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出版社： 中国青年

ISBN：9787515343792

商品编码：15118754426

开本：16

出版时间：2016-09-01

基本信息

• 商品名称：机器人设计宝典
• 作者：(日)TAKAHIRO YAMADA|译者:优莱柏
• 定价：88
• 出版社：中国青年
• ISBN号：9787515343792

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2016-09-01
• 印刷时间：2016-09-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：174

编辑推荐语

日本超级畅销的机器人设定集来袭！ 不需要老师亲自教、有基础就可以学习如何绘画复杂的机器人！ 精美的手绘图，详细讲解绘画机器人的每一步！ TAKAHIRO YAMADA著的《机器人设计宝典》是一本介绍如何设计机器人的图书，本书通过展示机械师定师山田高裕先生多年来亲自设计的作品，解说从设计草图到定稿的过程以及其中的要点，以探求机械设计的方法。本书还收录了策划阶段的预备稿、彩图等许多难得一见的画稿。

目录

山田高裕原创机械
合体变形机器人的设计
阴影设定稿
策划阶段的设计草图
CG引进时代的设计
对旧作的提炼
内部图解的设计
未发表的作品
学生时代的机械设计
Basic Technique
以概念为出发点的
基本设计方法
变形机体的基本画法
玩具化机器人的设计
动画化机器人的设计
Technique File 1
设计概念提升设计品质
天威勇士-克罗诺斯大逆袭
新天威勇士
（Machine RoboBattle Hackers）
山田高裕访谈01
对设计概念的思考
Technique File 2
复杂化的机械设计
****
元气爆发
热血*强
完全胜利
Technique File 3
OVA场景中的敌方机甲的细腻表现
勇者王GaoGaiGa-FINAL
Technique File 4
机械设定时结合CG绘图和手绘
战斗之魂 少年突破马神
战斗之魂 少年激霸弹
战斗之魂 Brave
战斗之魂 霸王
战斗之魂 SwordEyes
*强银河 究极ZERO 战斗之魂
Technique File 5
战士盔甲的机械设计
勇者指令
Technique File 6
以大龄人群为受众的合体变形玩具的设计
勇者凯撒
Technique File 7
重制模型的设计
太阳之牙 达格拉姆
Copyright Illustration
版权插画作品与绘制技巧
DVD包装
各种用途的版权插画
如何绘制生动造型
阴影指定的画法
用马克笔为样图上色
思考色彩设定
SNAP × SNAP
山田高裕访谈 02
怎样才称得上一名称职的机械设定师
WORKING AREA
山田高裕工作场所简介
TOOLS
山田高裕的工具箱
结束语
山田高裕履历

