機械電子工程和人工智能的關(guān)聯(lián)

石忠焱

摘 要 機械電子工程為促進了生產(chǎn)力大發(fā)展做出了重要貢獻，隨著計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人工智能從提出到興起，一直處于科技前沿地位，特別是在近30年中不斷取得新突破、新發(fā)展，在社會生產(chǎn)活動中被廣泛應用。機械電子工程引入人工智能技術(shù)，對機械電子工程的長遠發(fā)展起著積極推動作用，同時也直接作用和推動了國民經(jīng)濟的發(fā)展，深刻影響著人們?nèi)罕娙粘Ｉ钯|(zhì)量的提升。文章介紹了機械電子工程和人工智能的發(fā)展過程和技術(shù)特點，對兩者的關(guān)聯(lián)性進行了分析。

關(guān)鍵詞 機械電子工程；人工智能；關(guān)聯(lián)性；應用

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）210-0098-02

隨著科技的進步，機械電子工程與人工智能技術(shù)結(jié)合愈加緊密，人工智能在機械電子工程中的深入應用，不但改變了機械電子工程的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，而且推動著機械電子工程現(xiàn)代化、智能化發(fā)展，機械電子工程引入人工智能技術(shù)，是機械電子工程發(fā)展的新趨勢，是機械電子工程的重大革新，兩者的融合不斷推動著社會生產(chǎn)力水平的提高。

1 機械電子工程

機械電子工程這一技術(shù)名詞于20世紀70年代，由日本首先提出，在我國一般稱之為機電一體化。機械電子工程是制造業(yè)的核心技術(shù)，也與人民群眾日常生活密不可分，機械電子工程的進步與發(fā)展，不但直接作用和推動了國民經(jīng)濟的發(fā)展，也深刻影響著人們?nèi)罕娙粘Ｉ钯|(zhì)量的提升。

機械電子工程是機械工程與電子技術(shù)的有機結(jié)合，是一種包含有各類學科精華的綜合性學科。其與傳統(tǒng)機械工程相比，具有顯著的優(yōu)勢特點。表現(xiàn)在機械電子工程通過高度發(fā)展的集成電路技術(shù)，可以實現(xiàn)模塊化設(shè)計和生產(chǎn)，使得機械電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，體積更小，運行穩(wěn)定，性能更高。這些優(yōu)勢一方面可以減少人們操作傳統(tǒng)機械時的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，有利于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，另一方面，機械電子工程產(chǎn)品在外觀設(shè)計上擺脫了傳統(tǒng)機械設(shè)計的制約，更加靈活，更加多樣，個性化的外形設(shè)計，加上操作上簡單易用，能耗低，故障率低，而迅速得到普及，成為人民群眾日常生活不可或缺的用品，不斷提升著人民群眾的生活質(zhì)量。

機械電子工程有著相對漫長的發(fā)展過程，最早可以追溯到資本主義萌芽階段，隨著世界貿(mào)易的發(fā)展，對商品的需求量不斷增大，但當時以風力、水力和畜力為主要動力來源，以手工制作為主要方式的生產(chǎn)力，因效率低下，已經(jīng)不能滿足發(fā)展需求，機械工程開始被思考探索，并開始起步。隨著生產(chǎn)力水平的提高，流水線生產(chǎn)被廣泛使用，標志著機械電子工程進入高速發(fā)展時期，機械電子工程大量運用于制造行業(yè)，機械電子工程產(chǎn)品逐步增多，且已經(jīng)可以進行標準化生產(chǎn)。但此時的產(chǎn)品差異性不大，性能單一。

直到20世紀后期，隨著電子技術(shù)日漸發(fā)達，其在機械工程領(lǐng)域的應用愈加深入，機械電子工程進入了發(fā)展成熟的新階段，機械電子工程理論不斷充實完善，技術(shù)不斷革新突破，不但在生產(chǎn)制造行業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用，家用化機電產(chǎn)品也不斷增多，走進普通民眾生活，成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵贰?/p>

2 人工智能

人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的前沿科技。人工智能依托于信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生興起，同時又與仿生學、神經(jīng)學、心理學、控制技術(shù)等多門學科相融合，具有極高的綜合性和交叉性。人工智能目前處于蓬勃發(fā)展時期，在理論上不斷深化，在技術(shù)上不斷突破，對社會發(fā)展、科技進步和人類思維觀念帶來了巨大的影響。

人工智能的概念相對于機械電子工程出現(xiàn)的較晚，發(fā)展的歷史也較短。1956年“人工智能”這個概念被首次提出，當時人工智能只要被用于翻譯等方面，雖然取得了一定的成果，但在研究方向上存在著誤區(qū)，且當時的計算機硬件水平，根本無力支持人工智能對運算速度和數(shù)據(jù)量的需要，在隨后的一個時期，人工智能發(fā)展緩慢。

