Robotics Books

Book SynopsisInvestigates the complexities of the theory of probabilistic localisation and mapping of mobile robots as well as providing the most current and concrete developments. This reference source aims to be useful for practitioners, graduate and postgraduate students, and active researchers alike.

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Book SynopsisDesign, simulate, and program interactive robots Key Features Design, simulate, build, and program an interactive autonomous mobile robot Leverage the power of ROS, Gazebo, and Python to enhance your robotic skills A hands-on guide to creating an autonomous mobile robot with the help of ROS and Python Book DescriptionRobot Operating System (ROS) is one of the most popular robotics software frameworks in research and industry. It has various features for implement different capabilities in a robot without implementing them from scratch.This book starts by showing you the fundamentals of ROS so you understand the basics of differential robots. Then, you'll learn about robot modeling and how to design and simulate it using ROS. Moving on, we'll design robot hardware and interfacing actuators. Then, you'll learn to configure and program depth sensors and LIDARs using ROS. Finally, you'll create a GUI for your robot using the Qt framework. By the end of this tutorial, you'll have a clear idea of how to integrate and assemble everything into a robot and how to bundle the software package.What you will learn Design a differential robot from scratch Model a differential robot using ROS and URDF Simulate a differential robot using ROS and Gazebo Design robot hardware electronics Interface robot actuators with embedded boards Explore the interfacing of different 3D depth cameras in ROS Implement autonomous navigation in ChefBot Create a GUI for robot control Who this book is forThis book is for those who are conducting research in mobile robotics and autonomous navigation. As well as the robotics research domain, this book is also for the robot hobbyist community. You’re expected to have a basic understanding of Linux commands and Python.Table of ContentsTable of Contents Getting started with ROS Understanding basics of differential robots Modeling the Differential Drive Robot Simulating a Differential Drive Robot Using ROS Designing ChefBot Hardware and Circuits Interfacing Actuators and Sensors to the Robot Controller Interfacing Vision Sensors with ROS Building ChefBot Hardware and the Integration of Software Designing a GUI for a Robot Using Qt and Python Assessments

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Book SynopsisThis book presents various techniques to carry out the gait modeling, the gait patterns synthesis, and the control of biped robots. Some general information on the human walking, a presentation of the current experimental biped robots, and the application of walking bipeds are given. The modeling is based on the decomposition on a walking step into different sub-phases depending on the way each foot stands into contact on the ground. The robot design is dealt with according to the mass repartition and the choice of the actuators. Different ways to generate walking patterns are considered, such as passive walking and gait synthesis performed using optimization technique. Control based on the robot modeling, neural network methods, or intuitive approaches are presented. The unilaterality of contact is dealt with using on-line adaptation of the desired motion.Table of ContentsChapter 1. Bipedal Robots and Walking 1.1. Introduction 1 1.2. Biomechanical approach 2 1.2.1. Biomechanical system: a source of inspiration 2 1.2.2. Skeletal structure and musculature 9 1.3. Human walking 11 1.3.1. Architecture 11 1.3.2. Walking and running trajectory data. 13 1.3.3. Study cases 18 1.4. Bipedal walking robots: state of the art 21 1.4.1. A brief history 21 1.4.2. Japanese studies and creations 24 1.4.3. The situation in France 27 1.4.4. General evolution tendencies 31 1.5. Different applications 32 1.5.1. Service robotics 33 1.5.2. Robotics and dangerous terrains 35 1.5.3. Toy robots and computer animation in cinema 35 1.5.4. Defense robotics 37 1.5.5. Medical prostheses 39 1.5.6. Surveillance robots 40 1.6. Conclusion 40 1.7. Bibliography 41 Chapter 2. Kinematic and Dynamic Models for Walking 2.1. Introduction 47 2.2. The kinematics of walking 48 2.2.1. DoF of the locomotion system 48 2.2.2. Walking patterns 49 2.2.3. Generalized coordinates for a sagittal step 53 2.2.4. Generalized coordinates for three-dimensional walking 57 2.2.5. Transition conditions 66 2.3. The dynamics of walking 70 2.3.1. Lagrangian dynamic model 71 2.3.2. Newton-Euler’s dynamic model 87 2.3.3. Impact model 98 2.4. Dynamic constraints. 103 2.4.1. CoP and equilibrium constraints 103 2.4.2. Non-sliding constraints 116 2.5. Complementary feasibility constraints 117 2.5.1. Respecting the technological limitations 118 2.5.2. Non-collision constraints 119 2.6. Conclusion 123 2.7. Bibliography 123 Chapter 3. Design Tools for Making Bipedal Robots 3.1. Introduction 127 3.2. Study of influence of robot body masses 128 3.2.1. Case 1: the three-link robot 129 3.2.2. Case 2: the five-link robot 147 3.3. Mechanical design: the architectures carried out 165 3.3.1. The structure of planar robots 165 3.3.2. 3D robot structures 168 3.3.3. Technology of inter-body joints 172 3.3.4. Drive technology 174 3.4. Actuators 181 3.4.1. Actuator types 181 3.4.2. Characteristics of electric actuators 186 3.4.3. Elements of choice for robotic actuators 190 3.4.4. Comparing actuator performances 193 3.4.5. Performances of transmission-actuator associations 202 3.5. Sensors 207 3.5.1. Measuring 207 3.5.2. Frequently used sensors 208 3.5.3. Characteristics and integration 209 3.5.4. Sensors of inertial localization 210 3.6. Conclusion 212 3.7. Appendix 213 3.7.1. Geometric model 213 3.7.2. Dynamic model 213 3.8. Bibliography 215 Chapter 4. Walking Pattern Generators 4.1. Introduction 219 4.2. Passive and quasi-passive dynamic walking 220 4.2.1. Passive walking 220 4.2.2. Quasi-passive dynamic walking 222 4.3. Static balance walking 227 4.4. Dynamic synthesis of walking 228 4.4.1. Performance criteria for walking synthesis 228 4.4.2. Formalizing the problem of dynamic optimization 232 4.5. Walking synthesis via parametric optimization 236 4.5.1. Approximating the control variables 237 4.5.2. Parameterizing the configuration variables 238 4.5.3. Parameterizing the Lagrange multipliers 246 4.5.4. Formulation of the parametric optimization problem 250 4.5.5. A parametric optimization example 255 4.6. Conclusion 261 4.7. Bibliography 262 Chapter 5. Control 5.1. Introduction 267 5.2. Hybrid systems and stability study 269 5.3. Taking into account the unilateralism of the contact constraint 273 5.3.1. Computed torque control 273 5.4. Online modification of references 282 5.4.1. General principle 282 5.4.2. The ZMP’s imposed evolution 285 5.4.3. Bounded evolution of the ZMP 292 5.5. Taking an under-actuated phase into account 296 5.6. Taking the double support phase into account 301 5.7. Intuitive and neural network methods 306 5.7.1. Intuitive methods 306 5.7.2. Neural network method 311 5.8. Passive movements 318 5.9. Conclusion 322 5.10. Bibliography 323 Index 327

