人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用研究

王亞男 崔磊 王剛

摘要：人工智能這個(gè)詞語近年十分的火熱，它是信息技術(shù)的高度代表，人工智能在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛且反響不俗。本文筆者主要探究機(jī)械電子工程與人工智能技術(shù)之間如何碰撞出火花，簡(jiǎn)要探究他們之間的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：人工智能;機(jī)械電子工程;應(yīng)用研究

機(jī)械電子工程是自動(dòng)化機(jī)械的一個(gè)重要領(lǐng)域，對(duì)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)有著較大的影響。傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程受到科技發(fā)展的約束，電子機(jī)械產(chǎn)品的體積普遍較小、反應(yīng)不靈活、技術(shù)含量不高，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代人們的生產(chǎn)生活需要了。而人工智能的出現(xiàn)給了機(jī)械電子工程發(fā)展3.0時(shí)代的機(jī)會(huì)。人工智能技術(shù)先進(jìn)的邏輯思維和算法能力可以讓機(jī)械電子工程更好的滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求，所以在理論成立的情況下，人們應(yīng)該多對(duì)這兩個(gè)工程進(jìn)行應(yīng)用研究，從而推動(dòng)社會(huì)科技的發(fā)展。

1 應(yīng)用研究

介紹了這么多人工智能與機(jī)械電子工程之間的聯(lián)系，我們可以看出人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用方向偏向于機(jī)械電子的系統(tǒng)應(yīng)用，人工智能技術(shù)可以進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械電子工程的智能性，讓機(jī)械電子工程擁有更高的學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)機(jī)械電子產(chǎn)品的適用性。

1.1 在機(jī)械電子工程系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）系統(tǒng)精確應(yīng)用。隨著機(jī)械電子工程的發(fā)展，電子機(jī)械代替人工做的事情越來越多，需要進(jìn)行操作也越來越復(fù)雜。復(fù)雜操作的要求是擺在機(jī)械電子工程發(fā)展道路上的障礙石，最開始機(jī)械電子工程被應(yīng)用電子機(jī)械的制造中，機(jī)械電子產(chǎn)品通常被用來代替人工做一些需要不斷重復(fù)的工作，比如工業(yè)生流水線中，某一個(gè)工人一天只需要給一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品上個(gè)發(fā)條，這就是簡(jiǎn)單的重復(fù)工作，人們只需要給機(jī)械電子產(chǎn)品設(shè)定一個(gè)指令，它就可以不停地重復(fù)上發(fā)條的動(dòng)作，并且對(duì)時(shí)間的把握和成功率都要高于人工。但是隨著人們對(duì)電子機(jī)械需求的提高，指令簡(jiǎn)單單一的電子機(jī)械已經(jīng)開始落后了，這個(gè)時(shí)候電子機(jī)械來到了較為復(fù)雜的發(fā)展時(shí)期。這個(gè)時(shí)期的電子機(jī)械更精密也具有更強(qiáng)的功能選擇，但是卻因?yàn)檫^于復(fù)雜，所以需要人的操作，這對(duì)于機(jī)械電子工程沒有好處。拿電阻測(cè)試其來講，最早的電阻測(cè)試儀器電流表跟電壓表，當(dāng)時(shí)測(cè)量電阻需要借用電流和電壓線路組成一個(gè)完整的電流回路，借助電阻的計(jì)算公式得出電阻的數(shù)值，這個(gè)辦法很復(fù)雜，在實(shí)際的操作過程中也會(huì)出現(xiàn)很多的誤差。后來人們發(fā)明了萬用表，借助萬用表內(nèi)部的電阻回路可以直接測(cè)量出電阻的數(shù)值，但是這種萬用表需要人工操作，如果正負(fù)極接反也容易出現(xiàn)問題。但是人工智能的融入改變了這種現(xiàn)狀，人們利用人工智能將計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)帶入到電阻測(cè)量?jī)x中，做出了全新的智能電阻測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x可以復(fù)雜的電壓電流統(tǒng)計(jì)、電阻的計(jì)算融為一體，并通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換反映給使用者，而使用者從頭到尾都不需要太理解電路，因?yàn)橹悄茈娮铚y(cè)量?jī)x的操作十分簡(jiǎn)單，用戶只需要點(diǎn)一下按鈕，智能電阻測(cè)量?jī)x就可以自動(dòng)的分析電壓電流變化并通過計(jì)算將電阻變化反應(yīng)在LED屏幕上。整個(gè)操作完成用時(shí)也很短，大約在十秒以內(nèi)。從電阻測(cè)量?jī)x器的變化我們可以看出來機(jī)械電子工程在未引入人工智能概念之時(shí)，電子機(jī)械想要發(fā)展就必須要增加自身的功能，但是功能的增加需要更多的操作，操作的復(fù)雜性讓電子機(jī)械再一次依賴人的使用，電子機(jī)械發(fā)展似乎回到了過去。但是現(xiàn)代機(jī)械電子工程有了人工智能技術(shù)的幫助，讓電子機(jī)械有了“可以思考的大腦”，這個(gè)大腦就是操作系統(tǒng)。擁有操作系統(tǒng)的電子機(jī)械工作效率無疑會(huì)大大加快，操作系統(tǒng)強(qiáng)大的計(jì)算能力和學(xué)習(xí)能力使電子機(jī)械可以快速的分析、計(jì)算操作的難度，將結(jié)果反饋給使用者。表現(xiàn)出來的就是使用者在使用電子機(jī)械的過程中只需要通過按鈕控制選擇即可。

