前言

近几年，随着新一代人工智能技术的快速发展，机器人领域也正在发生着巨大变化，特别是具身智能成为了研究热点,具身智能机器人被认为将成为新的经济增长引擎。目前，机器人已经由过去只能在工厂中才能看到的设备，逐步进入到社会的各个领域，它已发展成为具有各种形态、各种功能的智能无人系统。在人们的生活中涌现出自动驾驶车辆、无人机、养老助残机器人、家庭服务机器人、娱乐机器人、水下机器人等。让人们对机器人有了新的认识和体会。机器人已经由单纯实现机械动作的工业机器人逐步向全面模拟感知、思维和行为的智能机器人方向发展，在理论、方法和应用上都取得了很大的进展。特别是未来的智能机器人对环境感知与交互、知识推理和复杂行为、以及群体协作等方面有更高的要求，有很多科学问题需要深入研究。

具身智能概念在1950年首次被图灵提出，指能够与环境交互感知，具备自主规划、决策、行动、执行能力的机器人或虚拟环境中的仿真人。随着通用人工智能（AGI）技术的加速突破，具身智能将AGI技术搭载在各类技术基础扎实、多场景适用的机器人平台上，在全球科技界与产业界掀起了新一轮的研究浪潮，具身智能成为新一轮科技革命中的前沿技术高地之一，是新一轮科技革命与产业变革中的战略性技术。具身智能推动机器人技术发展进入了一个新阶段。

目前，随着机器人技术的发展，特别是具身智能技术研究热潮的出现，国内许多高等院校和科研院所都在开展机器人与具身智能方面的研究。因此，对从事机器人与具身智能领域研究与开发的人才需求与日俱增，许多行业出现了对从事机器人与具身智能研究与应用人才供不应求的现象。一些高校已经针对目前形势和需求，成立机器人学院，开设机器人专业和相关课程，开始从事机器人领域人才培养，关于机器人技术的教学也就越来越引起人们的重视。同时，围绕具身智能开设新课程，成立与具身智能相关专业的呼声也越来越高。

党的二十大报告提出，“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。机器人与具身智能领域人才培养恰恰可以体现上述国家战略。本书针对机器人与具身智能领域人才培养需求，充分考虑各行各业机器人与具身智能技术发展的特点，全面介绍了机器人的基本概念、机器人的主要基础理论与方法，包括机器人的定义、运动学、动力学、控制等。同时，根据机器人的应用特点，介绍了典型机器人应用，包括工业机器人、移动机器人、水下机器人等。此外，本书还详细介绍了具身智能相关的基本概念、发展现状、关键技术以及主要应用等。通过上述内容，帮助读者对机器人与具身智能领域的内容有全面的了解，打下良好的工程基础。

全书共有7章。第1章介绍机器人的概念、发展历史、基本结构等以及机器人学的研究内容和研究现状。第2~4章介绍机器人技术的基础知识，分别包括机器人运动学、机器人动力学和机器人控制。第5章介绍典型机器人应用，包括工业机器人、移动机器人、拟人机器人、医用机器人和水下机器人。第6章介绍具身智能的基本知识，包括具身智能的定义、特点、发展现状、关键技术和主要应用等。

本书面向课程思政要求，提供了相关视频网络链接。另外，本书还配套了授课使用的电子教案，可供读者学习或教师教学使用。

张涛教授编写了第1、5、6、7章，石宗英副教授编写了第2、3章，赵明国研究员编写了第4章。另外，这里还要感谢薛涛博士和兰沣卜博士对本书的编写做出的贡献。

感谢清华大学出版社的赵凯老师对本书的热情支持和认真审校。

由于机器人与具身智能技术发展很快，尽管作者尽力在本书中包含了许多新的内容，但仍然会遗漏许多新的思想、方法和不断涌现的系统。由于作者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

作者

2025年5月于北京清华园