【知識】要成為機器人工程師應該學些什麼?

2020-12-20 OFweek維科網

英語

英語水平會影響機器人工程師水平。

一些高級的機器人知識都不是中文的參考資料,這個時候如果啃不下英文資料,進步速度和眼界就會受到很大影響。

因此大一的時候要多看看紅寶書,看看美劇。

線性代數

線性代數的重要性需要特別強調,優秀的工程師和科學家在職業生涯中要學至少五次線性代數。

對學習線性代數推薦兩書一教材:

《Linear Algebra Done Right》

《Linear Algebra Done Wrong》

麻省理工公開課:線性代數。[2]

不論如何,學線性代數一定要用國外的教材,千萬不要用國內的教材,就算是英文也要啃下來,同時還要刷足夠多的課後題。

編程

不管學的專業是什麼,一定要在大學一年級儘早開始學編程。

推薦從Python開始學習編程,比較好的Python開發學習環境是Anacoda 。比較好的教材是麻省理工學院公開課:計算機科學及編程導論。

Python就像一把瑞士軍刀,功能很多。但是真要去造機器人,合適的工具並不是瑞士軍刀,而是C/C++這樣簡單粗暴的錘子和螺絲刀般的工具。

筆者個人入門用的是清華大學出版的《C++語言程序設計》。不過國內的C語言教材都有個巨大的問題是不引導學生去用Linux。

Makefile

當你把C學得差不多,開始要學寫包含多個頭文件的程序時,一定要同時學習makefile的知識。這時候要上網去搜「Makefile詳解」。

筆者個人覺得HTML和Javascript也是機器人工程師必備的技術。因為web技術實際上已經滲透到了編程的方方面面。另外AJAX能夠幫助初學者理解一定的網絡技術原理,而網絡技術也是機器人工程師必備的技能。

上大二的時候,你已經學會了基本的編程知識和基本的數學知識。機器人工程師需要的技能數量是IT行業全棧工程師技能數量的三倍以上,這些技能的基礎都應該在大二開始積累。

大二應該掌握的技能

大二階段特別要強調的是對動手能力的培養,包括機械材料的加工、電路焊接、製作導線和接頭、連接路由器、配置網絡、做網線等等。

在動手前,你需要準備以下工具~

對於該選擇造一個怎麼樣的「真正能用的機器人」練手,最好的選擇肯定是機器人比賽中的機器人。

參加Robocon,你會學著造有人那麼高的巨大機械;

參加RoboMasters,你會學著造比汽車還要靈活的機器人。

其他一些小型的比賽比如飛思卡爾智能車,也是很好的訓練。

國內開源機器人社區也有很多資源可以利用來學習,比如自己買Arduino STEM educational Robot kits Building Platform的各種開發套件做簡單的機器人。

如果更希望接觸到單片機的本質,可以自己買STM32開發板學習。STM32是ARM Cortex?M家族中最為廣泛應用的一款單片機,在網上也有很多的教材和開發板可供選擇。在國內著名的電子論壇STM32/8 分論壇上,有很多參考資料。

大二的暑假,可以跟著學校的機器人隊參加了一些機器人比賽,也可以自己做一個舵機機器人,比如六足機器人。舵機是機器人工程師的好朋友,一定要好好掌握。

但是,大二要做的,遠遠不止參加機器人比賽。

大二結束的時候,你的Linux應該用的很熟練了,除了makefile,你也用起了cmake。你還應該有做到...

3000行代碼

學校應該給大二到大三的學生有開設面向對象的程序設計,一般用Java或C++。在面向對象的程序課裡面,一定要積累3000行左右的代碼的開發經驗。經典的程序設計練習通常是寫遊戲,比如俄羅斯方塊,吃豆人等等,一定要自己能夠做到完全手寫一個完整的項目出來。

倒立擺

在大二這一年的學習中,你的課程裡多多少少用到了Matlab。要注意的是,Matlab最強大的工具是Simulink,通過它你幾乎可以仿真一切的物理系統和控制系統。筆者建議同學可以通過Simulink實現一個倒立擺。

倒立擺是機器人學中一個非常重要的模型,因為火箭、飛彈、雙足機器人、四足機器人,基本都是倒立擺的變形。自己做出來的simulink模型一定要存好哦~

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