隨著計算機技術(shù)和信息技術(shù)的突破，特別是網(wǎng)絡的普及，改變了人工智能的發(fā)展方向，從20世紀90年代開始，人工智能進入高速發(fā)展期。從1997年超級計算機“深藍”戰(zhàn)勝當時世界排名第一的國際象棋大師加里·卡斯帕羅夫，到2017年谷歌圍棋人工智能AlphaGo戰(zhàn)勝圍棋世界排名第一的棋王柯潔，人工智能一次又一次震撼和顛覆著人們的傳統(tǒng)觀念。

當前，人工智能廣泛應用于企業(yè)管理、智能教學、醫(yī)療專家系統(tǒng)、地質(zhì)勘探、石油化工等方面，掃地機器人等具有初步人工智能產(chǎn)品也已經(jīng)進入人們的日常生活之中。

在可以預見的未來，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步成熟，人工智能也會得到跨越式發(fā)展，人工智能一定能催生新的產(chǎn)業(yè)革命，不但會帶來生產(chǎn)方式的變革，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，甚至是帶來社會的變革。

3 機械電子工程和人工智能的關(guān)聯(lián)性

機械電子工程技術(shù)為了滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)和人民群眾生活需要，也在不斷發(fā)展進步，特別是信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，使人工智能技術(shù)不斷向各個學科領(lǐng)域和行業(yè)領(lǐng)域滲透，發(fā)揮著越來越大的優(yōu)勢作用。

作為現(xiàn)代生產(chǎn)力的支撐學科，機械電子工程同樣也需要人工智能的融合，以獲得更加廣闊的發(fā)展空間，同時，人工智能可以以機械電子工程為載體和平臺，擴寬自身發(fā)展途徑，使其更加實用化，普及化。

伴隨著機械電子工程的發(fā)展，其產(chǎn)生和所需的數(shù)據(jù)量越來越大，如現(xiàn)代集成電路正在向微型化發(fā)展，由之前單一的電路功能變?yōu)槎喾N電路功能高度集成，雖然其具有體積小、能耗低，需要的接線和焊點少，便于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢。

但在設(shè)計階段，特別是在建模階段，需要運算分析的信息量十分巨大，而且信息種類增多，輸入輸出具有很強的不穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的信息處理方式主要還是數(shù)學方程推導，雖然其嚴謹性和精準度都很高，但是適用面比較窄，尤其在面對機械電子工程越來越復雜的發(fā)展情況下，不能提供完整的解析式，顯得力不從心。

同時由于需要人工操作，也非常費時耗力，成本極高，甚至無法完成，因此急需替代手段。這就為人工智能的應用提供了契機。

人工智能可以通過模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)對海量且不同種類的數(shù)據(jù)信息進行全面的描述，實現(xiàn)對機械電子系統(tǒng)的科學有效處理和控制。從傳統(tǒng)的機械電子工程，發(fā)展到融合了人工智能的現(xiàn)代機械電子工程，這不僅是技術(shù)的整合，更是技術(shù)上的創(chuàng)新，是科技推動技術(shù)應用發(fā)展的新趨勢。

通過數(shù)學模式的推導發(fā)展，數(shù)據(jù)庫的建立，才能實現(xiàn)多學科，多專業(yè)的綜合研究，創(chuàng)新出人工智能專業(yè)，并形成了新的知識學科，提高生產(chǎn)力，更好的發(fā)展電子工程技術(shù)。

在不斷發(fā)展的社會中，單一的人工智能已經(jīng)不能滿足社會的需要，通過對發(fā)生復雜事件的研究學習，從模糊關(guān)系域到域映射發(fā)展到點對點映射、從模糊關(guān)系臺階狀到精確度更高的光滑曲面、從模糊關(guān)系連接不穩(wěn)定，處理量小到聯(lián)接固定，處理量大的綜合人工智能，研究發(fā)展出采用神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的計算機化綜合人工智能，使計算機應用為社會發(fā)展做出更大的貢獻。

同時，人工智能在機械電子工程中的應用過程中，也在不斷發(fā)現(xiàn)并修正自身存在的問題和缺陷，例如人工智能目前智能通過人工指令方式，來實現(xiàn)對機械電子工程的網(wǎng)絡控制，一旦因數(shù)據(jù)分析等原因，指令出現(xiàn)問題，必然影響人工智能的運行，而且人工智能在機械電子工程中的應用，是基于機械電子工程平臺，任何機械故障，不但電子功能受到影響，而且可能導致人工智能的失效甚至崩潰。

這些都是人工智能發(fā)展中必須面對，并急需解決的技術(shù)問題，也是人工智能由理論走向?qū)嶋H應用的必然途徑，只有在實踐中，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，才能有力的促進人工智能向?qū)嵱没?、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，才能使之不斷走向成熟。

隨著科學理論的不斷深化和擴展，原本各學科間的壁壘正在被逐步打破，學科間的相互融合，相互交叉，成為科技發(fā)展的新特征、新趨勢。機械電子工程與人工智能的融合，是科技進步的必然結(jié)果，也是社會發(fā)展的必然需求，以此產(chǎn)生的新理論催生出全新的學科，必將成為生產(chǎn)力大發(fā)展的強勁動力，讓我們的生活更加美好。

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