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Book SynopsisOver the next twenty years, the presence of robots will dramatically increase in our daily lives. Robots will serve as maids, gardeners, companions, waiters, security guards, nurses, teachers, playmates, receptionists, chauffeurs and prostitutes – to name only a few roles they will assume. These robots will be intelligent, autonomous, communicative, emotional, and continually progressing in their abilities.This book provides an in-depth look at how American consumers will react to the significant social, economic and marketplace changes that will be brought about by the robot revolution. Our insights come from national surveys of over 2,700 Americans, as well as a thorough review of existing academic research and expert predictions. We provide suggestions for publically-acceptable robot roles, robot design and the optimal marketplace approaches for successful human-robot interactions. Ready or not, it’s coming. And sooner than you might think.

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Book SynopsisThis book is of interest to researchers wanting to know more about the latest topics and methods in the fields of the kinematics, control and design of robotic systems. The papers cover the full range of robotic systems, including serial, parallel and cable-driven manipulators. The systems range from being less than fully mobile, to kinematically redundant, to over-constrained. The book brings together 43 peer-reviewed papers. They report on the latest scientific and applied achievements. The main theme that connects them is the movement of robots in the most diverse areas of application.Table of ContentsAdvances in Robot Kinematics Facts and Thoughts.- Inverse Kinematics Using a Converging Paths Algorithm.- Design parameters influence on the static workspace and the stiffness range of a tensegrity mechanism.- Bennett Based Balanced Butterfly Linkage, Deployable Linkage with Inherent Balance.- A Compliant Linkage for Cooperative Object Manipulation through a Heterogeneous Mobile Multi-Robot System.- Modeling and Control of a Redundant Tensegrity-based Manipulator.

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Book SynopsisThis book consolidates the current state of knowledge on implementing cooperating robot-based systems to increase the flexibility of manufacturing systems. It is based on the concrete experiences of experts, practitioners, and engineers in implementing cooperating robot systems for more flexible manufacturing systems. Thanks to the great variety of manufacturing systems that we had the opportunity to study, a remarkable collection of methods and tools has emerged. The aim of the book is to share this experience with academia and industry practitioners seeking to improve manufacturing practice. While there are various books on teaching principles for robotics, this book offers a unique opportunity to dive into the practical aspects of implementing complex real-world robotic applications. As it is used in this book, the term “cooperating robots” refers to robots that either cooperate with one another or with people. The book investigates various aspects of cooperation in the context of implementing flexible manufacturing systems. Accordingly, manufacturing systems are the main focus in the discussion on implementing such robotic systems. The book begins with a brief introduction to the concept of manufacturing systems, followed by a discussion of flexibility. Aspects of designing such systems, e.g. material flow, logistics, processing times, shop floor footprint, and design of flexible handling systems, are subsequently covered. In closing, the book addresses key issues in operating such systems, which concern e.g. decision-making, autonomy, cooperation, communication, task scheduling, motion generation, and distribution of control between different devices. Reviewing the state of the art and presenting the latest innovations, the book offers a valuable asset for a broad readership. Table of ContentsPart 1: Introduction.- Chapter 1. Technology perspective.- Part 2: Cooperating robots.- Chapter 2. Flexible cooperating robots for reconfigurable shop floor.- Chapter 3. Cooperating dexterous robotic devices.- Chapter 4. Cooperative manipulation: The case of dual arm robots.- Chapter 5. Virtual validation of dynamically controlled cooperative robots systems.- PART 3: HUMAN ROBOT COLLABORATION.- Chapter 6. Workplace generation for human-robot collaboration.- Chapter 7. Dynamic safety zones in human robot collaboration.- Chapter 8. Multi-purpose robot cell in cooperation with humans.- Chapter 9. Outlook.- Chapter 10. Emerging technology.- Chapter 11. Future challenges.