《机械之心：智能体驱动的仿生学探索》 引言 在浩瀚的科学殿堂中，机器人设计无疑是融合了工程学、计算机科学、材料学乃至艺术美学等诸多领域的一颗璀璨明珠。然而，当我们审视当今机器人技术的蓬勃发展，一个不可忽视的趋势正逐渐浮现：从纯粹的机械结构与程序控制，向着更具生命力的仿生学设计理念迈进。本书，《机械之心：智能体驱动的仿生学探索》，正是以此为核心，旨在深入剖析智能体如何驱动仿生学原理在机器人设计中的落地与升华，勾勒出未来机器人形态与功能的无限可能。 本书并非简单罗列技术参数或提供操作指南，而是试图构建一个哲学性的框架，引导读者从更宏观的视角理解“智能”与“生命”在机器人领域的交汇点。我们将抛开繁复的电路图和代码片段，聚焦于那些构成机器人“灵魂”的智能体，以及它们如何模仿、学习并超越自然界的精妙设计。 第一章：超越机械的藩篱——智能体的崛起 智能体，作为本书的核心概念，并非一个生硬的技术术语，而是对具备感知、认知、决策和行动能力的自主实体的统称。它们是机器人得以“活”起来的灵魂。本章将从智能体的演化历程谈起，探讨从早期的简单自动化到如今复杂人工智能的转变。我们将追溯生物神经系统的启示，分析其在信息处理、学习演化方面的独特优势，并思考如何将其映射到机器人的设计之中。 智能体的定义与维度： 我们将尝试为智能体下一个更具包容性的定义，超越简单的“能思考”或“能行动”。从感知信息的丰富度、认知能力的深度、决策的自主性到行动的灵活性，多维度地审视智能体的构成要素。 生物神经系统的启示： 神经元、突触、神经网络，这些生物学概念并非遥不可及。本章将深入浅出地解析生物神经系统的基本原理，并通过类比的方式，揭示其在信息传递、模式识别、联想记忆等方面的强大能力，为后续的仿生学设计奠定基础。 从规则到学习： 传统机器人设计多依赖预设的规则与指令，其适应性与自主性有限。本章将重点探讨机器学习、深度学习等技术如何赋予智能体“学习”的能力，使其能够从环境中提取信息，不断优化自身行为，甚至涌现出意想不到的创造力。 智能体的自主性与意图： 真正的智能体应该具备某种程度的自主性，能够根据自身目标和环境变化做出独立决策。本章将探讨如何设计具备“意图”的智能体，使其行为不再是被动响应，而是主动追求某个目标，这对于实现更高级别的机器人功能至关重要。 第二章：自然界的蓝图——仿生学的灵感之泉 自然界经过数十亿年的演化，已经孕育出了无数令人惊叹的生命形态与功能。仿生学，正是从这些自然杰作中汲取灵感，将其设计原理转化为工程解决方案的学科。本章将引领读者走进一个充满奇思妙想的仿生学世界，从微观的分子结构到宏观的生态系统，发掘机器人设计的新可能。 运动的艺术： 从昆虫的六足行走、鸟类的飞翔姿态到鱼类的优雅游弋，自然界的运动方式千变万化，却都蕴含着高效与节能的哲学。本章将深入剖析这些运动机制背后的物理原理与生物力学规律，例如肌腱的弹性、关节的自由度、流体动力学的作用等，并探讨如何将其应用于机器人腿部、翅膀、尾部的设计。 感知的奥秘： 眼睛的成像原理、耳朵的声波接收、皮肤的触觉感知，生物的感知系统是其与环境交互的直接窗口。本章将审视各种生物感官的独特设计，如变色龙的眼睛能够独立转动，蝙蝠的声呐定位，以及海星的化学感受能力，思考如何将这些“智慧”的感知方式融入机器人传感器系统的设计中，实现更精细、更全面的环境感知。 材料的智慧： 自然界的材料往往兼具强度、韧性、自修复性甚至智能响应性。从蜘蛛丝的强度到莲叶的疏水性，再到软体动物的肌肉组织，本章将探讨这些天然材料的结构特点与功能优势，并展望如何通过仿生学原理，研发出更轻便、更柔韧、更具适应性的机器人材料。 群体行为的协调： 蚂蚁的觅食、蜜蜂的蜂巢、鱼群的洄游，这些群体行为展现出的高度协调与集体智慧令人震撼。本章将分析这些群体行为背后的通信机制、协作策略与决策规则，并思考如何将其应用于机器人集群的设计，实现分布式协作、协同作业等复杂任务。 第三章：智能体与仿生学的融合——设计新纪元 本章是本书的核心，我们将探讨智能体如何作为“驱动力”，将仿生学原理从理论转化为实际的机器人设计。这不再是简单的模仿，而是通过智能体的学习与进化，赋予仿生学设计更深层次的智能与适应性。 学习驱动的仿生形态： 智能体可以通过与环境的互动，自主学习并优化自身的物理形态。例如，机器人可以通过试错，学习以更节能的方式行走，或者在特定地形下调整肢体的姿态。本章将探讨如何通过强化学习、进化算法等技术，让机器人“长出”最适合其任务的身体。 感官融合与智能感知： 智能体能够整合来自多个仿生传感器的信息，构建更全面、更精确的环境模型。例如，机器人可以通过结合视觉、触觉和听觉信息，更准确地判断物体的材质、形状与运动状态。本章将深入研究如何设计智能体，使其能够高效地融合与解释多模态的仿生感知数据。 