（2）系統(tǒng)詳細(xì)應(yīng)用。機(jī)械電子工程通過人工智能技術(shù)將復(fù)雜的操作隱藏在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，簡(jiǎn)化了人們操作電子機(jī)械的步驟，筆者認(rèn)為這屬于一種外部簡(jiǎn)化。但是人工智能技術(shù)運(yùn)用在機(jī)械電子工程系統(tǒng)中可不能研究表面，內(nèi)部系統(tǒng)的研究才是最重要的。目前已知的機(jī)械電子工程系統(tǒng)主要有模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分組成。模糊系統(tǒng)主要的功能是模擬認(rèn)得四位來解決非線性問題，模糊系統(tǒng)自提出并應(yīng)用在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，產(chǎn)生的效果顯著。模糊系統(tǒng)的存在增強(qiáng)了人工智能系統(tǒng)的“思考能力”，在機(jī)械電子工程中處在信息系統(tǒng)的控制鏈頂端，是人工智能技能在機(jī)械電子工程中的典型應(yīng)用之一。通過模糊系統(tǒng)是電子機(jī)械產(chǎn)品擁有了對(duì)話的能力，比如目前比較火的人機(jī)對(duì)話，像天貓精靈、小度、小愛同學(xué)等智能機(jī)器人產(chǎn)品都運(yùn)用到了模糊系統(tǒng)。而他們都屬于比較高端的電子機(jī)械產(chǎn)品。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與模糊系統(tǒng)功能大同小異，從它的命名就可以看出來一些端倪。自然界的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常見于人類身上，人腦結(jié)構(gòu)中復(fù)雜交錯(cuò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)讓人們有了思考的能力，以“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”命名的電子機(jī)械系統(tǒng)，其目的就是表示出該系統(tǒng)對(duì)智能化電子機(jī)械產(chǎn)品的重要性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要工作就是將電子產(chǎn)品系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)與模糊系統(tǒng)的分析進(jìn)行比對(duì)，判斷他們是否一致，然后再通過輸入與輸出路徑將系統(tǒng)的決策反應(yīng)在產(chǎn)品的表現(xiàn)上。比如，天貓精靈快要沒電了，這個(gè)時(shí)候有人說“天貓精靈，唱首歌”，天貓精靈會(huì)放歌，但是可能放到一半它會(huì)自動(dòng)提醒沒電了。這對(duì)于使用者來說無所謂，但是在機(jī)器人的內(nèi)部系統(tǒng)中，要經(jīng)過很多次的反復(fù)的數(shù)據(jù)分析，才能得出并向用戶反饋“我沒電了”的結(jié)論。人工智能在機(jī)械電子工程中的詳細(xì)應(yīng)用就是賦予機(jī)械電子產(chǎn)品“思想”，讓它們具有簡(jiǎn)單的邏輯思維，達(dá)到我們口中的“人性化”標(biāo)準(zhǔn)。