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Book SynopsisThis open access book constitutes the proceedings of the 12th International Conference on Human Haptic Sensing and Touch Enabled Computer Applications, EuroHaptics 2020, held in Leiden, The Netherlands, in September 2020. The 60 papers presented in this volume were carefully reviewed and selected from 111 submissions. The were organized in topical sections on haptic science, haptic technology, and haptic applications. This year's focus is on accessibility. Table of ContentsHaptic Science.- The EmojiGrid as a Rating Tool for the Affective Appraisal of Touch.- A 2-DoF Skin Stretch Display on Palm: Effect of Stimulation Shape, Speed and Intensity.- User-Defined Mid-Air Haptic Sensations for Interacting with an AR Menu Environment.- Surface Roughness Judgment during Finger Exploration is Changeable by Visual Oscillations.- Identifying tactors locations on the proximal phalanx of the finger for navigation.- Tactile Perception of Objects by the User's Palm for the Development of Multi-contact Wearable Tactile Displays.- From Hate to Love: How Learning Can Change Affective Responses to Touched Materials.- Switching between objects improves precision in haptic perception of softness.- Discriminating between Intensities and Velocities of Mid-Air Haptic Patterns.- Density estimation is influenced more by mass when objects are denser.- Haptic feedback in a teleoperated Box & Blocks task.- Systematic Adaptation of Exploration Force to Exploration Duration in Softness Discrimination.- Perception of vibratory direction on the back.- Comparing Lateral Modulation and Amplitude Modulation in Phantom Sensation.- Context Matters: The Effect of Textual Tone on the Evaluation of Mediated Social Touch.- Influence of roughness on contact force estimation during active touch.- Green Fingers: Plant Thigmo Responses as an Unexplored Area for Haptics Research.- The impact of control-display gain in kinesthetic search.- The arm’s blind line: anisotropic distortion in perceived orientation of stimuli on the arm.- Evaluation of Changes in Perceived Intensity and Threshold of Moisture Sensation of Clothes Associated with Skin Moisture.- The Effects of Simultaneous Multi-Point Vibratory Stimulation on Kinesthetic Illusion.- Isometric force matching asymmetries depend on the position of the left hand regardless of handedness.- Computational Model of a Pacinian Corpuscle for an Electrical Stimulus: Spike-Rate and Threshold Characteristics.- Haptic Technology.- SwitchPaD: Active Lateral Force Feedback over a Large Area Based on Switching Resonant Modes.- Visuo-Haptic Display by Embedding Imperceptible Spatial Haptic Information into Projected Images.- Manipulating the Perceived Directions of Wind by Visuo-audio-haptic Cross-modal Effects.- A 6-DoF Zero-order Dynamic Deformable Tool for Haptic Interactions of Deformable and Dynamic Objects.- Evaluating Ultrasonic Tactile Feedback Stimuli.- WeATaViX: WEarable Actuated TAngibles for VIrtual reality eXperiences.- Noncontact Thermal and Vibrotactile Display Using Focused Airborne Ultrasound.- KATIB: Haptic-visual Guidance for Handwriting.- ThermalTex: A two-modal tactile display for delivering surface texture and thermal information.- Can Stiffness Sensations be Rendered in Virtual Reality Using Mid-air Ultrasound Haptic Technologies?.- Midair Haptic Presentation Using Concave Reflector.- Movement-Free Virtual Reality Interface using Kinesthetic Illusion Induced by Tendon Vibration.- Haptic Display Using Fishing Rod.- Confinement of Vibrotactile Stimuli in Periodically Supported Plates.- 2MoTac: Simulation of button click by superposition of two ultrasonic plate waves.- A Proposal and Investigation of Displaying Method by Passive Touch with Electrostatic Tactile Display.- Sensing Ultrasonic Mid-Air Haptics with a Biomimetic Tactile Fingertip.- Soft-wearable device for the estimation of shoulder orientation and gesture.- Wearable Vibrotactile Interface Using Phantom Tactile Sensation for Human-Robot Interaction.- A Parallel Elastic Haptic Thimble for Wide Bandwidth Cutaneous Feedback.- Instrumenting Hand-held Surgical Drills With a Pneumatic Sensing Cover for Haptic Feedback.- Rendering Ultrasound Pressure Distribution on Hand Surface in Real-Time.- Energy Analysis of Lateral vs. Normal Vibration Modes for Ultrasonic Surface Haptic Devices.- Midair Tactile Reproduction of Real Objects.- LinkRing: A Wearable Haptic Display for Delivering Multi-contact and Multi-modal Stimuli at the Finger Pads.- ElectroAR: Distributed Electro-tactile Stimulation for Tactile Transfer.- Haptic Applications.- Identification Rate of Simple and Complex Tactile Alerts in MUM-T Setup.- Attention-based Robot Learning of Haptic Interaction.- Motion Guidance using Translational Force and Torque Feedback by Induced Pulling Illusion.- Perceptually Compressive Communication of Interactive Telehaptic Signal.- Sound Image Icon with Aerial Haptic Feedback.- Stiffness Discrimination by Two Fingers with Stochastic Resonance.- Interest Arousal by Haptic Feedback During a Storytelling for Kindergarten Children.- Investigating the influence of haptic feedback in rover navigation with communication delay.- Shared haptic perception for human-robot collaboration.- Two-Point Haptic Pattern Recognition with the Inverse Filter Method.- Adaptive Fuzzy Sliding Mode Controller Design for a New Hand Rehabilitation Robot.

