淺析機(jī)械電子工程與人工智能

杜磊浩 王文濤 王龍龍

摘要：信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得人工智能在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。其中，人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用更是提高了機(jī)械電子工程的自動(dòng)化、信息化水平。本文從機(jī)械電子工程與人工智能的概述入手，詳細(xì)的分析了二者之間的關(guān)系，并對(duì)當(dāng)前人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用進(jìn)行了說(shuō)明，期望能為日后研究機(jī)械電子工程與人工智能提供一定的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程；人工智能；關(guān)系；應(yīng)用；

引言

近年來(lái)人工智能技術(shù)己日趨成熟，機(jī)械電子工程也實(shí)現(xiàn)了信息功能與物理結(jié)構(gòu)的連接，都在朝著信息化、智能化的方向發(fā)展，二者之間的有機(jī)結(jié)合也越來(lái)越緊密，極大的促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。故而，對(duì)機(jī)械電子工程與人工智能之間的關(guān)系和當(dāng)前人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，對(duì)指引我國(guó)機(jī)械電子工程的智能化、信息化發(fā)展具有重要的意義。

一、機(jī)械電子工程與人工智能

機(jī)械電子工程，是將以動(dòng)力和制造為主的傳統(tǒng)機(jī)械工程與具有控制、測(cè)量、調(diào)整技術(shù)的電子工程通過(guò)信息技術(shù)進(jìn)行結(jié)合而發(fā)展得到的一種新型技術(shù)工程，包括了機(jī)械工程、電子工程、信息工程3個(gè)方面，它的發(fā)展經(jīng)過(guò)了萌芽階段（依賴人力的手工操作）、發(fā)展階段（機(jī)械的流水線生產(chǎn)）、機(jī)械電子產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段（以機(jī)械電子工程為核心的柔性制造系統(tǒng)）三個(gè)階段。

機(jī)械電子工程的優(yōu)勢(shì)：與傳統(tǒng)的機(jī)械工程相比，機(jī)械電子工程吸收了機(jī)械工程相關(guān)技術(shù)的核心精髓，實(shí)現(xiàn)了信息功能與物理結(jié)構(gòu)的連接，還能智能化的對(duì)電腦有關(guān)的系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。故而，在設(shè)計(jì)上，會(huì)根據(jù)產(chǎn)品特性和實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)方案，會(huì)更合理，更具有綜合性。在產(chǎn)品上，機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更加精細(xì)，功能種類更加多樣化，且體積較小巧，方便使用攜帶，而且緊跟社會(huì)的發(fā)展，更新?lián)Q代很快。在效率上，機(jī)械電子工程具有更高的自動(dòng)化水平，可以以機(jī)械設(shè)備代替人力進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，不僅節(jié)省勞動(dòng)力，還可以降低生產(chǎn)成本，產(chǎn)生更高的生產(chǎn)效益。

人工智能（AI），是一門研究使計(jì)算機(jī)可以模擬、延伸、擴(kuò)展人類的方法、技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)的智能技術(shù)，其涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、思維科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等幾乎所有自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的學(xué)科，是二十一世紀(jì)三大尖端技術(shù)之一。人工智能研究的主要內(nèi)容包括：知識(shí)表示、自動(dòng)推理和搜索、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)獲取、知識(shí)處理、自然語(yǔ)言處理、圖像識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能機(jī)器人、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)等方面。

二、機(jī)械電子工程與人工智能之間的關(guān)系

（1）人工智能完善了機(jī)械電子工程系統(tǒng)

當(dāng)前機(jī)械電子工程正朝著自動(dòng)化、智能化的發(fā)展，但就其本身而言，目前機(jī)械電子工程的系統(tǒng)并不穩(wěn)定，具有波動(dòng)性。對(duì)于一些線性的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，可以利用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)解析方法構(gòu)建系統(tǒng)的因果關(guān)系，對(duì)其數(shù)據(jù)信息進(jìn)行輸入、輸出，精密準(zhǔn)確性也比較高。但對(duì)于非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，其處理的信息數(shù)據(jù)類型較為多樣、內(nèi)容更加復(fù)雜，單獨(dú)利用數(shù)學(xué)解析式進(jìn)行求解數(shù)據(jù)不確定性太高，已經(jīng)不能滿足其需求。而利用人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯推理系統(tǒng)可以達(dá)到要求，模糊邏輯推理系統(tǒng)可以通過(guò)模擬人類大腦的功能進(jìn)行處理語(yǔ)言信息，再利用其規(guī)則性保存信息；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則可以仿照人類的神經(jīng)結(jié)構(gòu)處理數(shù)字信號(hào)，利用分布式的方法儲(chǔ)存信息。兩者進(jìn)行結(jié)合互補(bǔ)所具有的數(shù)據(jù)分析能力，可以精確的描述數(shù)據(jù)信息的輸入、輸出關(guān)系，且具有較高的穩(wěn)定性和精確度，可以更加迅速的適應(yīng)環(huán)境，提高電子機(jī)械工程的工作效率。

