機(jī)械電子工程與人工智能關(guān)系研究

李瑩

摘要：近年來(lái)，機(jī)械電子工程在生產(chǎn)生活中的地位日益提升，作用也更加突顯，世界各國(guó)紛紛將目光轉(zhuǎn)向機(jī)械電子工程領(lǐng)域。生產(chǎn)力水平大幅提升，科學(xué)技術(shù)日益增強(qiáng)，機(jī)械電子工程逐漸朝智能化的方向發(fā)展，為機(jī)械電子工程帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。文章對(duì)機(jī)械電子工程、人工智能以及兩者之間的關(guān)系進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程；人工智能；信息技術(shù)；互聯(lián)網(wǎng)；信息傳輸 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP391 文章編號(hào)：1009-2374（2015）34-0007-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.004

機(jī)械工程經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，逐步融合其他學(xué)科，其價(jià)值不斷增加。綜合比對(duì)機(jī)械電子工程和原有的機(jī)械工程可知，人工智能化是其最大的進(jìn)步。在信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，人工智能技術(shù)日新月異，并被大范圍應(yīng)用在其他領(lǐng)域中，與此同時(shí)，機(jī)械電子工程也在廣泛應(yīng)用，且人們加大了對(duì)這兩者內(nèi)部關(guān)聯(lián)上的研究力度。

1 機(jī)械電子工程概述

1.1 發(fā)展歷程

從整體層面來(lái)說(shuō)，機(jī)械電子工程主要包含以下三個(gè)發(fā)展時(shí)期：

1.1.1 萌芽時(shí)期。手工加工是該時(shí)期的主要操作手段，因人力資源的影響，生產(chǎn)力整體發(fā)展水平不高。為增強(qiáng)生產(chǎn)能力，慢慢向機(jī)械工業(yè)方面著手。

1.1.2 生產(chǎn)線發(fā)展時(shí)期。流水線是該時(shí)期的主要生產(chǎn)方式，此種方式具有一定的先進(jìn)性，可顯著提高生產(chǎn)力，以批量生產(chǎn)為主，并可節(jié)省較多的人力。在該時(shí)期也存在許多不足，例如某些生產(chǎn)線的要求較高，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)滯后于市場(chǎng)需求，靈活性不足。

1.1.3 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展時(shí)期。在該時(shí)期，產(chǎn)品與市場(chǎng)需求處于一種平衡狀態(tài)，可借助產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有效滿足生產(chǎn)需求，同時(shí)還出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)，其中機(jī)械電子工程是該系統(tǒng)的主要組成部分。

1.2 特點(diǎn)

機(jī)械電子工程涵蓋較廣的范圍，涉及較多的內(nèi)容，具有綜合性。它建立在原有的機(jī)械工程之上，并借助計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。機(jī)械電子工程隸屬工程科學(xué)，其本質(zhì)為跨學(xué)科專業(yè)，它建立在機(jī)械制造、電子工程等眾多學(xué)科之上。將其與其他學(xué)科對(duì)比可知，它在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)全面彰顯科學(xué)性，同時(shí)確保系統(tǒng)配置滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。借助專業(yè)設(shè)計(jì)模板來(lái)優(yōu)化機(jī)械電子設(shè)備，充分發(fā)揮模板的正面作用，進(jìn)而確保設(shè)計(jì)的正常開(kāi)展。從產(chǎn)品層面來(lái)說(shuō)，它的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，使用少量元件，在此種情形中應(yīng)不斷增強(qiáng)產(chǎn)品性能，確保產(chǎn)品質(zhì)量良好，完善工程建設(shè)結(jié)構(gòu)，既確保產(chǎn)品質(zhì)量，又滿足用戶需求。

2 人工智能

2.1 內(nèi)涵

人工智能也具有綜合性，涉及多項(xiàng)內(nèi)容，例如心理學(xué)、控制理論、計(jì)算機(jī)學(xué)科與哲學(xué)等。美國(guó)麻省理工學(xué)院的溫斯頓教授認(rèn)為：“人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過(guò)去只有人才能做的智能工作。”它是新世紀(jì)中最具代表性的學(xué)科之一，它可模仿人類的智能，并能有效利用計(jì)算機(jī)，具有廣闊的發(fā)展前景。

2.2 發(fā)展歷程

人工智能擁有漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，在剛剛應(yīng)用計(jì)算機(jī)這門技術(shù)的階段，人工智能的應(yīng)用較少，尚不能對(duì)社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)和時(shí)代進(jìn)步產(chǎn)生影響。在17世紀(jì)出現(xiàn)了首部計(jì)算器，它可進(jìn)行機(jī)械計(jì)算，并引起了較大的轟動(dòng)。隨后各國(guó)科學(xué)家紛紛投入這一項(xiàng)技術(shù)的探究中，不斷優(yōu)化首部計(jì)算機(jī)的性能，最終研發(fā)出了首臺(tái)計(jì)算機(jī)。自此之后，人工智能的發(fā)展正式開(kāi)始。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步和普及程度的提高，人工智能出現(xiàn)了根本性的變化，不斷優(yōu)化。而計(jì)算機(jī)技術(shù)的研發(fā)與普及是人工智能發(fā)展的直接動(dòng)力，并對(duì)信息數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生深刻影響，其具體發(fā)展歷程主要如下：