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Book SynopsisTowards Genuine Robot Teammates: Improving Human-Robot Team Performance Beyond Shared Mental Models with Proactivity.- Speech-based Communication for Human-Robot Collaboration: Evaluation Studies.- Value Alignment and Trust in Human-Robot Interaction: Insights from Simulation and User Study.- Closing the loop between wearable robots and machine learning: a new paradigm for steering assistance personalization control.- New Horizons in Human-Robot Interaction: Synergy, Cognition, and Emotion.- High-level Framework in Wearable Exosuits involving Virtual Reality and Human-Robot Intent Interaction for Gait Intervention.- Active-Passive Exoskeletons for Assistive and Resistive Interventions in Human Walking.- Hydrodynamics of Microrobots: Effect of Confinement and Collisions.- Development of Fuzzy Controller for a Flexible Bevel-Tip Needle in Percutaneous Interventional Procedures.- Evolving Trends and Future Prospects of Transformer Models in EEG-based Motor-Imagery BCI Systems.- Estimating Grasp Pose using Deep Learning Architectures for Intelligent Robotic Manipulation.- Visual Affordance Recognition: A Study on Explainability and Interpretability for Human Robot Interaction.- Experimental Verification of Force-assistive Optimal Variable Admittance Control of Haptic Systems.- Experimental Design Principles for Developing Machine Learning Models for Human-Robot Interaction.- Electrophysiological Measures for Human-Robot Collaboration Quality Assessment.- Design of a Virtual Chatbot platform for basic needs communication through Imagined Speech BCI.- Human-Robot Interaction in Biopsy Procedures: A Biomimetic Dual-Sheath Needle Design Inspired by Insect Ovipositor Mechanics.- Explainable AI Methods for Interpreting Emotions in Brain-Computer Interface EEG Data.- Robot Control via Natural Instructions Empowered by Large Language Model.- Emotion Awareness in Humanoids: Human Facial Expressions Recognition Using Deep CNN Models.- Scheduling Robotic Collaboration based on Human Motion Analysis.

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Book SynopsisIntroduction.- Kinematics.- Differential Kinematics and Statics.- Trajectory Planning.- Dynamics.- Motion Control.- Wheeled Mobile Robots.- Visual Control.- Motion Planning.- Force Control .- Manipulators with Flexible Joints.- Cooperative Manipulation.- Appendices: Linear Algebra; Mechanics; Differential Geometry; Control Theory; Graph Search Algorithms.

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Book SynopsisSensory System of an Adaptive Gripper for Industrial Robots.- Theoretical Aspects and Experiments Related to Straight Staircase Climbing in Hexapod Robotics.- Studies and Research on Mobile Robots with Whegs-Wheel Recon?gurable Locomotion Units.- Design and Aerodynamics Study of NREL Blade with Modi?ed Pro?le to Improve Wind Turbine E?ciency.- Innovative Structural Solutions for Human Leg Motion Assistance Mechanisms.- Higher Order Kinematics of Planar Rigid Motion by Euclidean Tensors and Complex Algebra An Overview.- Methods and device improvement for measuring the friction in bolted joints.- Method and Device for the Evaluation of the Static and Dynamic Coe?cients of Friction Part 1 Proposed Method.- Method and Device for the Evaluation of the Static and Dynamic Coe?cients of Friction Part 2 Construction of the Device and Methodology.- AI-based Battery Consumption Prediction for Nano drones.- Force Transmission in Mechanisms Actuated by Linear Motors.- The In?uence of Link Lengths on the Kinematic Performance of the 2R Serial Robot.- Human State Observability in the Human Machine System.- Enhanced Gripper Design for Manufacturing of Electrical Cabinet Assembly and Cable Routing Process in Lean Robotics.- Inverted Cardan-Gear Spring mechanism used for balancing the wheelchair backrest and footrest.- Optimal Synthesis of the Geared Linkages with linear Actuation used for Orientation Modules.- AInnovation Integrating arti?cial intelligence and innovation in the design of intelligent technical systems.- Evaluating Precision and Repeatability of Industrial Robots Using Direct and Indirect Measurement Approaches.- The Complex Mechanism Synthesis of the Quadruped Mobile Robot Legs.- Pose Estimation of an Autonomous Drilling Excavator.- Comparative Analysis of the 7-RR(RRRR)RR and 7-PR(RRRR)RP Seven-Bar Linkages for the Design of a Medical Disinfection Robot with Folding Mechanism.- Modeling and Simulation of a Mechanical Power Transmission with Intermediate Rolling Elements.- Some Particular Theoretical Aspects of Internal-External Gear Pairs with Zero Di?erence in Numbers of Teeth.- Portable System for Processing sEMG Signals with Neural Network Models for Measuring Hand Grip Force.- 3-D Vision-based Workspace with Deep Learning Capabilities for Autonomous Robot Manipulation.- On the Design and Development of a Wearable Robotic Device for Fingers Rehabilitation.- Equipping a commercial aerial drone with a modular sensor system for airquality monitoring.