在模塊設(shè)計(jì)上，各項(xiàng)系統(tǒng)功能的變動(dòng)也會(huì)影響數(shù)據(jù)的變動(dòng)，而電子機(jī)械工程暫時(shí)還不能及時(shí)的對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行變化更新，而這會(huì)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，造成系統(tǒng)的不良運(yùn)行。利用人工智能的模擬神經(jīng)系統(tǒng)可以快速的更新數(shù)據(jù)信息，維持系統(tǒng)的良好運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)更精確的控制。且模塊設(shè)計(jì)雖然比較多樣性，但也影響機(jī)械電子工程的優(yōu)化延伸性能，而利用人工智能技術(shù)的相關(guān)推理系統(tǒng)可以高效的發(fā)揮機(jī)械電子工程的綜合功能，人工智能的模擬神經(jīng)系統(tǒng)還可以優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)的性能，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的連接控制。

（2）機(jī)械電子工程促進(jìn)了人工智能的發(fā)展

人工智能在很大程度上推動(dòng)了機(jī)械電子工程的創(chuàng)新發(fā)展，但反過(guò)來(lái)說(shuō)，在機(jī)械電子工程的發(fā)展中，人工智能本身也得到了很好的發(fā)展。如在機(jī)械電子工程中，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)解析式方法不能在復(fù)雜的系統(tǒng)環(huán)境中使用時(shí)，人工智能相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用解決了這一困境。而在應(yīng)用的過(guò)程中，現(xiàn)有的人工智能技術(shù)也面臨著一些問(wèn)題，如在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資料庫(kù)的構(gòu)建中，必須要及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)分析，避免出現(xiàn)差錯(cuò)影響使用。而目前的人工智能技術(shù)還不能滿足這一要求，這就使得人工智能技術(shù)要不斷的進(jìn)行發(fā)展。所以在機(jī)械電子工程的發(fā)展中，人工智能的相關(guān)技術(shù)也會(huì)不斷的改進(jìn)完善。

總而言之，人工智能與機(jī)械電子工程之間相互聯(lián)系，相互促進(jìn)，相輔相成。人工智能推進(jìn)了機(jī)械電子工程系統(tǒng)的完善，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率；而在機(jī)械電子工程的發(fā)展中也會(huì)對(duì)人工智能提出新的要求，這就促進(jìn)了人工智能相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

三、人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

（1）智能識(shí)別和提高環(huán)境適應(yīng)能力

智能識(shí)別，主要利用了超聲傳播、自動(dòng)識(shí)別、激光掃描等技術(shù)，在機(jī)械電子工程中可以用來(lái)智能的識(shí)別作業(yè)對(duì)象。如在機(jī)械電子工程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)比較容易受工作場(chǎng)所中粉塵的影響，利用智能識(shí)別技術(shù)可以結(jié)合實(shí)際選擇合適的測(cè)量方式，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精確。人工智能技術(shù)還可以提高機(jī)械設(shè)備對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)能力，如導(dǎo)航系統(tǒng)是利用傳感器進(jìn)行方向規(guī)劃、速度調(diào)節(jié)的，受周圍環(huán)境的影響比較大。而在其中利用人工智能技術(shù)，可以提高導(dǎo)航系統(tǒng)的的環(huán)境適應(yīng)能力，降低導(dǎo)航的失誤率。

（2）精確、優(yōu)化系統(tǒng)操作和診斷機(jī)械電子產(chǎn)品

機(jī)械電子工程是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)于系統(tǒng)操作的精確度要求較高。在機(jī)械電子工程的系統(tǒng)中應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以通過(guò)模糊邏輯推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自行的進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，在達(dá)到最佳操作效果的同時(shí)，還可以使得機(jī)械電子工程的系統(tǒng)操作步驟簡(jiǎn)化為一個(gè)或幾個(gè)按鈕。在機(jī)械電子工程中應(yīng)用人工智能的函數(shù)連接技術(shù)，不僅能保證數(shù)據(jù)高速運(yùn)算的精確度，還可以使其根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息找到最為合適的表達(dá)空間，使語(yǔ)言表達(dá)系統(tǒng)更加的嚴(yán)謹(jǐn)，有利于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合和優(yōu)化。人工智能的函數(shù)連接技術(shù)還可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的空間構(gòu)建，使得機(jī)械電子工程系統(tǒng)可以更為簡(jiǎn)便的操作。

機(jī)械電子工程系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，還會(huì)造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，這不利于機(jī)械電子產(chǎn)品的檢測(cè)。以往多是通過(guò)建立示范庫(kù)、推導(dǎo)數(shù)學(xué)方程、學(xué)習(xí)生成知識(shí)等方法進(jìn)行解決，但利用人工智能技術(shù)可以使得系統(tǒng)的輸入輸出更加的便捷，提高系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性，可以使機(jī)械電子產(chǎn)品的診斷更加的快速。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所訴，人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用極大的便利了人們的日常生活，提高了工業(yè)的生產(chǎn)效率，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而機(jī)械電子工程與人工智能技術(shù)兩著之間密切相連，相互促進(jìn)發(fā)展，人工智能促進(jìn)了機(jī)械電子工程系統(tǒng)的完善，也在機(jī)械電子工程中得到了更好的發(fā)展。相信隨著兩著的有效融合發(fā)展，會(huì)更快的推動(dòng)社會(huì)的信息化發(fā)展。