（3）系統(tǒng)融合應(yīng)用。前面已經(jīng)詳細(xì)介紹了人工智能在電子機(jī)械工程中形成的兩大系統(tǒng)，它們的功能類似，都是為了賦予電子簡(jiǎn)單的邏輯判斷能力。其實(shí)這兩個(gè)系統(tǒng)還以互相融合，賦予電子機(jī)械較為復(fù)雜的邏輯思維，這也是人工智能與電子機(jī)械工程高度結(jié)合的表現(xiàn)，也是目前人工智能與機(jī)械電子工程融合的發(fā)展方向。這兩大機(jī)械電子工程的融合方向也有兩種，第一種是互補(bǔ)型融合。模糊系統(tǒng)可以給機(jī)械電子工程提供大量的邏輯算法，讓電子機(jī)械產(chǎn)品擁有一定的邏輯推理軌道;而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種專家系統(tǒng)，屬于機(jī)械專家的范疇。該系統(tǒng)讓電子機(jī)械工程具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，被廣泛應(yīng)用在醫(yī)療診斷、機(jī)械制造等領(lǐng)域中。實(shí)現(xiàn)二者的互補(bǔ)融合就相當(dāng)于機(jī)械電子系統(tǒng)有了一個(gè)完整的大腦，讓電子機(jī)械產(chǎn)品有了完整的思考模式，這是一種質(zhì)的飛躍。就比如唐朝和唐詩(shī)，唐朝的繁榮促進(jìn)了唐詩(shī)的發(fā)展，而唐詩(shī)也代表了唐朝高度發(fā)達(dá)的文化，這是一種互利共惠，如今人們提起唐朝必定會(huì)想起唐詩(shī)。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與模糊系統(tǒng)的融合就是如此，二者實(shí)現(xiàn)功能融合的那天就是人工智能與機(jī)械電子工程相互成就的時(shí)候。第二種是相似功能融合。這兩個(gè)系統(tǒng)的目的都是增強(qiáng)電子機(jī)械產(chǎn)品的功能性，他們都對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)的算法、數(shù)據(jù)分析等有著不同方向的影響，如果將模糊系統(tǒng)的算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的算法進(jìn)行融合再應(yīng)用，可能會(huì)增強(qiáng)系統(tǒng)的計(jì)算能力。

1.2 在機(jī)械電子工程中的描述應(yīng)用

人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用遠(yuǎn)不止系統(tǒng)應(yīng)用，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、算法系統(tǒng)的指令下達(dá)與分析反饋都需要一個(gè)輸入與輸出的媒介，機(jī)械電子工程2.0時(shí)代，因?yàn)樽非蟾鼜?fù)雜的功能性，所以系統(tǒng)方面也比較復(fù)雜，此時(shí)的機(jī)械電子工程是缺乏合適的輸入與輸出媒介的，僅憑當(dāng)時(shí)的能力，機(jī)械電子工程沒有辦法合理的描述出輸入與輸出系統(tǒng)，所以就造成了機(jī)械電子工程操作復(fù)雜的問題。但是人工智能的加入為機(jī)械電子工程描述輸入與輸出關(guān)系提供一個(gè)好的環(huán)境，讓機(jī)械電子工程系統(tǒng)擁有了整套的輸入與輸出媒介，完成了操作由繁到簡(jiǎn)的蛻變。

1.3 在機(jī)械電子工程中的表達(dá)應(yīng)用

人工智能帶給機(jī)械電子工程改變的還有軟硬件空間的優(yōu)化。存儲(chǔ)空間是計(jì)算機(jī)軟硬件發(fā)展過程中都十分重視的內(nèi)容。拿互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展為例，便捷聊天軟件在使用過程中需要用到信息傳送，在每一個(gè)傳輸協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)下都有一個(gè)信息傳輸速度與傳輸量的閾

值，一旦超過了這個(gè)閾值就會(huì)導(dǎo)致軟件崩潰、網(wǎng)絡(luò)崩潰，之后軟件公司及網(wǎng)絡(luò)維修人員就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維修。且不說維修時(shí)間漫長(zhǎng)的問題，維修期間用戶的流失量就已經(jīng)十分龐大了。而在機(jī)械電子工程中，如果中央系統(tǒng)不能合理的分配信息的存儲(chǔ)和傳輸空間，電子機(jī)械產(chǎn)品就會(huì)經(jīng)常性的發(fā)生工作癱瘓，這個(gè)后果是無法計(jì)量。如果是普通的加工機(jī)器人，會(huì)造成加工貨物的堆積，延期工廠產(chǎn)品的交付時(shí)間，但是如果是采礦機(jī)械，一旦控制器發(fā)生癱瘓，后果就十分嚴(yán)重了。這些例子都表明了空間表達(dá)對(duì)機(jī)械電子工程的重要性。人工智能可以幫助電子機(jī)械優(yōu)化空間表達(dá)的合理性，還可以通過增強(qiáng)其他函數(shù)的聯(lián)系來使整個(gè)系統(tǒng)的信息存儲(chǔ)空間更嚴(yán)謹(jǐn)。

2 結(jié)束語

總結(jié)機(jī)械電子工程的發(fā)展歷史，如果把它分為三個(gè)階段，那么人工智能就是機(jī)械電子工程的3.0時(shí)代。通過本文對(duì)人工智能在機(jī)械電子工程的應(yīng)用研究，我們可以發(fā)現(xiàn)人工智能與機(jī)械電子工程的結(jié)合是必然的，未來他們之間還會(huì)碰撞出更多的可能性。

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