機械電子工程與人工智能的關系分析

李沐宸

摘要：很多國家為了使自身生產力水平得以提高，都在努力研究機械電子工程，使得機械電子工程不斷向著柔性化、網絡化、智能化的方向發展，人工智能和機械電子工程的有機結合使該產業發生歷史性變革?；诖?，本文將從人工智能基本含義出發，對機械電子工程和人工智能兩者關系進行分析與探究，希望為高中生提供一些幫助。

關鍵詞：人工智能;機械電子工程;科學技術

引言：

機械電子工程融合了電子技術和機械工程，讓兩者在功能方面有信息連接，在物理方面有動力連接，還具有對機械電子信息進行智能化處理的計算機系統。和傳統機械工程作比較，機械電子工程具有更好的設計與更多的優點。在具體應用過程中，對電子技術和機械工程的聯系進行優化有利于推動生產力革新，而人工智能讓其成為可能。

一、人工智能基本含義

一般來講，人工智能屬于一門交叉學科，對哲學、語言學、心理學、神經生理學、計算機科學、信息論、控制論等不同學科進行了綜合，是二十一世紀三個最偉大學科的其中之一。外國學者對人工智能進行了這樣的定義：人工智能是知識表示、獲取與使用的科學，并將原有的人力工作變為計算機就能進行的智能工作，也就是說，人工智能是借助計算機的擴展與延伸對人的智能進行模擬的科學技術。

二、機械電子工程和人工智能兩者關系

（一）機械電子工程與人工智能的發展

機械電子工程經歷了三個發展階段，一是萌芽階段，這一階段最主要的生產方式就是手工加工，生產力較為低下，加上人力資源貧乏，使得生產力的發展受到極大制約，使科學家不得不想盡辦法研究機械工業。二是生產階段，這一階段的標志是流水線生產，該生產模式使得生產力有效提高，然而標準件的生產不具有靈活性，也無法與社會需求變化相適應[1]。三是機械電子階段，在這一階段，現代化程度高，生活節奏加快，對生產方式提出更高要求，使得柔性制造系統等機械電子工程應運而生。

人工智能的萌芽為十七世紀法國研究人員創造的計算器，這部計算器能夠進行機械加法，而后首臺計算機得以發明。二十世紀中葉，美國科學家首次提出人工智能概念，使其進入了發展興旺的時期。在二十世紀八十年代，人工智能步入將知識當作基礎的快速發展時期，知識工程在人工智能不同領域進行大量滲透，使得人工智能擁有了更多實際運用，在商業方面擁有了很多成就，表現出廣闊發展前景與強大生命力，并在很多領域得到長足發展。

（二）機械電子工程和人工智能兩者關系

社會在發展的過程中，信息與物質是兩個最基本的要素，早期社會的生產力水平較低，并且物質是社會中的重要組成部分，信息的傳遞通常依賴結繩記事的方式。伴隨長期的發展，人們意識到了信息的重要性，信息的傳遞途徑也變成了文字傳遞。近幾十年里，人們迎來了信息社會，網絡的興起為傳遞信息賦予了新生命。在這個信息社會，人工智能技術得到了快速發展，無論是控制和建立模型還是診斷故障，人工智能都可以有效處理機械電子工程中的信息。

機械電子系統具備不穩定的特性，這使得描述其輸入和輸入的過程變得十分困難，一般來說，描述方法主要有知識的學習與生成、規則庫的建立、教學方程的推導等。這些傳統數學解析方法精確而嚴密，不過只對線性定常系統等比較簡單的系統適用，針對相對復雜的系統不能給出對應解析式，只可以經過人工操作來進行。當前社會對于系統的需求越來越復雜，有時系統需要在同一時間對多個種類的信息進行處理，比如專家語言信息、傳感器數字信息等。由于在對信息進行處理時人工智能存在復雜性與不確定性，使得將知識當作基礎的人工智能方式替代了傳統的解析數學方式。

建立的人工智能系統通常分為兩種，一種是模糊推理系統，一種是神經網絡系統[2]。其中，神經網絡系統能夠對人腦結構進行模擬，對數字信號進行分析并提供參考的數值，模糊處理系統則是借助人腦模擬功能對語言信號進行分析，這兩個系統對輸出、輸入進行處理時既有相同點也有不同點，相同點是兩者都借助網絡結構用任意精度對連續函數不斷逼近，不同點為神經網絡系統沒有明確的物理意義，映射方式使用的是點對點方式，存儲信息使用分布式的方法，輸入過程中因各個神經元間都存在固定聯系而使得計算量較大，有較高的輸出與輸入精度并具有光滑的曲面，但模糊推理系統的物理意義十分明確，映射方式使用的是域到域方式，存儲信息主要用相對規則的方式，不同神經元間沒有固定連接使得計算量小，輸出與輸入精度低并呈現出臺階狀。

伴隨人工智能的發展，單一人工智能方式無法適應時代的發展要求，大部分科學家逐漸致力于開展綜合型人工智能系統的研究。綜合型人工智能的系統有效結合了模糊推理系統和神經網絡系統，吸收了兩者的優點與長處，使得描述方式更為全面，如模糊神經網絡系統便是一個很好的范例，該系統實現了兩者的有機結合，在網絡各層中信息都可以尋找出相對合適的表達空間，邏輯推理規則能夠使節點函數得到增強，給予神經網絡系統所需的函數連結，讓兩者功能實現最大化。

結語：

總而言之，研究機械電子工程和人工智能兩者關系具有十分重要的意義。作為高中生，應了解人工智能基本含義，對機械電子工程與人工智能的發展有一個全面的認識，不斷探索兩者之間的關系，從而推動機械電子工程的發展，實現生產力的飛躍。

參考文獻：

[1]支侃買.積極推進轉型發展爭取早日創建“雙一流”民辦大學——電子工程系轉型發展實踐中取得的成績與存在問題[J].產業與科技論壇，2017，16 （22）：206-207.

[2]戚鳳華，張林.地方高校國際化工程應用型人才培養模式的探索——以南京曉莊學院電子工程學院的中德合作為例[J].教育現代化，2017，4 （37）：10-11+22.