机器人(Robot)一词来自于捷克语的“Robota”(奴隶)，1920 年，捷克作家卡佩罗在剧本《罗萨姆的万能机器人》中首次使用。剧本讲述一群原本只会听从人类命令的机器人，在拥有了自我意识之后，发现了人类的自私和残忍，掀起暴动，并最终导致人类的灭绝。自诞生起，“机器人”这个在日后被广泛使用的词，就被赋予了悲观的内核。之后也有不少科幻作家和作品，探讨人与仿人共生的未来世界，如阿西莫夫和他的机器人学三大定律，这些作品大多也以悲剧告终。

同样，如果提到机器人，有人可能会想起《星球大战》里面的 C-3PO，BB-8，R2-D2 等风趣幽、机智勇敢的类人机器人(droid)，有人则会想到《2001 太空漫游》中为了完成任务不惜杀害人类的冷酷人工智能 HAL9000。

星球大战里的机器人

但大部分人可能很难联想到无人机、独轮平衡车(segway)和智能马桶。事实上，中文翻译中“机器人”的“人”很容易让人产生“机器人就是仿生机器人”的狭义认知。界定一个事物是机器还是机器人的标准，也是经过反复辩论的事情。现如今，机器人已经不再只是科幻作品里的异想天开，而是现实中无时无刻的都能帮助我们的好帮手 —— 甚至连手机等都可以划在机器人的范畴。

第一个工业机器人 unimate,

取名于 universal automation(通用自动化)

如今，机器人被广泛应用于各行各业：航拍与灾害救援总少不了智能无人机的身影，而智能扫地机器人也早已走进了我们的家中。这些小巧的移动机器人可以通过多个传感器的融合(sensor fusion)，感知周围环境(perception)，判断自己的位置(localization)，规划自己的行程避开障碍并完成任务(motion planning)。

扫地机器人中的传感器

与此同时，机器人产业的快速发展也带来了相应的挑战：机器人行业并没有统一的操作系统软件和标准化的硬件，在一台机器人上编写的代码很难迁移到另一台机器人上；而由于机器人学涵盖的方面很广，一个优秀的软件工程师，不一定能够有相应的硬件知识来独立完成一个项目，这在很大程度上阻碍了机器人界的合作开发。于是，2009 年，ROS(Robot Operating System/机器人操作系统)在斯坦福诞生，作为一个开源的机器人框架，ROS 发展迅速。现在的 ROS 生态圈拥有超过 3,000 个公共软件包，在全球各地有数万用户，包括大疆、Boston Dynamic、Lockheed Martin 等行业领袖企业，以及 MIT、CMU 等著名理工学院。

ROS(机器人操作系统)

TechX 2020 的机器人课程也将基于 ROS 进行实践。我们希望，通过 TechX 机器人课程中，大家对机器人能有更客观、完整的认识，不仅仅能学到机器人技术和知识，也能够受到机器人领域“创客”精神的启发，不断探索如何使用技术去更好地影响我们的生活。

本课程将从理论知识和实践项目两方面出发，让学生们对整个机器人领域有一个全面的了解。理论部分将从移动机器人的运动模型出发，学习如何处理并融合各种传感器的信息并进行电机的控制，进而了解机器人定位、建图、导航的算法。实践部分将基于 ROS(机器人操作系统)，使用 Python 语言在 RaceCar 平台上完成以上算法的实践，并在最终进行竞速比赛。此外，作为进阶任务，我们将使用 Jetson Nano 来体验深度学习在机器人中的应用，例如车道线识别与自动驾驶。

RaceCar 平台渲染图