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Book SynopsisA history of symbolic notation for mechanisms.- Evolution and Classification of Chestnut Harvesting Mechanisms.- From the origin of Assur Groups to their earlier applications in computational kinematics a historical perspective.- Education and Technical Representation in Liebig FigurinesBetween 1872 and 1975.- History of bucket wheel excavators From the first construction to theGuinness World Record for the heaviest land based vehicle ever built.- Advances in Master Haptic Device Design for Teleoperation A 15 Year Exploration of Parallel and Hybrid Robotic Architectures.- The 1934 World Speed Record of the Aeronautica Macchi M C 72.- Design and experiments of a cutting robot for disassembly tasks.- Algorithm for Automatic Generation of Systems of Equations for Determining the Workspace of a Class of 3 DOF Planar Parallel Robots.- Forward Kinematics and Workspace Analysis of a Novel Hyper redundant Robotic Arm.- Design of anovel wrist joint with rigid flexible soft coupling structure.

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Book SynopsisA Design Procedure Towards a Drone for the Inspection of Coastal Built Cultural Heritage Sites.- Experimental approach for assessing a platinum silicon human thoracic aorta replica.- Design and testing of a two finger hand for compliant grasp.- Adaptive and Flexible 3D Printing Design for Wearable Devices.- Design and Analysis of a Hybrid Thrustered Cable Suspended Parallel Robot with Hexarotor Integration.- Optimal motor placement for efficient upper arm rehabilitation exercises.- Design of an innovative robotic surgical instrument for circular stapling.- Conceptual design of an innovative device for hand rehabilitation.- A simulation framework for the development and operation of hybrid underwater vehicles.- Advances and Future Directions in Robotic and Automated Facade Maintenance and Construction.- An innovative mechatronic tool for the cleaning and sampling of the Underwater Cultural Heritage.- A novel injection device for the consolidation of the Underwater Cultural Heritage.- Challenges in Designing and Adopting Robotic Rehabilitation Systems.- Limits of robotized unscrewing by a SCARA robot.

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Book SynopsisThis book highlights how optimized big data applications can be used for patient monitoring and clinical diagnosis. In fact, IoT-based applications are data-driven and mostly employ modern optimization techniques. The book also explores challenges, opportunities, and future research directions, discussing the stages of data collection and pre-processing, as well as the associated challenges and issues in data handling and setup.

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Book Synopsis1 Einleitung.- 2 Grundlagen der Elektrotechnik.- 3 Bauelemente und Baugruppen des elektrischen Signalsteuerteils.- 4 Elektrisch betätigte Wegeventile.- 5 Entwicklung einer elektropneumatischen Steuerungen.- 6 Dokumentation einer elektropneumatischen Steuerung.- 7 Sicherheitsmaßnahmen bei elektropneumatischen Steuerungen.- 8 Relaissteuerungen.- 9 Aufbau moderner elektropneumatischer Steuerungen.- Stichwortverzeichnis.- Normen.Table of Contents1 Einleitung.- 2 Grundlagen der Elektrotechnik.- 3 Bauelemente und Baugruppen des elektrischen Signalsteuerteils.- 4 Elektrisch betätigte Wegeventile.- 5 Entwicklung einer elektropneumatischen Steuerungen.- 6 Dokumentation einer elektropneumatischen Steuerung.- 7 Sicherheitsmaßnahmen bei elektropneumatischen Steuerungen.- 8 Relaissteuerungen.- 9 Aufbau moderner elektropneumatischer Steuerungen.- Stichwortverzeichnis.- Normen.

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Book SynopsisDas Buch behandelt sowohl die theoretischen Grundlagen im Zusammenhang mit Stellgeräten, als auch die zahlreichen Bauformen und Ausführungsvarianten der Regelventile, Stellantriebe und Hilfsgeräte. Im Mittelpunkt steht die Anwendung dieser Geräte bei der Prozeßautomatisierung.Table of Contents1 Einleitung.- 2 Definition der Begriffe.- 3 Hydrodynamik.- 4 Gasdynamik.- 5 Bemessungsgleichungen von Stellgeräten.- 6 Arten und Bauformen von Stellventilen.- 7 Ausführungsvarianten bei Stellgeräten.- 8 Geräuschemission bei Stellgeräten.- 9 Antriebe für Stellgeräte.- 10 Hilfsgeräte für pneumatische Stellventile.- 11 Anwendung und Auswahlkriterien von Stellgeräten.- 12 Die Auswahl geeigneter Werkstoffe.- 13 Sicherheitstechnische Anforderungen.- 14 Spezifikation und Auswahl von Stellgeräten.- 15 Schnittstellen zum Prozeßleitsystem.- 16 Qualitätsprüfungen an Stellgeräten.- 17 Literaturverzeichnis und Bildquellen.- 18 Sachwortverzeichnis.- A.1 Das Normenwerk DIN/IEC 534 für Stellventile.- A.1.1 Hierarchie der Normungsgremien.- A.1.2 Stellventile als Bestandteil industrieller Prozeßautomatisierung.- A.1.3 Europäische Normung von Armaturen durch CEN/TC65.- A.1.4 Begleitende deutsche Normen für Armaturen.- A.1.5 VDI/VDE Richtlinien im Zusammenhang mit Stellventilen.- A.2 Andere Richtlinien und Vorschriften.- A.3 Bedeutung der ANSI-Normen.- A.4 Geräuschberechnung nach ISA-S75.17-1989.- Berechnungsbeispiele.- B.1 Berechnung und Auswahl eines Ventils für Flüssigkeit.- B.2 Berechnung und Auswahl eines Ventils für Dampf.- B.3 Berechnung des Kv-Wertes bei nicht-turbulenter Strömung.- B.4 Berechnung der Stellzeiten für pneumatische Antriebe.- Verschiedene Ausdrucke des DIN/IEC-Spezifikationsblattes.- C Lösung der Übungsaufgaben.

