机器人学概论与数学基础回顾 | Introduction to Robotics and Review of Mathematical Fundamentals

机器人学（Robotics）是融合机械工程、电子工程、计算机科学、控制理论、人工智能等多学科的交叉领域，其核心目标是设计、制造能够替代或辅助人类完成特定任务的智能机器系统。自20世纪60年代第一台工业机器人Unimate诞生以来，机器人技术已经从传统的工厂自动化场景，逐步拓展到仓储物流、家庭服务、灾难救援、自动驾驶、太空探索等多元化场景，而移动机器人（Mobile Robot）作为机器人领域的重要分支，凭借其自主移动的能力，成为当前研究和应用的热点。

1.1 机器人学的分类与研究范畴 | Classification and Research Scope of Robotics

1.1.1 机器人的主流分类方式

根据不同的划分标准，机器人可以划分为多种类型，其中与移动机器人相关的核心分类维度包括： 1. 按驱动方式划分：可分为电动驱动、液压驱动、气动驱动三类。其中电动驱动移动机器人凭借精度高、控制灵活、能耗低的优势，成为当前的主流方案，从家用扫地机器人到工业AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引运输车）、自动驾驶汽车均采用电动驱动；液压驱动多用于大负载的特种机器人（如救灾机器人、工程机械机器人）；气动驱动则多用于轻量化的服务机器人。 2. 按移动机构划分：可分为轮式（Wheeled）、履带式（Tracked）、足式（Legged）、旋翼式（Rotary-wing）、混合式（Hybrid）五大类。轮式移动机器人结构简单、控制成熟，是当前应用最广泛的类型，典型产品包括