自适应运动与控制： 仿生学提供了优美的运动范式，而智能体则赋予了这些范式自适应的能力。当机器人遇到未知地形或突发状况时，智能体可以实时调整运动策略，使其能够像生物一样，优雅而稳定地应对变化。本章将探讨如何利用智能控制算法，将仿生运动原理转化为机器人的流畅动作。 柔性机器人与生物融合： 随着对软体生物的研究深入，柔性机器人逐渐成为研究热点。智能体能够赋予这些柔软的身体更强的控制力与感知能力，使其能够更好地适应复杂、不规则的环境，甚至与生物体进行更安全的交互。本章将探讨智能体在驱动柔性机器人发展中的关键作用。 智能体的“进化”与适应性： 智能体并非一成不变，它们能够通过学习与经验积累不断“进化”。这种进化能力使得机器人能够适应不断变化的环境，学习新的任务，甚至在长期运行中优化自身的设计。本章将探讨如何设计能够持续学习与进化的智能体，赋予机器人真正的生命力。 第四章：未来展望——智能仿生机器人的无限疆域 本书的最终章，将跳出当前的技术限制，放眼未来，描绘智能仿生机器人的无限可能。我们将探讨这些机器人将如何改变我们的生活、工作乃至社会结构。 医疗与康复的革新： 仿生机械臂能够更精准地辅助手术，仿生外骨骼能够帮助残疾人重获行动能力，仿生微型机器人能够在体内进行诊断与治疗。 探索未知领域： 具备仿生运动与感知能力的机器人，将能够深入人类难以到达的环境，如深海、太空、甚至微观世界，为我们带来前所未有的发现。 人机协作的新模式： 智能仿生机器人将不再是简单的工具，而是具备一定自主性与情感理解能力的伙伴，与人类协同工作，共同创造更美好的未来。 生态环境保护与修复： 模仿生物体的设计，机器人能够在复杂环境中进行环境监测、污染治理，甚至协助生态系统的修复。 伦理与哲学思考： 随着机器人智能度的提升与形态的生物化，我们将不得不面对新的伦理挑战，如机器人的权利、意识的定义等，这些深邃的哲学问题也将是未来研究的重要组成部分。 结语 《机械之心：智能体驱动的仿生学探索》是一场关于“智慧生命”的想象与追寻。它旨在激发读者对于未来机器人设计更深层次的思考，超越技术的堆砌，拥抱自然的智慧，用智能体的驱动力，开启机器人设计的新篇章。这本书期望成为一座桥梁，连接起科学的严谨与艺术的浪漫，引导我们共同探索一个更加智能、更加和谐的未来。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对智能制造行业充满好奇的普通职场人士，虽然没有直接接触机器人设计的工作，但一直想了解这个行业到底是如何运作的，以及那些酷炫的机器人究竟是如何被“创造”出来的。《机器人设计宝典》这本书，可以说是我了解这个领域最直接、最有效的途径。它以一种非常接地气的方式，向我这样的“门外汉”揭示了机器人设计的奥秘。书中关于“机器人本体结构设计”的部分，通过对各种经典机器人（如工业机器人、人形机器人、服务机器人）的解构分析，让我直观地理解了不同类型机器人所需要具备的特定结构和功能。例如，在讲解工业机器人的机械臂设计时，作者详细阐述了关节类型、臂展长度、负载能力等关键参数的确定过程，以及它们之间是如何相互制约的，这让我对工业机器人的设计思路有了清晰的认识。此外，书中关于“人机交互与安全设计”的章节也让我印象深刻。它不仅仅是技术层面的考量，更包含了对用户体验和安全规范的重视，这让我意识到，一个成功的机器人产品，不仅要有强大的功能，更要考虑它如何与人类安全、和谐地共处。这本书的叙述方式非常注重逻辑性和条理性，层层递进，让我在阅读过程中能够不断建立起新的认知，并且能够举一反三。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在某个特定自动化设备领域工作多年的技术人员，我一直觉得自己对“机械”和“控制”有着比较深入的理解，但总觉得对“机器人”这个更宏观、更智能的领域，还有一层窗户纸没有捅破。《机器人设计宝典》这本书，恰好给了我这个机会。它在讲解“运动学与动力学”时，并没有止步于理论公式，而是紧密结合了实际的机器人建模和仿真应用，让我能够更好地理解这些理论在实践中的价值。我尤其喜欢书中关于“路径规划与避障”的讨论。作者通过分析不同算法（如A算法、Dijkstra算法）的原理和优缺点，并结合实际的仿真案例，清晰地展示了如何让机器人在复杂的环境中自主导航，这对于我思考如何提升我所负责设备的自主性非常有启发。而且，书中关于“机器学习在机器人中的应用”的介绍，虽然篇幅不算长，但却点明了方向，让我了解了神经网络、强化学习等技术如何赋能机器人实现更高级的学习和决策能力，这无疑是我未来需要深入探索的领域。这本书的专业度和前瞻性都非常高，它不仅巩固了我已有的知识，更拓宽了我对机器人技术未来发展方向的认知。