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Book SynopsisFür die Probleme des planenden Ingenieurs werden die Elemente zur Lösung seiner Aufgaben genannt und in Aufbau und Funktion beschrieben. Es gibt einen Überblick über die wichtigen Grundlagen und Bauelemente und deren Eigenschaften, aus denen komplexe Systeme der Meßtechnik aufgebaut werden. Ein umfassendes Abkürzungsverzeichnis der Automatisierungstechnik rundet das Werk ab. Zum Leserkreis gehören Ingenieure aus Industrie, Planung, Entwicklung und Forschung sowie Hochschullehrer und Studenten.Table of ContentsA Begriffe, Benennungen, Definitionen.- Begriffe, Definitionen.- 1.1 Aufgabe der Automatisierung.- 1.2 Methoden der Automatisierung.- 1.3 Information, Signal.- 1.4 Signalarten.- 1.4.1 Amplitudenanaloge Signale.- 1.4.2 Frequenzanaloge Signale.- 1.4.3 Digitale Signale.- 1.4.4 Zyklisch-absolute Signale.- 1.4.5 Einheitssignale.- 1.5 Hilfsenergie.- Grundlagen der Systembeschreibung.- 2.1 Glieder in Steuerungen und Regelungen — Darstellung im Blockschaltbild.- 2.2 Kennfunktion und Kenngrößen von Gliedern.- 2.3 Untersuchung und Beschreibung von Systemen.- 2.3.1 Experimentelle Untersuchung.- 2.3.2 Mathematische Beschreibung.- Umgebungsbedingungen.- 3.1 Gehäusesysteme.- 3.1.1 Aufgabe und Arten.- 3.1.2 Konstruktionsmäßiger Aufbau.- 3.2 Einbauorte.- 3.3 Schutzarten.- 3.3.1 Einteilung und Einsatzbereiche.- 3.3.2 Fremdkörperschutz.- 3.3.3 Explosionsschutz.- 3.4 Elektromagnetische Verträglichkeit.- B Meßumformer, Sensoren.- Kraft, Masse, Drehmoment.- 1.1 Kraftmessung.- 1.1.1 Kompensationsverfahren.- 1.1.2 Federwaagenkonzept.- 1.1.3 Resonante Kraftsensoren.- 1.1.4 Mehrkomponenten-Kraftaufnehmer.- 1.2 Massenbestimmung.- 1.3 Messung des Drehmoments.- Druck, Druckdifferenz.- 2.1 Aufgabe der Druckmeßtechnik und Druckarten.- 2.1.1 Zu den Ausführungen über Druckmeßeinrichtungen.- 2.1.2 Aufgabe und Druckarten [DIN 23412].- 2.1.3 Aufbau von Druckmeßeinrichtungen.- 2.1.4 Verfahren der Druckmessung.- 2.2 Druck- und Differenzdruckmeßeinrichtungen.- 2.2.1 Meßeinrichtungen auf der Grundlage mechanischer Prinzipe der Druckwandlung.- 2.2.2 Meßeinrichtungen auf der Grundlage elektrischer Prinzipe der Druckwandlung.- 2.2.3 Druckwandlung auf der Grundlage mechanisch-pneumatischer Prinzipe.- 2.2.4 Intelligente Druckmeßeinrichtungen und Meßsignalverarbeitung.- 2.2.5 Meßanordnungen zur Druckmessung.- 2.2.6 Meßanordnungen zur Füllstandmessung.- Beschleunigung.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Messung translatorischer Beschleunigung.- 3.2.1 Beschleunigungsaufnehmer nach dem Ausschlagverfahren (Open-loop-Aufnehmer).- 3.2.2 Beschleunigungsaufnehmer nach dem Kompensationsverfahren (Closed-loop-Aufnehmer).- 3.2.3 Daten typischer Beschleunigungsaufnehmer.- 3.3 Aufnehmer für rotatorische Beschleunigungen.- 3.3.1 Mechanische Kreisel — Drallsatz.- 3.3.2 Optische Kreisel — Sagnac-Effekt.- 3.3.3 Ozillierende Kreisel — Coriolis-Effekt.- 3.3.4 Magnetohydrodynamischer Kreisel.- 3.3.5 Daten typischer Drehratenaufnehmer.- 3.4 Integralinvariante.- Winkelgeschwindigkeits- und Geschwindigkeitsmessung.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Sensor-Parameter.- 4.2.1 Linearität.- 4.2.2 Symmetrie.- 4.3 Winkelgeschwindigkeitsmessung.- 4.3.1 Gleichstromtachogeneratoren.- 4.3.2 Wechselstromtachogeneratoren.- 4.3.3 Stroboskop.