上田淳，佐治亚理工学院机械工程学院副教授，研究领域为电子工程、控制系统工程和机械工程，是机器人领域系统动力学和鲁棒控制方面的专家，并为工业和医疗应用开发传感和驱动设备。
栗田雄一，广岛大学工程部副教授，是机器人领域人机工程分析和生理测量方面的专家，曾参与的项目包括研发可提高人类感知和运动能力的辅助设备以及医疗应用中的触觉建模等。

译者序
前言
部分人类肌肉骨骼系统的建模及应用，人类运动的计算分析、建模及应用
章在机器人手掌中为提升操作性而实现的类人关节刚性2
1.1引言2
1.2关节刚性的建模2
1.2.1方法2
1.2.2实验结果7
1.2.3关节刚性建模的总结12
1.2.4对具有并行柔性的机器人关节的分析13
1.2.5时间延迟作用13
1.2.6加入并行柔性的作用14
1.2.7系统并行柔性的设计指南16
1.3被动关节刚性的多指操纵16
1.3.1系统模型16
1.3.2抓握稳定性分析17
1.3.3操作控制器的设计17
1.3.4实验与结果18
1.4讨论21
参考文献22
第2章人类下肢肌肉骨骼的计算分析综述24
2.1引言24
2.2人类行走的步态周期25
2.3正常人类行走的生物力学27
2.4人类行走的量化模型27
2.4.1人类行走的运动学28
2.4.2人类行走的动力学29
2.5肌肉骨骼与铰接系统交互的计算分析37
2.6结论40
参考文献41
第3章肌电控制的人–机器人接口：一种混合运动和任务的建模方法47
3.1引言47
3.2EMG动作分类48
3.2.1EMG采集与分析48
3.2.2动作分类51
3.3人类接口的任务建模53
3.3.1人类任务建模53
3.3.2结合肌电建模与任务建模55
3.4使用任务建模的肌电控制人–机器人接口56
3.4.1系统描述56
3.4.2动作分类实验58
3.4.3机器人操作实验60
3.5讨论与总结62
3.5.1分类准确率的增加62
3.5.2BN任务模型对分类结果的影响63
参考文献64
第4章基于家庭的姿势平衡康复的个性化建模68
4.1引言68
4.2基于家庭的姿势平衡康复68
4.3身体肢体的参数70
4.4人类受试者的质心位置估计70
4.5方法72
4.5.1SESC计算72
4.5.2使用卡尔曼滤波器的SESC参数识别和视觉反馈73
4.5.3角动量的零速率74
4.5.4实验75
4.6实验结果76
4.6.1高成本传感器对比便携式传感器76
4.6.2收敛–骨架着色反馈与无视觉反馈78
4.6.3使用新运动集进行交叉验证78
4.6.4姿势稳定指数80
4.7讨论81
4.8结论81
参考文献81
第5章步态恢复的混合神经假体的建模和动态优化85
5.1引言85
5.2动态模型86
5.2.1初始双重支撑阶段86
5.2.2单一支撑阶段87
5.2.3冲击和最终双重支撑阶段89
5.3动态优化90
5.4仿真与结果91
5.4.1在对抗肌肉副之间切换91
5.4.2对抗肌肉副的共激活作用91
5.4.3混合关节致动器91
5.4.4模拟结果92
5.5结论与未来的工作94
附录95
参考文献96
第6章身体运动感测的柔性可穿戴机器人技术98
6.1身体运动感测98
6.2嵌入导电液的柔性人造皮肤101
6.3应变敏感的导电聚合物106
6.4用于运动感测的光纤可穿戴传感器110
6.5结论与未来的发展112
参考文献112
第二部分人类认知和肌肉技能的建模及应用
第7章辅助和康复机器人的非侵入性脑机接口技术综述118
7.1引言118
7.2脑机接口118
7.2.1脑电图118
7.2.2大脑活动的类型119
7.2.3BMI的类别119
7.2.4伪迹信号119
7.2.5基于感觉运动节律的BMI120
7.2.6性能评估123
7.3辅助机器人的BMI123
7.3.1共享控制123
7.3.2BMI与非穿戴式机器人124
7.3.3BMI与可穿戴式机器人124
7.4康复机器人的BMI127
7.4.1上肢运动恢复127
7.4.2下肢与步态恢复128
7.5结论129
致谢130
参考文献130
第8章辅助机器人中人–机器人协作的意图推理139
8.1背景技术139
8.2研究挑战和解决方法141
8.2.1系统建模141
8.2.2意图推理142
8.2.3在线模型学习146
8.3应用147
8.3.1人–机器人协作148
8.3.2辅助机器人150
8.4讨论153
8.5结论153
附录153
参考文献157
第9章生物力学的HRI建模和外骨骼辅助应用的机电一体化设计160
9.1引言160
9.2外骨骼设计的挑战161
9.2.1人–外骨骼系统的生物力学建模161
9.2.2运动结构162
9.2.3致动器162
9.2.4感测163
9.3生物力学建模163
9.4HRI模型的开发164
9.5设计实例165
9.5.1实例一：用于重力补偿的弹簧加载的外骨骼165
9.5.2实例二：2自由度主动辅助外骨骼168
9.6结论171
致谢172
参考文献172
0章辅助机器人的人类心理建模174
10.1引言174
10.2人类特征的维度175
10.2.1性格176
10.2.2情感和心情176
10.2.3智力177
10.2.4社交智力177
10.3构建HRI的行为模型178
10.4经济决策模型179
10.4.1神经经济学181
10.4.2认知架构183
10.5心理推理模型183
10.5.1心理特征的检测和建模184
10.5.2利用情景185
10.6结论185
……
参考文献210

本书主要介绍医疗机器人的基础知识、研究挑战、关键成果、应用以及未来发展趋势，包含辅助、康复和服务等机器人类别。每章都由该领域的专家撰写，涵盖解剖造型、肌肉骨骼、神经和认知系统，以及运动能力、自适应性、集成性和安全问题等。其中关于机械和控制方面的大规模很好应用对于学术界和工业界有很高的参考价值。本书适合机器人领域的研究者、学生和技术人员巩固理论基础、了解业界前沿，也适合生物医学领域的读者了解相关工程实践。