评分☆☆☆☆☆

这本《机器人设计宝典》真的是我近几年来读到的最让我惊喜的一本书了。我是一名对机械工程充满热情的业余爱好者，一直以来都梦想着能够自己动手设计和制造一些小型的机器人，但苦于找不到一个系统性的入门指引，零散的知识点总是让我难以串联。收到这本书的时候，我抱着试一试的心态翻开，结果就被它深深地吸引住了。首先，这本书的结构设计非常合理，从最基础的机器人组成原理，到各种传感器的选择与应用，再到执行机构的驱动方式，以及整体的控制系统搭建，都进行了非常详尽的阐述。让我印象深刻的是，它并没有简单地罗列理论，而是穿插了大量生动形象的图例和实例，将抽象的概念变得可视化，比如在讲解关节自由度的时候，作者用了一个非常形象的比喻，让我一下子就理解了不同的自由度对于机器人运动能力的影响。而且，在介绍各种材料和零部件时，作者不仅说明了它们的特性，还给出了不同应用场景下的选择建议，这对于像我这样没有太多实际经验的初学者来说，简直是雪中送炭。我尤其喜欢其中关于“步态规划”的那一部分，虽然我还没有完全掌握，但作者通过对不同仿生机器人步态的分析，让我对如何让机器人稳定行走有了初步的认识，这为我后续的实践打下了坚实的基础。总而言之，这本书的内容广度与深度兼备，语言通俗易懂，排版也十分舒适，让我感觉仿佛有一个经验丰富的导师在手把手地教我一样，非常值得推荐给所有对机器人设计感兴趣的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子工程领域的软件工程师，对硬件和机械方面一直都有些“畏惧”，但随着工作内容的拓展，我发现了解机器人设计的基础知识对于我实现更复杂的系统集成变得越来越重要。《机器人设计宝典》这本书，可以说是完全颠覆了我之前的认知。它以一种非常友好的方式，向我这样“非专业出身”的读者介绍机器人设计的核心概念。书中并没有使用过于专业的术语，而是通过大量的比喻和类比，将复杂的机械原理和电子控制流程变得通俗易懂。我印象最深刻的是关于“驱动系统”的部分，作者将电机、减速器和编码器等组件的协同工作，比作人体内的肌肉、关节和神经系统，让我这个软件背景的人也能轻松理解它们的功能和相互关系。而且，书中在讲解“嵌入式系统与微控制器”时，并没有直接给出晦涩难懂的代码，而是先讲解了微控制器的基本架构和常用的通信协议，然后再引导读者如何根据实际需求选择合适的微控制器，并给出了一些基础的程序设计思路。这对于我来说，就像是为我打开了一扇新的大门，让我看到了软件与硬件之间可以如此紧密地结合，也让我对未来参与到更全面的机器人项目充满了信心。这本书的叙述风格非常注重逻辑性和条理性，每一章节都像一个独立的学习模块，让我能够循序渐进地掌握知识，而不会感到 overwhelming。

