機械電子工程與人工智能的相互作用探究

陳　年

機械電子工程與人工智能的相互作用探究

陳年

(中船澄西高級技工學校，江蘇 江陰 214400)

近些年來，機械電子工程和人工智能進一步結合，給相關產業帶來了巨大變革，甚至是顛覆性的變革，同時也為相關產業帶來了機遇，給相關企業帶來了很好的經濟效益。分析了機械電子工程與人工智能的相互作用，以期為開展相關后續研究提供參考，幫助相關產業抓住機遇、促進發展。

機械電子工程；人工智能；相互作用

機械電子工程是由傳統機械工程發展而來的一門學科。隨著信息技術不斷發展，人工智能技術越來越成熟。實現機械電子工程產品的智能化和智慧化，已逐步成為信息時代機械電子工程發展的主要趨勢。將人工智能技術有機融入機械電子工程，可以有效推動機械電子工程進一步提高信息化、自動化、智能化的水平，使得機械電子工程具有多學科融合和多學科交叉的特點。針對機械電子工程與人工智能的相互作用展開分析，有利于促進機械電子工程向信息化、自動化、智能化發展，對后續研究具有一定的參考價值。

1　人工智能的基本特點

1.1　人工智能具有處理模糊信息和構建協作體系能力

人工智能是指由人制造出來的機器所表現出來的智能。應用人工智能技術，能夠使機器具有跟人類似的感知、推理、判斷、決策等能力，可以處理很多未知問題。應用人工智能相關技術，可利用模糊的推理形式來展開邏輯運算，并不用對具體的準確數據進行精確運算[1]。在計算機網絡中，包含很多的模糊信息，如果不能對相關信息進行判斷和處理，就會給網絡安全管理帶來較大難度。應用人工智能技術，可以將互聯網中巨量的模糊信息進行判斷和處理，能有效提升網絡安全管理能力。應用人工智能技術，可以使機器各系統之間具備相互協作的能力。由于計算機網絡的基本結構較復雜，且涉及的范圍很廣，因此大大增加了網絡管理的難度。應用人工智能技術，可以根據網絡的結構功能，對網絡信息進行分類管理，實現網絡系統的分級管理。對網絡系統進行分級管理，除了要將具體的網絡系統分成多個層級并對各級系統進行科學管理外，還要使各級系統之間能夠相互協調。通過應用人工智能技術，可以使各系統之間具備相互協作的能力，能夠更好地提升網絡各級管理的協作能力[2]。

1.2　人工智能具有一定的學習能力和處理非線性問題的能力

由于人工智能具有一定的學習能力，因此應用人工智能技術可使機械電子設備在信息搜索、數據優化、邏輯推演等方面的功能越來越強大。在計算機網絡中包含大量的信息，雖然這些信息往往看起來很簡單，但信息的背后卻蘊含著比較豐富的內涵和意義[3]。能夠高效地對繁雜的信息進行檢索、分析、篩選、優化、提煉、判斷，是人工智能得天獨厚的優勢。應用人工智能技術，可以使機械電子設備能夠通過模仿人類進行邏輯推演，解決非線性的問題[4]。利用人工智能處理非線性問題，先將有價值的信息篩選出來，然后通過高效地學習，進一步分析、推演、判斷信息中所蘊含的內涵和意義，最終實現對信息的優化處理。隨著人工智能相關技術的不斷發展，將人工智能應用于機械電子工程領域也不斷地取得了突破。

