光電技術在人工智能領域的應用

張 盈

山東技師學院，山東 濟南 250200

0 引言

人工智能作為現階段科學技術的發展方向，可以為相關領域的發展提供更加便捷、更具創造性的條件。人工智能本身的具有顛覆性的特點，融合新型光電技術，可以推動科技與產業的變革，并給社會和經濟的發展以及人們的生活帶來新的改變，對我國經濟的發展和社會的進步具有推動作用[1]。

1 光電技術在人工智能領域的應用

人工智能技術（AI）表現出較強的延伸性，能夠模擬某些智能化的理論，從而優化方法和技術，凸顯應用的系統化特點。結合人工智能的主體應用，涵蓋的類型較多，能夠完成語音識別工作，可以對文字和圖像進行轉述，突出人與機器之間的交流，人機對弈將轉向人機合作，從而合理完成知識應用，約束機器的行為和操作[2]。通過分辨人工智能領域的基本內容，融入光電技術，可以更好地解決相關問題，拓展人工智能技術的應用范圍。

1.1 光學超精密檢測技術

光學超精密控制技術滿足了機械零件、光學超精密表面和高測量精度的要求，實現了超精密曲面機械零件的表面加工和尺寸測量環節。現有的檢測方法，難以滿足超精度零件的測量需要，因而引入了光學白光的干涉測量技術，實現共聚焦測量，滲透旋轉鼻輪的基本方式，更好地優化測量技術切換過程，保障機械零件測量的精準化，實現超精密質量測算的高標準要求[3]。

采用人工智能技術中的機械學習模式，使機械零件的光學超精密檢測過程，只需要按照人工分析的策略，就可以開展多種無限次數的測算。將首次人工操作的結果設定為自變量，輸入在系統內完成機械化測算，隨后獲取多個函數輸出數值，并將所得計算結果存儲在數據庫中。之后都可以將光學超精密檢測過程，采用人工智能的學習模式獲得數據，系統完成信息檢索，更好地提升數據測算準確度，顯著提升運行效率。同時，也方便將來對同類機器部件進行超精密光學檢測。

1.2 機器視覺和計算機視覺

在人工智能的發展領域中，最有價值的技術為機器視覺，其類似于觀察世界的眼睛，可以了解更多的內容。機器視覺的特點包括客觀性、穩定性和精確性，被廣泛應用于金融領域、醫療領域、無人駕駛汽車領域等。

計算機視覺就是通過計算機應用，將相關設備予以關聯，從而模擬人類功能，突出表現在視覺方面的應用，可以識別并測量相關圖形和目標。麻省理工學院的研究人員研究開發了DON系統，通過光電技術在人工智能領域的積極應用，兩者間相互融合，確保機器人可以感知物體所在位置，繼而進行相關操作。

1.3 光電識別技術

光電識別技術是一種利用紅外和其他光學傳感器、激光和弱光進行光電跟蹤的方法，它可以搜索和跟蹤空中或地面目標，計算目標損失，并通過伺服系統進行控制。光電跟蹤技術作為一種現代偵察探測技術，已被廣泛應用于航空航天、軍事等領域。對于光電搜索跟蹤的應用，隨著反跟蹤技術的發展，雷達檢測方法會受到多種情形的攻擊，導致系統中常有雜波干擾，無法有效捕獲和跟蹤目標。光電識別技術借助人工智能技術的優勢，采用圖像檢測，獲取比較全面的場景信息，然后轉換成數字信號進行傳輸。系統程序可以提取圖像中的重要信息，包括目標的相對位置和數據量，并完成信息處理。根據預設信息完成圖像深度處理，直接確定最終定位，保障模擬決策的科學性，更好地完成自動驗算。由于人工智能技術的應用，減少了人工干預，提升了目標數據信息的獲取速率，注重速度反饋控制系統，簡化系統控制，實現自動精確跟蹤。與傳統的光學搜索和跟蹤方法不同，人工智能有利于多種信息的識別和處理，展現信息智能化的同時，更加精準地完成數據信息篩選，提供科學的決策備選方案，逐步展現出技術改造升級的優勢。

1.4 光電領域的光儲存

光儲存更加深入地應用了人工智能技術。人工智能在應用過程中需要一定的基礎設施作為幫助來適應海量的數據變化和數據增長以及能源消耗的問題。傳統存儲硬盤已經不能滿足這些要求，而新一代光存儲技術具有巨大的業務量。光存儲的原理是記錄和讀取任何信息，包括圖像和語言。大數據云存儲技術支持人工智能在安全領域的應用，在大數據的不斷收集和云存儲技術不斷完善的過程中，表現出智能化特點。全息光存儲器是一種高性能的光存儲系統，可以存儲較多的數據信息，整體信息存儲時間較短，便捷了數據讀取的速率，是當前的研發重點。

