本書旨在培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜問題能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、空間感知能力、數(shù)理邏輯、想象力和創(chuàng)造力等。本書主要以 NAO 機(jī)器人為例，介紹仿人機(jī)器人的發(fā)展史、理論基礎(chǔ)和編程方法，總結(jié)仿人機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)和競賽培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，梳理豐富的實(shí)訓(xùn)案例。本書以圖形化編程為開端，引入 Python 編程，提供大量的代碼示例，對(duì)仿人機(jī)器人進(jìn)行深入解析，具有層次性，可引導(dǎo)編程零基礎(chǔ)或機(jī)器人零基礎(chǔ)的學(xué)生了解仿人機(jī)器人的基本理論和技術(shù)，迅速入門并掌握仿人機(jī)器人的編程技能，動(dòng)手實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互案例。
陳小橋，武漢大學(xué)電子信息學(xué)院教授級(jí)高工，現(xiàn)任武漢大學(xué)工程訓(xùn)練與創(chuàng)新實(shí)踐中心主任、電子信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主任，曾任教育部2013-2017年實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)成員。主要從事傳感檢測(cè)技術(shù)、儀器儀表及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的開發(fā)與研究，主講《微機(jī)原理》、《單片機(jī)接口技術(shù)》、《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》等課程。曾獲原水利水電部科技成果四等獎(jiǎng)、安徽省電業(yè)局科技成果二等獎(jiǎng)以及多項(xiàng)原武漢水利電力大學(xué)科技成果一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)。參與或主持省部級(jí)、橫向項(xiàng)目10余項(xiàng)，獲發(fā)明專利6項(xiàng)，實(shí)用新型專利70余項(xiàng)。近五年來，主持省部級(jí)教改項(xiàng)目5項(xiàng)，主持教育部產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目4項(xiàng)，發(fā)表教學(xué)研究論文20余篇，其中多篇教學(xué)研究論文獲武漢大學(xué)優(yōu)秀論文一、二等獎(jiǎng)，一篇獲全國高校創(chuàng)新聯(lián)盟優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。負(fù)責(zé)武漢大學(xué)電子類學(xué)科競賽，共獲60余項(xiàng)全國一等獎(jiǎng)，并獲得全國大學(xué)生嵌入式競賽Intel杯和全國大學(xué)生電子模擬競賽TI杯，競賽水平處于全國高校領(lǐng)先水平。編寫教材3部，其中參編國家十一五規(guī)劃教材一部。獲湖北省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，兩次獲得武漢大學(xué)杰出教學(xué)貢獻(xiàn)校長獎(jiǎng)(團(tuán)體獎(jiǎng))，獲武漢大學(xué)首批優(yōu)秀教學(xué)業(yè)績獎(jiǎng)，2019年獲教育部寶鋼優(yōu)秀教師獎(jiǎng)。作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，電子類創(chuàng)新實(shí)踐團(tuán)隊(duì)獲批2019年湖北省高校教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在其帶領(lǐng)下，電工電子實(shí)驗(yàn)中心2004年獲批國家電工電子工科基地、2007年獲批國家電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、2010年獲首批湖北省大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地。
第1章 仿人機(jī)器人概述 1
1.1 機(jī)器人理論基礎(chǔ) 1
1.2 仿人機(jī)器人發(fā)展史 3
1.2.1 國外仿人機(jī)器人發(fā)展史 3
1.2.2 國內(nèi)仿人機(jī)器人發(fā)展史 5
1.3 仿人機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀 6
1.4 NAO機(jī)器人概述 9
第2章 仿人機(jī)器人與Python語言 14
2.1 仿人機(jī)器人常用軟件及語言 14
2.2 Python語言 14
2.2.1 Python簡介 15
2.2.2 Python基礎(chǔ) 15
2.2.3 控制語句 21
2.2.4 函數(shù) 23
2.2.5 類 25
2.2.6 模塊 31
2.3 Python腳本應(yīng)用 34
2.3.1 隨機(jī)眼睛顏色腳本 34
2.3.2 使用Python創(chuàng)建指令盒 36
第3章 NAO機(jī)器人 40
3.1 NAO機(jī)器人簡介 40
3.1.1 NAO機(jī)器人的組成 40
3.1.2 NAO機(jī)器人的連接 44
3.1.3 監(jiān)視器（Monitor） 48
3.2 Choregraphe軟件 51
3.2.1 菜單 51
3.2.2 指令盒庫 53
3.2.3 圖表空間 53
3.2.4 項(xiàng)目文件 54
3.2.5 3DNAO 55
3.2.6 姿勢(shì)庫 55
3.2.7 Choregraphe-NAO連接 56
3.2.8 指令盒 57
3.2.9 基于事件和時(shí)間的編程 60
3.2.10 指令盒庫的詳細(xì)介紹 66
3.3 NAOqi 92
3.3.1 關(guān)于NAOqi 92
3.3.2 NAOqi術(shù)語定義 92
3.3.3 NAOqi結(jié)構(gòu) 93
3.3.4 使用NAOqi 97
第4章 NAO機(jī)器人的編程入門 101
4.1 Hello World 101
4.1.1 相關(guān)指令盒 101
4.1.2 語音啟動(dòng)與App安裝 103
4.2 人機(jī)交互 104
4.2.1 相關(guān)指令盒 104
4.2.2 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) 105
4.3 機(jī)器人行走 106
4.3.1 相關(guān)指令盒 106
4.3.2 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) 108
4.3.3 實(shí)踐練習(xí) 108
4.4 LED的設(shè)置 109
4.4.1 相關(guān)指令盒 109
4.4.2 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) 110
4.5 音頻處理 113
4.6 NAOMark學(xué)習(xí) 116
4.6.1 相關(guān)指令盒 116
4.6.2 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) 116
4.6.3 實(shí)驗(yàn)步驟 117
4.7 實(shí)踐練習(xí) 117
4.7.1 模擬場(chǎng)景 117
4.7.2 任務(wù)需求 118
第5章 NAO機(jī)器人實(shí)訓(xùn)案例 119
5.1 NAO機(jī)器人基礎(chǔ)應(yīng)用 119
5.1.1 實(shí)驗(yàn)一：自我介紹 119
5.1.2 實(shí)驗(yàn)二：機(jī)器人舞蹈 126
5.1.3 實(shí)驗(yàn)三：機(jī)器人走迷宮 134
5.2 NAO機(jī)器人進(jìn)階應(yīng)用 140
5.2.1 實(shí)驗(yàn)一：文字識(shí)別 140
5.2.2 實(shí)驗(yàn)二：人臉檢測(cè) 149
5.2.3 實(shí)驗(yàn)三：智能語音交互 158
5.3 NAO機(jī)器人競賽案例 166
5.3.1 NAO機(jī)器人雙人接力賽 166
5.3.2 NAO機(jī)器人高爾夫賽 180
參考文獻(xiàn) 193
附錄A NAOMark 194
附錄B PAPER TOY 195
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