评分☆☆☆☆☆

作为一名正在攻读机器人专业研究生的学生，我手头已经积累了不少关于机器人学的书籍，但《机器人设计宝典》这本书的出现，无疑为我的文献库增添了一抹亮色。它的独特之处在于，它并没有停留在理论知识的堆砌，而是巧妙地将理论与实践紧密结合，为读者提供了一条清晰的设计路径。我特别欣赏书中对“运动学与动力学基础”的讲解，作者并没有止步于给出枯燥的公式，而是深入浅出地剖析了每个公式背后的物理意义，以及它们在实际机器人设计中扮演的角色。例如，在介绍雅可比矩阵的应用时，作者通过一个简单的机械臂模型，清晰地展示了如何利用雅可比矩阵来分析末端执行器的速度和力，这对于我理解机器人的运动控制至关重要。此外，书中关于“传感器融合”的章节也让我受益匪浅。在我的研究项目中，常常需要整合来自不同传感器的数据以提高系统的鲁棒性，而这本书提供了多种实用的传感器融合算法，并配以详细的伪代码和图示，让我能够快速理解并尝试实现。最让我感到惊喜的是，书中还涉及了一些前沿的机器人设计理念，例如软体机器人的驱动方式和仿生学的应用，这些内容拓宽了我的视野，也激发了我探索新方向的灵感。这本书不仅仅是一本工具书，更像是一位睿智的引路人，它不仅教会我“做什么”，更引导我思考“为什么这么做”，对于提升我的研究水平有着不可估量的价值。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一个不太容易被一本书“征服”的读者，总觉得很多技术书籍要么太理论化，要么太偏向某个细分领域，难以满足我这种希望全面了解机器人设计“全貌”的需求。《机器人设计宝典》这本书，可以说是恰好填补了我的这个空缺。它所涵盖的知识点非常全面，从最基础的结构力学，到高级的智能控制算法，几乎无所不包。让我惊艳的是，它在介绍“材料选择与成型工艺”时，并没有简单地列出各种材料的特性表，而是结合了大量实际案例，分析了不同材料在承受载荷、耐磨损、重量等方面的影响，以及各种成型工艺（如3D打印、CNC加工）的优劣势，这为我在选择合适的制造方案时提供了非常宝贵的参考。而且，书中关于“机械传动系统”的讲解也做得非常出色，它不仅详细介绍了齿轮、链条、皮带等常见的传动方式，还深入分析了它们在效率、精度、寿命等方面的差异，并给出了相应的计算公式和设计指导，让我能够根据机器人的具体需求，做出最优化的传动方案。我尤其赞赏作者在书中反复强调“系统性设计”的重要性，引导读者从整体出发，考虑各个子系统之间的相互影响，避免顾此失彼。这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水准，让我感觉物超所值。