2　機械電子工程和人工智能之間的關系

2.1　應用人工智能是機械電子工程發展的必然趨勢

在應用機械電子系統時，會出現很多不可預知的情況，如機械電子系統的輸入系統和輸出系統往往在運行的過程中會出現一些問題。應用傳統的機械電子系統，往往只能夠分析和處理較為簡單的問題。由于隨著機械電子工程的不斷發展，在機械電子系統運行過程中出現的問題逐步呈現出復雜多樣的特點，因此機械電子系統在運行的過程中應具備綜合處理復雜信息的能力。采用先進的人工智能機械電子系統，能夠有效解決這一問題。用人工智能機械電子系統代替傳統的機械電子系統，已經成為必然趨勢。在機械電子工程設備中，人工智能將成為信息處理的主要方式。應用神經網絡和模糊邏輯構建系統，通過分布式的神經網絡能夠實現信息的進一步存儲[5]。神經網絡的模糊推理系統其實就是在模糊集合與模糊推理的理論基礎之上建立的。應用模糊神經網絡系統，能夠充分體現將人工智能運用于機械電子工程中的價值，能夠為信息的傳遞和應用提供很多便利，可以提高實際工作的效率以及質量。應用人工智能技術，可以將信息技術、計算機技術和心理學進一步融合，拓展機械電子工程設備的功能，促進機械電子工程行業發展，推動社會經濟發展。應用人工智能技術，能夠提高人與設備之間信息交流的效率，使工作人員能夠及時、有效地了解相關信息，從而實現信息化服務的及時性、便捷性以及精準性。將人工智能技術應用到各個領域，需要不斷拓寬計算機技術的應用范圍，不斷完善人工智能的主要功能，不斷推進人工智能技術創新發展。將人工智能技術應用于機械電子工程領域，有利于提升機械電子工程設備的科技水平、拓展產品的應用范圍、滿足產品的市場需求、提高產品的市場份額，推動社會經濟更為平穩地發展[6]。

2.2　人工智能在機械電子工程領域的具體應用

機械電子工程設備在運行的過程中可能會出現系統不穩定現象，雖然可以通過提升相關零部件的精密程度來提高系統的穩定性，但是不能從根本上解決問題。通過應用人工智能相關技術，如利用模糊推理和神經網絡系統，就可以有效解決機械電子工程設備運行不穩定的問題。通過模糊推理，能夠保留系統中有價值的信息內容。應用模糊神經網絡系統，可以通過分布式的形式來存儲相關信息內容，能夠科學地將各神經部件緊密聯系在一起，從而提升計算總量。將人工智能系統作為機械電子工程設備的基礎，能夠轉變傳統的機械化生產方式，進一步實現智慧化的綜合生產作業。通過應用模糊推理系統和神經網絡系統，能夠彌補目前人工智能設備存在的不足，有效完善機械電子工程設備的智慧化服務功能，使機械電子工程與人工智能之間實現更好地融合[7]。

3　機械電子工程與人工智能的相互作用

3.1　人工智能的發展推動了機械電子工程平穩發展

隨著互聯網技術的快速發展，人工智能技術也實現了飛躍式發展，已經由單一主體發展為分布式多主體。人工智能技術發展到現在，技術復雜程度越來越高，運用范圍也越來越廣泛，并開始面向多個智能主體實現多層次發展，增強了人工智能技術的實用性。從20世紀80年代開始，借助計算機技術、網絡信息技術的高速發展和快速普及，人類邁入了信息化社會。人工智能技術作為推動信息社會發展重要的新技術，對各個行業的信息化建設都有促進作用。人工智能技術水平的提升，代表社會信息化程度的提高，尤其是在工業生產中，如果將人工智能技術運用于機械電子工程中，可對機械電子工程設備相關技術性能的提升產生積極影響，如實現故障診斷與處理的自動化、智能化。

由于機械電子系統自身不夠穩定，因此描述機械電子系統的輸入和輸出之間關系十分復雜，描述輸入和輸出之間關系傳統的形式主要有以下3種：第一，推導出數學方程的方式；第二，創建規則庫的方式；第三，學習并且生成知識的方式[8]。其中，第一種方式更為嚴密而精確，但是只適用于比較簡單的系統中。

