第1章概述
1.1仿人機器人及其研究意義
1.2仿人機器人的發展及現狀
1.3仿人機器人的關鍵理論與技術
1.4本書內容安排
1.5本書使用建議
參考文獻
第2章仿人機器人運動學與動力學
2.1概述
2.2仿人機器人的運動學
2.3仿人機器人的動力學
2.4仿人機器人運動學與動力學求解應用實例
參考文獻

第3章仿人機器人行走穩定性判據
3.1概述
3.2零力矩點穩定性判據
3.3基於龐加萊映射的穩定性判據
3.4基於落腳點的穩定性判據
3.5其他穩定性判據簡介
3.6仿人機器人穩定性判據應用實例
參考文獻

第4章仿人機器人行走步態規劃
4.1概述
4.2基於理想ZMP軌跡的步態規劃方法
4.3基於穩定性裕度的步態規劃方法
4.4各種步態規劃方法的比較
4.5仿人機器人行走步態規劃應用實例
參考文獻

第5章仿人機器人行走控制
5.1概述
5.2傳感反射控制方法
5.3基於捕獲性的控制方法
5.4仿人機器人柔順控制
5.5各種運動控制方法的比較
5.6仿人機器人運動控制應用實例
參考文獻

第6章基於人體運動規律的仿人機器人運動設計
6.1概述
6.2人體運動檢測與分析平臺
6.3基於人體運動規律的步態規劃方法
6.4基於人體運動規律的復雜運動設計
6.5基於人體運動規律的仿人機器人摔倒保護
6.6仿人機器人運動設計應用實例
參考文獻

第7章基於被動行走的仿人機器人
7.1概述
7.2基於被動行走的仿人機器人的動力學
7.3具有可變剛度/柔性的驅動器
7.4基於被動行走的仿人機器人
7.5基於被動行走的仿人機器人變速運動應用實例
參考文獻

第8章仿人機器人本體設計
8.1仿人機器人機械結構設計
8.2仿人機器人控制繫統設計
8.3仿人機器人多模態運動實驗
參考文獻
仿人機器人未來發展展望

仿人機器人具有人類外形特征，與輪式等其他構形的機器人相比更容易適應人類日常生活環境和使用人類工具，在危險環境作業、公共安全、老齡化社會的家庭服務等領域具有重大應用需求。
仿人機器人是多學科和高技術的綜合集成平臺，所要解決的關鍵技術也是智能機器人的核心技術，其研究必將帶動智能機器人方法、技術、功能部件與繫統的發展。人類經過上千萬年的進化實現了雙足直立行走，人體運動機理中蘊藏著無窮奧秘。對仿人機器人的深入研究有助於揭示人體生理結構和運動機理，其研究成果對人類醫療康復和生命科學的相關研究也具有重要的推動作用。
仿人機器人是本質不穩定的復雜動力學繫統，其快速穩定運動、環境適應及擬人化作業等方面都存在諸多未解決難題。仿人機器人的基礎理論與技術主要包括運動學與動力學、穩定性分析、動作設計、步態規劃、運動控制、本體設計等方面，是仿人機器人研究中的關鍵問題。
本書是北京理工大學仿人機器人團隊二十餘年來在相關領域積累的理論方法、技術創新及應用研究的成果總結，繫統地介紹仿人機器人的基礎理論與關鍵技術，遵循深入淺出的講述方式，適應多層次的讀者。本書既可作為仿人機器人領域教師、學生等專業人員的參考資料，也可以作為對仿人機器人有興趣的讀者的入門教程。本書具有以下特色：
（1）理論方法與應用實例相結合。本書既有對仿人機器人理論方法的闡述，也有對應用實例的介紹。本書每一章針對仿人機器人研究介紹典型的思想、原理、計算方法，並在每一章後一節結合一個實例介紹方法如何應用。這樣的安排便於讀者對該方法有更快速的了解，也易於非機器人專業的初學者學習。
（2）理論分析、仿真計算與實體實驗相結合。本書注重把仿人機器人基礎理論、仿真分析計算以及實體機器人實驗驗證有機結合。例如，在摔倒保護方面，既介紹了基於人體運動規律的摔倒保護策略，又展示了仿真和實體機器人的摔倒保護實驗，也論述了如何具體設計機器人本體的整體結構和關節驅動。通過理論、仿真、實物三個層面的展示，使讀者更全面深入地了解相關知識。
（3）強調仿人機器人運動的擬人化研究思路。人類經自然進化形成了高效、穩定、靈活適應環境的能力。作者基於長期研究經驗，充分認識到仿人機器人研究與人體運動科學、人體生物力學相結合的重要性。本書在仿人機器人步態規劃、復雜動作設計、運動控制、摔倒保護策略等方面都引入了參考人體運動規律的研究方法或研究成果。
本書涉及的研究工作，得到了國家自然科學基金重點項目，國家重點研發計劃項目，國家863計劃重點項目，111引智計劃，北京市科技計劃等項目的支持。陳學超博士、孟非博士、汪光博士、張偉民博士、張利格博士、彭朝琴博士、楊潔博士、肖濤博士、許威博士、田野博士、李敬博士、張思博士、黃高博士、劉華欣博士、孟立波博士、武贏碩士、張文碩士、郭欣然碩士、張澤政碩士、周宇航碩士、於大程碩士、周欽欽碩士、姜鑫洋碩士、丁文朋碩士、博士生李慶慶、蔡兆旸、董宸呈、韓連強、張潤明、陳煥鐘、劉玉、齊皓祥、高志發、董嶽、劉雅梁、黃則臨、趙凌萱、王晨征、張袁熙、李超、付鎮源、朱鑫、碩士生朱西碩、廖文希、孟祥、顧賽、吳桐、李鳴原、邱雪健、翁奕成、於晗與作者合作完成了相關課題的研究，對此深表感謝！
北京理工大學範寧軍教授仔細審閱了全部書稿，提出了許多寶貴意見和建議，在此深表感謝！
本書作者從事仿人機器人研究30餘年，先後在哈爾濱工業大學、華中科技大學、日本早稻田大學、日本通商產業省工業技術研究院、日本東京大學、北京理工大學學習和工作，得到這些單位的領導和同事們的親切關懷和大力支持，在此表示衷心感謝！
本書在編寫過程中得到了北京智能機器人與繫統高精尖創新中心、復雜繫統智能控制與決策國家重點實驗室、仿生機器人與繫統*重點實驗室、仿生機器人與繫統*國際合作聯合實驗室、仿生機器人與繫統科技部創新人纔培養示範基地的大力支持。
由於作者水平有限，書中難免有缺點和不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
黃強、黃岩、餘張國
2021年1月