2 光電技術應用在人工智能領域的發展趨勢

2.1 有效融合，實現多領域發展

實現人工智能和光電技術的相互融合，是促進其發展的必然要求，也是從根本上加快我國科學技術發展的重要支持。

在斯坦福大學的研究中，人工神經網絡訓練方法，可以直接完成芯片利用，表現出以電子化為指導的功能效用，盡可能地控制成本損耗，契合節能的發展應用目標。很多學者結合研究目標完成深入探究，強化機器的再學習成果，從而有利于推動光電技術的完善，強化人工智能技術的發展，借助機器為載體，更好地應用人工視覺技術，增加數據整合的數量，提升信息處理的速率，拓展相關數據檢索領域。例如，在醫學領域，將人工智能引入醫學成像，更有利于病癥的發現和治療，如借助胸部光片篩查肺炎病癥，可更加直觀地了解病情，提升了診斷治療的速率。

2.2 高能低耗，微型集成

很多技術都能與人工智能技術相結合，促使設備表現出微型的特點，從而突出多功能應用結果，盡可能地降低能源損耗。光電傳感器對光電技術的應用，突出多種功能應用成果，展現出較強的集成效果。結合宏觀技術創新研究的發展趨勢，很多精密機械需要被深度加工，新材料獲得了更加寬泛的應用成果，從而加快了新技術研究，致使光電傳感器逐步表現出多元化的應用特點，朝著微型甚至納米級的方向發展，在同一主板上集成多個敏感設備。由此，未來光電傳感器終將取代傳統的傳感器，愈發表現出多功能特征，充分發揮集成效用，更加小型，有利于降低成本，凸顯智能化。

2.3 開源開放驅動技術創新

隨著現代科學技術的發展，人工智能已經滲透到中國的各個行業。自動化、智能化、信息化、數字化、網絡化成為未來研究方向。蘇黎世眾多研究學者對外公布，借助機器的學習能力，優化光聲成像過程，應用少量的數據，就可以獲取高質量的圖像信息。在伯克利國家實驗室中，研究人員發現，機器學習模式有利于神經網絡構建，同步提升加速器在光束性能方面的穩定性。開源開放作為未來分析策略，注重學習平臺的人工智能研究，更好地強化深度學習成果，展現出軟件硬件一體化的優勢，構建全新的操作系統。在這之后的光學芯片研究，都將順應人工智能生態系統構建，加速各行各業智能化升級，具有至關重要的作用。

2.4 各類高新技術結合開拓新的技術和應用

高新技術的結合和交叉滲透是必然趨勢。光電技術和微電子技術之間的關系密切，在實踐中要想進一步發展，必須結合應用。光電子學和生物技術的結合促進了光生物學和生物光電子學的出現。新興的納米技術也與光電子學密切相關。人類社會的一些基本問題，如能源、環境保護、災害預警、食品安全和醫療保健等，通過光電技術與其他先進技術的結合，已經得到了極大的改善。

2.5 產品不斷更新換代和推廣應用

人工智能技術已經獲取多步優化，整體發展速率迅猛，加強了多個研究因素的協同性。現有的光電技術，如光纖通信、光存儲、圖像信息采集、圖像顯示、光纖傳輸、激光處理、激光醫學、激光打印等，由于固態化的原因，集成化、廉價使用和“應用化”光電器件的普及將更加廣泛和迅速。如光纖已進入千家萬戶，集資訊、通信、娛樂、教育、工作、財務管理于一體。在軍事方面，人工智能武器出現，會直接轉變戰場形態，或將為以機器為主導的戰爭形勢。隨著光電器件功能和指標的進一步提高，武器及其運載工具的威力將不斷增大，射程得以增加，目標識別和分辨能力得以增強，可靠性得到提高，體積減小，重量也能得到減輕。借助人工智能技術，有利于縮短指揮官的判斷、決策時間，聯合多角度獲取的直觀數據，完成全面的測算，更好地控制監督目標，獲取整場戰爭的主導權和控制權。

3 結束語

光電技術與人工智能相結合，表現出更加積極的應用特征。當前光電技術應當朝著智能化的方向延伸，加快應用效果獲得速率，有望主導人工智能未來的發展。