评分☆☆☆☆☆

我是一名热爱DIY的电子爱好者，平时喜欢捣鼓一些小制作，但总觉得自己的作品离“机器人”还有很远的距离，缺乏一个系统性的理论指导。《机器人设计宝典》这本书，就像是我DIY之路上的“灯塔”。它从最基础的“电源管理与功耗设计”入手，详细讲解了不同类型电池的特性、充电电路的设计以及如何优化功耗，这对于我这样经常为电池续航头疼的爱好者来说，简直是福音。我尤其喜欢书中关于“通信协议与网络连接”的部分。作者清晰地解释了Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等不同通信方式的原理和适用场景，并给出了实际的连接示例，这让我能够轻松地将我的DIY项目与互联网连接，实现远程控制和数据传输。而且，书中还专门辟出了“常见故障排除与维护”的章节，列举了机器人设计过程中可能遇到的各种问题，并提供了详细的解决方案，这让我感到非常踏实，不怕遇到问题束手无策。这本书的语言风格非常亲切，仿佛一位经验丰富的工程师在耐心地指导你，让你在学习过程中充满成就感。

评分☆☆☆☆☆

我是一名曾经有过硬件开发经验，但现在更多从事算法研究的工程师。我一直觉得，虽然算法很重要，但脱离了实际的硬件基础，很多想法都难以落地。《机器人设计宝典》这本书，很好地弥合了我的这个认知盲区。它在讲解“传感器选型与标定”时，并没有简单地介绍传感器的功能，而是深入分析了不同传感器的精度、响应速度、抗干扰能力等关键指标，以及它们如何影响机器人的整体性能。我尤其欣赏书中关于“执行器选择与驱动控制”的阐述。作者详细分析了直流电机、步进电机、伺服电机等不同驱动方式的优劣势，以及如何根据负载、精度、速度等需求选择合适的执行器，并给出了相应的控制策略，这对于我优化算法的实际应用非常有帮助。而且，书中还涉及了“系统集成与测试验证”的环节，强调了从硬件到软件，再到整体系统的协同工作和反复测试的重要性，这让我能够更加全面地考虑算法在实际机器人系统中的可行性和鲁棒性。这本书的专业性和实践性都非常强，让我能够更好地将理论研究与实际工程相结合。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对未来科技发展充满好奇的普通读者，虽然没有直接参与过机器人设计，但我一直渴望了解这个日新月异的领域。《机器人设计宝典》这本书，以一种非常启发性的方式，向我展示了机器人设计的无限可能。它在介绍“灵巧手与抓取技术”时，不仅仅是展示了各种机械手的设计，更是深入探讨了如何让机器人拥有“感知”物体并进行精细抓取的“智慧”，这让我对机器人操作的精密度有了全新的认识。我尤其喜欢书中关于“智能决策与自主学习”的章节，它让我了解到，机器人并非只是执行预设的程序，而是可以通过学习和推理，做出更优化的决策，从而应对复杂多变的环境。例如，书中对强化学习在机器人控制中的应用进行了生动的阐述，让我对机器人如何通过“试错”来不断提升自身能力有了初步的理解。这本书的叙述方式非常注重逻辑性和趣味性，它将枯燥的技术知识转化为引人入胜的故事，让我能够轻松地理解机器人设计的核心理念，并对未来的科技发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

我对科幻电影中的机器人一直都充满了向往，但现实中的机器人设计，总感觉离我有点遥远。《机器人设计宝典》这本书，以一种非常引人入胜的方式，让我走进了真实的机器人世界。它在介绍“仿生机器人设计”时，不仅仅是模仿动物的形态，更是深入分析了生物的运动机制、感知系统以及决策方式，并将其转化为机器人设计的灵感和技术实现。我特别喜欢书中关于“多足机器人步态协调”的分析，作者通过对昆虫、蜘蛛等动物的运动方式进行解构，讲解了如何通过协调不同腿部的运动来实现稳定和高效的行走，这让我对机器人的运动控制有了全新的认识。此外，书中关于“机器人视觉与目标识别”的讲解也让我大开眼界。它不仅介绍了摄像头、激光雷达等传感器的原理，还阐述了图像处理、特征提取、目标跟踪等关键技术，这让我对机器人如何“看懂”世界有了初步的了解。这本书的想象力和科学性并存，它不仅满足了我对未来科技的憧憬，更让我看到了实现这些憧憬的科学路径。