2.2.1 初期。人工智能最早出現(xiàn)在1956年。在該時(shí)期，翻譯和驗(yàn)證是人工智能的主要發(fā)展內(nèi)容，并將人工智能博弈作為基本研究任務(wù)。

2.2.2 停滯期。在這一時(shí)期，人工智能也取得了一定的發(fā)展成績(jī)，具體體現(xiàn)在語(yǔ)言理解等層面。然而在具體的研究進(jìn)程中，伴隨著研究深度的增加，人們面臨更大的困擾，人工智能無(wú)法有效模仿人類思維，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們的研究均停留在簡(jiǎn)單映射層面，在邏輯思維方面停滯不前。

2.2.3 轉(zhuǎn)折期。經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間的發(fā)展，人工智能研究成果更加喜人，在順利舉辦人工智能聯(lián)合會(huì)后，它進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，即知識(shí)基礎(chǔ)發(fā)展時(shí)期，在這一時(shí)期，大部分知識(shí)工程均開(kāi)始慢慢融入人工智能，使得知識(shí)工程迅速融入到人工智能中，并大大促進(jìn)了人工智能的發(fā)展，拓展了人工智能的應(yīng)用范圍。

2.2.4 穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是普及程度的增加，促使人工智能也發(fā)生了改變，從原有的單個(gè)主體逐漸過(guò)渡到分布式主體，主要以分布式主體的研究為主，進(jìn)入了穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展和大量應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)普及對(duì)人工智能產(chǎn)生了重要影響。具體來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)的高度普及推動(dòng)了信息社會(huì)，并加快了信息傳輸速度，拓展了信息傳輸范圍，使得信息傳輸出現(xiàn)了根本性的改變。自人類步入信息時(shí)代以來(lái)，人工智能技術(shù)提升了信息處理的有效性，另外，在模型構(gòu)建調(diào)控和故障診斷方面均發(fā)揮著深遠(yuǎn)影響。

3 二者的關(guān)系

在互聯(lián)網(wǎng)日益普及的今天，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了人們的廣泛應(yīng)用，它已經(jīng)成為傳輸信息資源的主要手段，顯著增加了信息傳輸速率，拓展了信息傳輸范圍，為生活及生產(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)了便捷，而這一發(fā)展離不開(kāi)人工智能技術(shù)。

3.1 人工智能初步應(yīng)用機(jī)電系統(tǒng)

對(duì)于機(jī)械電子系統(tǒng)而言，在其實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中十分不穩(wěn)定，其中在系統(tǒng)輸入與輸出中更加突出，在輸入與輸出這兩者關(guān)系的描述環(huán)節(jié)存在較大的難度，以往的描述方法主要包含以下三種：其一，構(gòu)建規(guī)則庫(kù)；其二，論證數(shù)學(xué)方程；其三，學(xué)習(xí)并組建知識(shí)結(jié)構(gòu)。原有的解析數(shù)學(xué)法雖然嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確，但是僅僅能被應(yīng)用在線性定常等簡(jiǎn)單系統(tǒng)中，不適用于相對(duì)繁瑣的系統(tǒng)，即便應(yīng)用在繁瑣系統(tǒng)中，因不確定性等多種因素的制約，將會(huì)增加計(jì)算難度，有時(shí)甚至可能無(wú)法計(jì)算。在新時(shí)代下，社會(huì)生產(chǎn)以及日常生活對(duì)系統(tǒng)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)更加復(fù)雜，常常需要在同一時(shí)間段處理多種信息。因人工智能的信息處理存在不確定和繁瑣性的特點(diǎn)，與原有的解析數(shù)學(xué)手段相比更加先進(jìn)，所以它將逐步取代解析數(shù)學(xué)。

3.2 人工智能在機(jī)電系統(tǒng)的具體改進(jìn)