- 4.3.4 Schlupfspule.- 4.3.5 Digitale Winkelgeschwindigkeitsmessung.- 4.4 Geschwindigkeitsmessung.- 4.4.1 Dopplerverfahren.- 4.4.2 Laufzeitkorrelationsverfahren.- Längen-/Winkelmessung.- 5.1 Analoge Verfahren.- 5.1.1 Amplituden-analoge Weg-/Winkelmessung.- 5.1.2 Laufzeitverfahren.- 5.2 Digitale geometrische Meßverfahren.- 5.2.1 Dingliche Maßstäbe.- 5.2.2 Interferometer.- 5.3 Dehnungsmessung.- 5.3.1 Dehnungsmeßstreifen (DMS).- 5.3.2 Faseroptische Dehnungssensoren.- 5.3.3 Resonante Dehnungssensoren.- 5.4 Dickenmessung.- 5.4.1 Bestimmung der totalen Dicke.- 5.4.2 Messung von Oberflächenschichten.- 5.5 Füllstandsmessung.- 5.5.1 Echte Bestimmung der Füllmenge.- 5.5.2 Füllstand.- Temperatur.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Temperaturmeßgeräte mit elektrischem Ausgangssignal.- 6.2.1 Sensoren.- 6.2.2 Analoge Temperaturmeßverfahren.- 6.2.3 Digitale Temperaturmeßverfahren.- 6.3 Temperaturmeßgeräte mit mechanischem Ausgangssignal.- 6.3.1 Flüssigkeits-Glasthermometer.- 6.3.2 Zeigerthermometer.- 6.4 Temperaturmeßgeräte mit optischem Ausgangssignal.- 6.5 Besondere Temperatursensoren und Meßverfahren.- 6.5.1 Rauschthermometer.- 6.5.2 Akustische Thermometer.- Durchfluß.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Aufnehmer für Volumina.- 7.2.1 Unmittelbare Aufnehmer.- 7.2.2 Mittelbare Aufnehmer.- 7.2.3 Anpassungsschaltungen für Aufnehmer für Volumina.- 7.3 Aufnehmer für den Durchfluß.- 7.3.1 Volumendurchfluß.- 7.3.2 Massendurchfiuß.- 7.3.3 Anpassungsschaltungen für Druckaufnehmer.- 7.3.4 Anpassungsschaltungen für Laser-Doppler-Velozimeter.- 7.3.5 Anpassungsschaltungen für Schwebekörper-Aufnehmer.- 7.3.6 Anpassungsschaltungen für thermische Durchflußmesser.- 7.4 Signalverarbeitung.- 7.5 Elektromagnetische Verträglichkeit der Meßeinrichtungen (EMV).- pH-Wert, Redoxspannung, Leitfähigkeit.- 8.1 pH-Wert.- 8.1.1 Defintion.- 8.1.2 Bedeutung.- 8.1.3 Einheit.- 8.1.4 Grundlagen.- 8.1.5 Meßprinzip.- 8.1.6 Sensoren.- 8.1.7 Temperatureinfluß.- 8.1.8 Übertragungsfunktion.- 8.1.9 Meßwertumformer.- 8.1.10 Justieren.- 8.1.11 Standards.- 8.1.12 Meßunsicherheit.- 8.2 Redoxspannung.- 8.2.1 Defintion.- 8.2.2 Bedeutung.- 8.2.3 Einheit.- 8.2.4 Grundlagen.- 8.2.5 Meßprinzip.- 8.2.6 Sensoren.- 8.2.7 Temperatureinfluß.- 8.2.8 Übertragungsfunktion.- 8.2.9 Meßwertumformer.- 8.2.10 Justieren.- 8.2.11 Standards.- 8.2.12 Meßunsicherheit.- 8.2.13 rh-wert.- 8.3 Leitfähigkeit.- 8.3.1 Defintion.- 8.3.2 Bedeutung.- 8.3.3 Einheit.- 8.3.4 Grundlagen.- 8.3.5 Meßprinzip.- 8.3.6 Sensoren.- 8.3.7 Temperatureinfluß.- 8.3.8 Übertragungsfunktion.- 8.3.9 Meßwertumformer.- 8.3.10 Justieren.- 8.3.11 Standards.- 8.3.12 Meßunsicherheit.- Gasfeuchte.- 9.1 Begriffe, Definitionen, Umrechnungen.- 9.1.1 Allgemeines.- 9.1.2 Definitionen und Bedeutung der Kenngrößen.- 9.2 Allgemeines zur Feuchtemessung.- 9.3 Verfahren der Gasfeuchtemessung.- 9.3.1 Tauspiegel-Hygrometer.- 9.3.2 Psychrometer.- 9.3.3 Haar- bzw. Faserhygrometer.- 9.3.4 Kapazitive Feuchtesensoren.- 9.3.5 LiCl-Sensoren.- 9.3.6 Aluminiumoxid-Sensoren.- 9.3.7 Sonstige Verfahren.- Gasanalyse.- 10.1 Einleitung.- 10.2 Fotometrische Verfahren.- 10.3 Paramagnetische Sauerstoffmessung.- 10.4 Wärmeleitfähigkeitsanalysator.- 10.5 Flammenionisationsdetektor FID.- 10.6 Chemosensoren.- 10.7 Gaschromatographie GC.- 10.8 Analysensysteme (Anwendungen).- Abkürzungsverzeichnis.