3.2　機械電子工程的發展推動了人工智能相關技術的進步

目前，隨著電子信息技術的進一步發展，將人工智能應用于機械電子工程中，在模型創建和控制方面都具有十分重要的作用，特別是診斷功能能得到大幅提升。在機械電子工程不斷發展的過程中，由于機械電子工程系統自身不穩定，因此描述系統輸入和輸出的關系特別復雜，在描述輸入和輸出的關系時會遇到更多困難。這時，可以通過應用傳統技術對系統輸入和輸出的關系進行描述：先創建規則庫，然后通過學習生成相關知識[9]。

隨著機械電子工程不斷發展，對人工智能相關技術的要求越來越高，推動著人工智能的創新與發展。采用傳統方式時，因為要求信息系統應十分精確和嚴密，所以如果系統較為復雜，則不能十分有效地完成相關技術操作。通過科學創建模糊邏輯和神經網絡，可以更加順利地完成基本操作程序，具體表現為：應用模糊推理系統，主要是通過模擬人腦的功能，對語言信號進行進一步分析；應用神經網絡系統，主要是通過模擬人腦的結構，對相關數據信息進行處理。在非線性的表達中，需要找出合適空間來展開詳細表達，這樣可以增強網絡非線性的實際逼近能力。主要方式就是將存貯空間擴大；另一種方式就是對網絡函數進行增強，不僅可以實現語言表達，還可以通過數值方式使得計算變得更為精確，最后形成模糊函數。將這兩種系統進行融合使用時，利用神經網絡函數可以將模糊邏輯主要規則進行結合，最終為其提供新的結合方式。

4　結語

綜上所述，隨著科學的不斷發展，不僅促進了學科的進一步發展，還促進了學科之間的交叉融合。人工智能就屬于多學科交叉和融合的產物。利用人工智能和機械電子工程之間的相互作用，將兩者進行有機融合，為機械電子工程行業開辟一個智能化、智慧化的全新發展領域，有利于推動機械電子工程行業及其相關行業的健康快速發展，促進社會經濟的進一步發展。

[1] 王林霞,郭陳旭. 人工智能技術在機械電子工程領域的應用[J]. 信息記錄材料,2021,22(7):181-182.

[2] 付曉云. 智能控制工程在機械電子工程中的應用[J]. 設備管理與維修,2021(10):76-78.

[3] 陳志剛. 新工科理念下機械電子工程創新人才培養模式探索[J]. 大眾科技,2021,23(4):115-117.

[4] 李月振,蘇文科,趙健. 機械電子工程中人工智能技術的有效運用探究[J]. 南方農機,2021,52(6):110-111.

[5] 張鵬舉. 農機一體化下控制工程在機械電子工程中的運用[J]. 南方農機,2021,52(6):193-194.

[6] 肖寧. 人工智能技術在機械電子工程領域的應用[J]. 中國設備工程,2021(6):23-24.

[7] 呂文艷. 關于機械電子工程與人工智能關系的探討[J]. 中小企業管理與科技(下旬刊),2021(2):118-119.

[8] 牛偉明. 人工智能技術在機械電子工程領域的應用[J]. 電子元器件與信息技術,2021,5(2):52-53.

[9] 劉皓若,詹鑫毅. 人工智能技術在機械電子工程領域的應用[J]. 信息系統工程,2020,(12):79-80.

Research on the interaction between mechatronic engineering and artificial intelligence

CHEN Nian

(China Ship Chengxi Advanced Technical School, Jiangyin, Jiangsu 214400, China)

In recent years, the further combination of mechatronic engineering and artificial intelligence has brought great changes, even subversive changes to related industries. Meanwhile, it has also brought opportunities to related industries and brought good economic benefits to relevant enterprises. The interaction between mechatronic engineering and artificial intelligence is analyzed to provide a reference for follow-up research and help relevant industries to seize opportunities and promote development.

mechatronic engineering; artificial intelligence; interaction

TP18

A

2096–8736(2021)05–0052–03

陳年(1989—)，男，江蘇江陰人，大學本科，助理講師，主要研究方向為機械電子工程。

責任編輯：張亦弛

英文編輯：唐琦軍