本书讲述了中小学机器人学的基本概念及应用，介绍了中小学机器人教学活动的主要内容。全书共5章，涉及机器人发展简史、机器人中的STEM、机器人硬件组成及原理、机器人程序设计和机器人制作举例。
前 言
伴随着信息化、智能化的发展，国家对人工智能越来越重视，作为人工智能载体之一的机器人也逐渐受到大家的广泛关注，中小学生机器人教育在国内开展得如火如荼。
本书是畅销书的升级版，以生动幽默的语言介绍了中小学机器人教学的主要内容，全书共5章，涉及机器人发展简史、机器人中的STEM、机器人硬件组成及原理、机器人程序设计和机器人制作举例。附录中给出了笔者对于机器人教学的一些认识和观点，以及一个机器人对抗比赛方案。第1章简述了机器人的起源与发展，介绍了机器人的概念，探讨了古今中外不同种类的机器人。第2章讨论了机器人中的STEM，包括生命科学、空间科学、物质科学、信息科学、数学、工程与技术等相关内容。第3章介绍了机器人的硬件组成及原理，包括机器人的机械部分、电器部分及嵌入式系统的简单原理。第4章阐述了机器人程序设计，介绍了机器人程序编译工具GULC的使用及其所对应的机器人控制命令，并简单探讨了C语言的语法结构。第5章举例说明了机器人的制作，包括恐龙机器人、宠物狗机器人、火车机器人和人工机械手臂。附录A中提出了一些关于机器人教学的个人观点，包括教学内容、教学目标、能力培养、设计原则等。附录B中介绍了一个机器人对抗比赛方案，供教育机构或学校参考。
本书非常适合9～12岁的小朋友阅读，也可供广大机器人爱好者参考。
本书在写作和出版期间得到了许多领导、专家、同事、朋友、学生和亲人的帮助与支持。
张森，中国科学院自动化研究所智能感知与计算研究中心工程师，中国科学院自动化研究所-中科智能之星"人工智能与机器人教育联合实验室”副主任，天津中科智能识别产业技术研究院有限公司科普专家，2017"IEEE-优必选”中国机器人设计大赛指导教师，主要从事人工智能与机器人科普及相关产品研发和教学工作。
目 录
第1章 奇妙的机器人世界 / 1
1．1 神奇的机器人 / 1
1．1．1 什么是机器人 / 1
1．1．2 从一个单词说起――“Robot” / 2
1．1．3 机器人安全吗――机器人三大安全法则 / 4
1．2 古代也有机器人 / 5
1．2．1 世界上最早的机器人 / 5
1．2．2 古代中国机器人 / 6
1．2．3 古代外国机器人 / 9
1．3 现代机器人演义 / 12
1．3．1 现代机器人的起源 / 12
1．3．2 现代机器人的发展 / 13
1．3．3 现代机器人的分类 / 16
第2章 机器人中的STEM / 32
2．1 生命科学 / 32
2．1．1 什么是仿生机器人 / 32
2．1．2 青蛙机器人与青蛙 / 34
2．1．3 蟑螂机器人与蟑螂 / 35
2．1．4 螳螂机器人与螳螂 / 37
2．1．5 恐龙机器人与恐龙 / 37
2．2 空间科学 / 39
2．3 物质科学 / 42
2．3．1 机器人中的力 / 42
2．3．2 机器人中的简单机械 / 45
2．3．3 机器人中的机械应用举例――投石器机器人 / 49
2．3．4 机器人中的电 / 50
2．3．5 机器人中的电磁感应 / 56
2．3．6 机器人的能量守恒 / 57
2．3．7 机器人眼中的光 / 58
2．4 信息科学 / 62
2．4．1 计算机演义――计算机的起源与发展 / 62
2．4．2 人工智能演义――人工智能概述 / 68
2．4．3 通信技术演义――通信与移动通信 / 71
2．5 数学 / 75
2．5．1 哪个六棱柱好――认识长度 / 75
2．5．2 谁的机器人最快――认识速度 / 76
2．5．3 “鼹鼠游戏”机器人中的不一定――随机与概率 / 81
2．6 工程与技术 / 82
2．6．1 机器人制作的最重要秘密――想象力比知识更重要 / 82
2．6．2 近现代科学与技术革命 / 83
第3章 机器人的身体――硬件组成及原理 / 89
3．1 钢筋铁骨的机械部分 / 90
3．1．1 搭建身体框架的孔板 / 91
3．1．2 撑起其他部件的六棱柱 / 92
3．1．3 把各部件连接起来的连接件 / 92
3．1．4 用处多多的轮子 / 94
3．1．5 不能缺少的螺钉与螺母 / 94
3．2 充满活力的电器部分 / 96
3．2．1 聪明的大脑――CPU板 / 96
3．2．2 机器人的感觉器官――传感器 / 101
3．2．3 机器人的运动器官――电机 / 109
3．2．4 机器人的心脏――电源 / 113
3．2．5 传递快乐――LED板 / 115
3．3 解剖机器人的大脑――嵌入式计算机系统原理 / 116
3．3．1 机器人大脑的内部世界 / 116
3．3．2 程序和数据“住”在哪里――存储程序 / 119
3．3．3 我的脑里只有你――二进制 / 122
第4章 机器人的思维――程序设计 / 128
4．1 机器人编程 / 128
4．2 程序翻译官――GULC / 130
4．2．1 GULC操作界面 / 131
4．2．2 GULC程序框架 / 137
4．2．3 GULC编程步骤 / 138
4．3 机器人唱歌――蜂鸣器控制和数据概念 / 143
4．3．1 用play命令演奏乐曲 / 143
4．3．2 delay命令的妙用 / 147
4．3．3 数据与数据类型 / 149
4．4 机器人跳舞――马达控制和数据运算 / 154
4．4．1 动动腿――DC马达动起来 / 155
4．4．2 摆摆手――伺服马达听话了 / 157
4．4．3 数据运算 / 160
4．5 LED控制和程序结构 / 172
4．5．1 一闪一闪亮晶晶――on/off命令 / 172
4．5．2 玩出新花样――机器人程序结构 / 174
4．6 耳聪目明的机器人――传感器输入和数组 / 186
4．6．1 机器人传感器输入 / 186
4．6．2 特殊的数据类型――数组 / 188
4．7 机器人控制命令大盘点 / 190
4．7．1 机器人控制命令总结 / 190
4．7．2 函数的概念 / 191
第5章 我们都是小创客――机器人制作举例 / 192
5．1 恐龙机器人 / 192
5．1．1 恐龙机器人简介 / 192
5．1．2 恐龙机器人的硬件搭建 / 193
5．1．3 恐龙机器人的程序设计 / 195
5．2 宠物狗机器人 / 200
5．2．1 宠物狗机器人简介 / 200
5．2．2 宠物狗机器人的硬件搭建 / 201
5．2．3 宠物狗机器人的程序设计 / 202
5．3 火车机器人 / 207
5．3．1 火车机器人简介 / 207
5．3．2 火车机器人的硬件搭建 / 208
5．3．3 火车机器人的程序设计 / 211
5．4 人工机械手臂 / 212
5．4．1 人工机械手臂简介 / 212
5．4．2 人工机械手臂的硬件搭建 / 212
5．4．3 人工机械手臂的程序设计 / 216
附录A 中小学机器人教学之我见 / 218
附录B 机器人对抗比赛方案 / 234
参考文献 / 237
说明 / 239
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