Chapter01 核心理論與基礎知識

1-1 安裝Python直譯器

1-2 使用開發環境（如IDLE、VS Code、Jupyter Notebook等）

1-3 緒論與機器人概論

1-4 座標系統、空間描述與座標變換

1-5 機器人運動學（Manipulator Kinematics）

1-6 機器人的工作空間分析：機器人手臂能夠到達的空間範圍

1-7 微分運動、速度與靜力學

1-8 機器人手臂的作用原理與Python完整範例


Chapter02 控制、感知與規劃

2-1 機器人感測器與感知

2-2 軌跡生成與規劃

2-3 機器人控制

2-4 移動機器人學（輪式、腿式、飛行機器人）

2-5 機器人系統與應用


Chapter03 機器人的視覺

3-1 機器人視覺的Python程式設計

3-2 邊緣檢測：使用Canny或Sobel演算法找出物件邊界

3-3 輪廓偵測：從邊緣圖中萃取封閉的形狀，這是機器人視覺

3-4 物件偵測與識別

3-5 Python在生產線瑕疵品的圖形辨別

3-6 影像差分的Python程式設計


Chapter04 系統與應用

4-1 驅動執行系統

4-2 機器人程式設計與系統

4-3 機器人應用（Robot Applications）


Chapter05 機器人的聽覺

5-1 機器人聽覺的作用原理、即時語音識別的Python範例


Chapter06 說話�讀文字機器人

6-1 說話機器人：Python程式設計

6-2 聊天機器人與Python程式設計

6-3 會讀文字機器人：Python程式設計


Chapter07 機器人的進階主題

7-1 工業機器人（焊接、搬運、精密組裝）的作用原理與Python範例

7-2 送餐車機器人的作用原理與Python完整範例

本機器人學教科書，符合「產業界」、「政府」、「學術界」與「研究機構」相關教學與活動需求�用途。

　　它平衡理論知識的傳授與實際操作和應用能力的培養，包括：

一、教學需求（理論傳授與知識體系）

　　教學需求主要關注於知識的完整性、結構的邏輯性、概念的清晰度，以及學術上的嚴謹性。

二、活動需求或用途（Python實作與應用能力）

　　活動需求或用途主要關注於實用性、操作性、技能的培養，以及將理論轉化為實際解決方案的能力。

　　本機器人學教科書，具有以下幾個方面的特色：

一、基礎理論與核心概念

(一) 機器人的起源與發展：介紹機器人學的歷史、演變和未來趨勢。

(二) 數學建模：涵蓋機器人的運動學（Kinematics）（正向與逆向運動學）、動力學（Dynamics）（描述運動所需的力和力矩）等。

(三) 機構設計：機器人的結構、自由度、不同類型的機械臂（如串聯、並聯）和移動平台。

二、關鍵技術與組件

(一) 感知與感測器（Sensing）

1. 機器人視覺（Robot Vision）：影像獲取、處理算法、特徵提取。

2. 運動感知與定位：定位、導航、同時定位與地圖構建（SLAM）。

3. 其他感測器：語音、觸覺、距離、力量等。

(二) 致動器與驅動系統（Actuators）：各種馬達、傳動系統，以及如何產生機器人的動作。

(三) 終端執行器（End-of-Arm Tooling）：夾爪、吸盤等工具的設計與應用。

三、機器人控制與規劃

(一) 控制理論：機器人運動控制、力控制等，可能包含線性控制、非線性控制等。

(二) 路徑與軌跡規劃（Path Planning and Trajectory Generation）：機器人如何在空間中安全有效地移動。

(三) 智能控制：介紹機器人控制架構，如反應式控制、混合式控制、行為基礎控制等。

四、應用與案例

(一) 機器人分類與應用

1. 工業機器人：焊接、搬運、裝配等。

2. 服務機器人：移動機器人（無人車、掃地機）、空中機器人（無人機）、醫用機器人等。

3. 特種機器人：空間機器人、水下機器人等。

(二) 程式設計與操作：機器人程式設計的基本概念、線上�離線程式設計方法，以及實際的操作案例。

　　機器人學教科書兼顧理論的嚴謹性、技術的實用性以及應用領域的廣泛性，並強調跨學科的整合（如機械、電子、控制和電腦科學）。


張紹勳（彰師大電機與機械科技學系，電話：0986-045-005）、張任坊、張博一

敬上?