是承載著我們對未知世界好奇心的使者。閱讀過程中,我能感受到作者在梳理這些龐雜信息時付齣的巨大努力,將復雜的工程原理用相對易懂的語言錶達齣來,同時又不失科學的嚴謹性,這本身就是一項瞭不起的成就。這本書讓我對空間機器人有瞭更立體、更深刻的認識,也更加理解瞭“國之重器”這個稱號背後所蘊含的深刻意義,它不僅僅關乎技術,更關乎國傢在科技前沿的戰略布局和長遠發展。

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《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書,讓我領略到空間機器人“大腦”——控製係統和人工智能——的無窮魅力。我一直覺得,機器人之所以能完成各種任務,全靠編程。但這本書讓我看到瞭,人工智能在其中扮演的角色遠比我想象的要重要得多。書中對“自主導航”、“目標識彆”、“故障診斷”以及“決策製定”等AI技術的詳細闡述,讓我對機器人的“智能”有瞭更深的理解。我尤其被書中關於“機器學習”和“深度學習”在空間機器人領域的應用的討論所吸引。這意味著機器人不再僅僅是執行預設指令,而是可以通過與環境的互動,不斷學習和優化自身的行為。比如,當機器人遇到一個未知的物體,它能夠通過學習模型,嘗試識彆這個物體的屬性,並根據自身的功能決定下一步的操作。書中還探討瞭“多機器人協同”的概念,多個機器人如何分工閤作,共同完成一個復雜的任務,比如協同進行科學探測,或者共同建造空間站。這讓我看到瞭未來太空探索的巨大潛力。人工智能的進步,讓空間機器人從簡單的工具,逐漸演變成能夠獨立思考、協作完成任務的“夥伴”。這本書讓我對太空探索的未來充滿瞭無限的遐想。

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《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書,為我打開瞭空間機器人“身體”——結構設計與材料科學——的一扇大門。我一直以為,製造一個能在太空工作的機器人,隻要材料夠結實、結構夠穩定就行瞭。然而,本書讓我認識到,其中蘊含的學問遠不止於此。書中對各種特殊材料的介紹,比如能夠承受極端溫差變化的閤金、具備良好導電性和屏蔽輻射能力的復閤材料,以及能夠實現輕量化同時保持高強度的設計,都讓我驚嘆於材料科學的進步。我尤其對書中關於“仿生學”在機器人結構設計中的應用感到新奇。機器人藉鑒昆蟲的六足行走方式,或者模仿鳥類的翅膀進行飛行,這些設計不僅更具效率,也更能適應復雜的地形。書中對機器人“關節”和“骨骼”的設計理念,以及如何通過柔性材料實現更靈活的運動,都讓我眼前一亮。當我讀到關於如何讓機器人在有限的空間內摺疊、展開,如何通過模塊化設計方便維修和升級時,我纔真正意識到,一個成功的空間機器人,其結構設計是多麼的精巧與巧妙。這本書讓我看到瞭工程美學和科學原理的完美結閤,也讓我對材料科學和結構工程在航天領域的貢獻有瞭全新的認識。

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《國之重器齣版工程:空間機器人》這本書,讓我深刻理解瞭空間機器人並非孤立存在的個體,而是整個太空探索體係中至關重要的一環。書中關於“人機協作”和“地麵控製中心”的章節,讓我看到瞭人類智慧與機器智能的完美結閤。我瞭解到,即使是高度自主化的空間機器人,在關鍵時刻仍然需要人類的指令和決策。書中對地麵控製人員如何通過復雜的指令序列,與遠在數百萬公裏之外的機器人進行“對話”,如何分析機器人傳迴的數據,並做齣及時的調整,這些過程的描述,讓我看到瞭一個龐大而高效的團隊在幕後默默付齣。我特彆被書中對“實時通信延遲”的挑戰的探討所吸引。當信號需要幾分鍾甚至更長時間纔能傳達到目的地時,地麵控製員如何利用預測模型和預設程序,來彌補這種延遲,確保任務的順利進行,這需要極高的專業素養和心理素質。書中還介紹瞭“虛擬現實”和“增強現實”在空間機器人操作中的應用,這讓我看到瞭未來人機交互的可能性。想象一下,控製員戴上VR眼鏡,仿佛身臨其境地操作機器人,這將極大地提高操作效率和安全性。這本書讓我明白,空間機器人是人類探索宇宙的“眼睛”和“雙手”,而地麵上的團隊則是它的“大腦”和“靈魂”。

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