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Book SynopsisDas Buch gibt Entwicklern einen Leitfaden zur nutzergerechten Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen an die Hand. Dabei werden die besonderen Gestaltungsprobleme von Useware-Systemen für internationale Märkte ebenso behandelt wie die Auswahl von Entwicklungstools, Normen und Richtlinien sowie grundlegende Gestaltungsregeln. Wichtige Neuerungen, etwa die modellbasierte Entwicklung von Benutzungsschnittstellen oder zukünftige Interaktionsformen, werden in der Neuauflage anhand von Gestaltungsbeispielen vorgestellt.Table of ContentsEinführung.- Der Mensch und seine Fähigkeiten.- Vorgehensweise bei der Useware-Entwicklung.- Useware-Systeme für internationale Märkte.- Hilfsmittel bei der Useware-Entwicklung.- Grundlegende Prinzipien und Interaktionstechniken.- Zukünftige Interaktionstechniken.- Literatur.- Sachverzeichnis.

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Book SynopsisSelektive Aufmerksamkeit ist die Fähigkeit, relevante Informationen auszuwählen und nicht relevante oder störende zu ignorieren. Diese selektive Aufmerksamkeit spielt sowohl bei der Interaktionen mit anderen Menschen, der Bewegung in der Umwelt, der Nutzung von technischen Geräten, der Planung von zielgerichteten Handlungen wie auch bei der Kontrolle von Denkprozessen eine zentrale Rolle in der menschlichen Kognition.Ein wesentliches Merkmal dieses Buches liegt darin, dass verschiedene Phänomene der selektiven Aufmerksamkeit dargestellt werden und dass das in den einzelnen Kapiteln entwickelte Wissen auf Alltagssituationen im täglichen Leben bezogen werden kann. Auch kann es zur Lösung von Problemstellungen in diversen spezifischen Bereichen, z.B. im Bereich der Ergonomie angewandt werden.Zielgruppen für dieses Werk sind Studierende und praktisch Tätige in den Kognitionswissenschaften, Neurowissenschaften, Medizin, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Software-Ergonomie, Sportwissenschaften, Ingenieurwissenschaften.Zum Inhalt: Basierend auf experimentellen Methoden werden die aus der aktuellen Forschung resultierenden Erklärungsansätze vorgestellt und diskutiert. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Integration von kognitionspsychologischen Befunden und Modellen mit neurokognitiven Ansätzen. Dieser integrative Ansatz dient dazu, neurokortikale Korrelate von Aufmerksamkeitsphänomenen im Sinne der Aktivität spezifischer Gehirnmodule bzw. kortikaler Netzwerke zu beschreiben.Für das Verständnis des Buches unentbehrliche methodische Ansätze und theoretische Grundlagen werden im Haupttext gesondert in Textboxen herausgestellt. Für eilige Leser und für einen raschen und kurzen Überblick sind die wichtigsten Kernaussagen jeweils am Kapitelende zusammengefasstTable of ContentsGrundlagen.- Perzeptive selektive Aufmerksamkeit.- Visuelle selektive Aufmerksamkeit.- Modalitätsübergreifende Aufmerksamkeitsorientierung.- Visuelle Suche.- Die Rolle von top-down-Prozessen in Popout-Suchen.- Temporale Mechanismen der selektiven Aufmerksamkeit.- Limitationen der selektiven visuellen Aufmerksamkeit.- Neurokognitive Mechanismen der selektiven visuellen Aufmerksamkeit.- Neurokognitive Studien der selektiven Aufmerksamkeit.- Aufmerksamkeitsnetzwerke im Gehirn.- Integrative Erklärungsansätze behavioraler und neuronaler Befunde.- Handlungssteuernde Aufmerksamkeit (Aufmerksamkeit und Handlung).- Aufmerksamkeit, Automatizität und exekutive Kontrolle.- Neurokognitive Mechanismen der exekutiven Kontrolle.

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Book Synopsis1. Introduction.- 2. Reconfigurable Swarm System Design.- 3. Unit Modality Modeling and Disturbance Rejection Tracking Control.- 4. Unit Modality Formation Control under Nested Motion Saturation.- 5. Unit Modality Coordination Control under EnvironmentalConstraints.

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Book SynopsisPart I. Core Concepts and Approaches.- Chapter 1. Introduction to Active Perception.- Chapter 2. Deep Neural Networks Fundamentals.- Chapter 3. Action Learning Fundamentals.- Part II. Active Perception for Robotic Intelligence.- Chapter 4. Active Visual Object Discovery.- Chapter 5. Active Visual Scene Understanding.- Chapter 6. Active Exploration for Robotic Manipulation.- Chapter 7. Active Auditory Recognition.- Part III. Multi-Modal Active Perception for Robotic Intelligence.- Chapter 8. Visual-Guided Active Tactile Recognition.- Chapter 9. Sound-Indicated Active Object Detection.- Chapter 10. Multi-Modal Active Perception for Material Recognition.- Chapter 11. A Multisensory Active Perception Approach for Robotic Manipulation.- Chapter 12. Conclusion.

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Book SynopsisVolume Design of Conference Proceedings.- Volume One: Robotics.- Volume Two: Software Engineering.

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Book SynopsisVolume Design of Conference Proceedings.- Volume One: Robotics.- Volume Two: Software Engineering.

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