机器人技术：反向运动学课程大纲

第一周：课程介绍与预备知识

• 主题：机器人技术概览与基础
• 学习目标：
  • 理解机器人基本组件和类型
  • 了解运动学和动力学基础
• 阅读资源：
  • "机器人科学与工程"（Schaum's Outline of Robotics）
• 教学方法：讲座，小组讨论
• 评估：课后阅读理解测试

第二周：正向运动学基础

• 主题：坐标系与变换
• 学习目标：
  • 掌握笛卡尔坐标系和关节空间
  • 学习正向运动学方程
• 资源：
  • "机器人运动学"（Robotics: Modelling, Planning and Control）
• 活动：编程练习，创建简单机器人运动示例

第三周：逆运动学原理

• 主题：反向运动学的概念
• 学习目标：
  • 理解反向运动学问题的提出
  • 学会如何从末端位置求解关节角度
• 资源：
  • "Introduction to Robotics: Mechanics and Control" ( Siciliano et al.)
• 教学方法：讲座，案例研究

第四周：数值方法与算法

• 主题：搜索算法与优化
• 学习目标：
  • 学习常用反向运动学算法（如DH参数法）
  • 理解近似解法和优化技术
• 资源：
  • "Optimization Methods in Robotics" (Khatib)
• 活动：编程挑战，实现简单的反向运动学算法

第五周：高级逆运动学技术

• 主题：冗余度处理与路径规划
• 学习目标：
  • 解决冗余度问题的方法
  • 考虑约束条件下的反向运动学
• 资源：
  • "Redundant Robot Manipulators" (Featherstone)
• 教学方法：研讨会，小组项目

第六周：课程总结与实践项目

• 主题：应用实例与项目设计
• 学习目标：
  • 完成一个小型机器人反向运动学项目
  • 分析并解决实际问题中的逆运动学问题
• 评估：
  • 项目报告，个人演示
  • 小组讨论与反馈

评估方法： - 作业：每周阅读理解题和编程练习 - 小测验：每两周一次，检验关键概念的理解 - 项目：60%课程最终成绩，涵盖理论和实践部分 - 课堂参与：20%，包括讨论和活动表现

这门课程旨在通过逐步深入的学习，让学生掌握机器人反向运动学的核心概念和应用技巧，同时培养他们的实践能力和团队协作精神。