憑借數(shù)學(xué)方程構(gòu)建模型，同時(shí)經(jīng)由人工智能手段改進(jìn)傳統(tǒng)知識(shí)學(xué)習(xí)模式，且解析數(shù)學(xué)方式常常被應(yīng)用在機(jī)械電子工程中。現(xiàn)代機(jī)械電子工程系統(tǒng)與原有系統(tǒng)相比更加繁瑣，問(wèn)題處理十分復(fù)雜，在實(shí)際處理過(guò)程中，要求配置多種系統(tǒng)，合理劃分信息種類。對(duì)于機(jī)械電子工程而言，因人工智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用存在差異性，所以不能準(zhǔn)確描述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，且在構(gòu)建系統(tǒng)資料庫(kù)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)、合理的數(shù)學(xué)分析，在這一環(huán)節(jié)若出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)阻礙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建工作的開(kāi)展，不改進(jìn)建設(shè)方式將會(huì)引發(fā)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象，這將在很大程度上制約機(jī)械電子工程系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。為確保機(jī)電工程系統(tǒng)的有序開(kāi)展，應(yīng)積極改進(jìn)工程方式，有效建設(shè)人工智能信息服務(wù)。另外，人工智能系統(tǒng)的應(yīng)用具有不確定性。人工智能信息處理手段在分析研究機(jī)械電子工程時(shí)，一般借助解析數(shù)學(xué)措施實(shí)施功能性優(yōu)化。對(duì)于機(jī)械電子工程而言，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)是人工系統(tǒng)的基本應(yīng)用形式，可準(zhǔn)確推理，神經(jīng)系統(tǒng)近似成人腦結(jié)構(gòu)，同時(shí)參照數(shù)字信號(hào)分析所搜集的信息資源，此種方式將會(huì)增加語(yǔ)言信號(hào)分析的準(zhǔn)確性。然而，在系統(tǒng)完成的過(guò)程中，方式選擇具有差異性，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常借助分布模式來(lái)模仿機(jī)械電子工程，這可有效采集、科學(xué)分析信息資源，切實(shí)保障系統(tǒng)內(nèi)部的所有神經(jīng)元均配有固定計(jì)算量，使機(jī)械電子工程順利運(yùn)轉(zhuǎn)，減輕計(jì)算負(fù)擔(dān)。

3.3 人工智能優(yōu)化機(jī)電系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊推理系統(tǒng)是構(gòu)建人工智能系統(tǒng)最主要的兩種方式，它們映射著人工智能的系統(tǒng)性和實(shí)用性，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)模仿人腦構(gòu)造，經(jīng)由系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)接收操作，分析并檢驗(yàn)數(shù)字信號(hào)，獲得參考數(shù)值；模糊推理系統(tǒng)負(fù)責(zé)模仿人腦功能，借助系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)言信號(hào)接收操作，分析數(shù)字信號(hào)。在人工智能系統(tǒng)中，這兩種方法在其輸入輸出關(guān)系處理中具有一定的優(yōu)勢(shì)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要借助分布式手段進(jìn)行信息存儲(chǔ)操作，在輸入環(huán)節(jié)，位于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的所有神經(jīng)元緊密相連，計(jì)算任務(wù)繁重，然而模糊推理系統(tǒng)主要借助規(guī)則方式進(jìn)行信息存儲(chǔ)操作，在輸入環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)數(shù)量關(guān)系銜接不穩(wěn)定，計(jì)算任務(wù)較輕。在處理輸入輸出準(zhǔn)確度處理環(huán)節(jié)，這兩種方法各不相同，其中前者的準(zhǔn)確度高且光滑，后者的準(zhǔn)確度相對(duì)低且呈現(xiàn)階梯狀。雖然上述兩種方式均可調(diào)控結(jié)構(gòu)繁瑣的機(jī)械電子系統(tǒng)，但是其繁瑣程度若進(jìn)一步增加，則模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加理想，它是上述這兩種方法的有效結(jié)合，憑借邏輯推理規(guī)則可準(zhǔn)確描述系統(tǒng)信息，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鞏固模型推理系統(tǒng)，通過(guò)各自優(yōu)勢(shì)來(lái)完善人工智能內(nèi)系統(tǒng)，全面促進(jìn)機(jī)電工程系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的逐步優(yōu)化，一定會(huì)出現(xiàn)模型推理系統(tǒng)。借助網(wǎng)絡(luò)信息資源準(zhǔn)確、系統(tǒng)描述人工智能，可加大機(jī)電與人工智能的關(guān)聯(lián)，同時(shí)邏輯推理規(guī)則也將促進(jìn)這兩者的融合。人工智能將會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)電工程，科技進(jìn)步將會(huì)增加兩者的融合度，而這一融合是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的主要?jiǎng)恿ΑC(jī)電與人工智能的相互作用，將會(huì)有效彌補(bǔ)各自缺陷，實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展，全面滿足人們?nèi)找娑鄻拥南到y(tǒng)需求。這兩者關(guān)系的強(qiáng)化是技術(shù)發(fā)展的主要表現(xiàn)，并可大大促進(jìn)機(jī)電工程。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械電子工程取得了一定的成績(jī)，人工智能技術(shù)更加先進(jìn)，而這兩者間的結(jié)合在時(shí)代進(jìn)步中發(fā)揮著指導(dǎo)作用，并為日常生活帶來(lái)了新的便利。在現(xiàn)代行業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，自動(dòng)化為發(fā)展主流。機(jī)械電子工程與人工智能緊密相連，這兩者關(guān)系的增強(qiáng)將會(huì)推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）