人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，并被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域各個(gè)行業(yè)中。近年來(lái)，機(jī)械電子工程與人工智能完美融合，帶動(dòng)了這一產(chǎn)業(yè)的革命性變革，許多機(jī)械電子工程企業(yè)為了在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取勝，逐步提高了人工智能技術(shù)的運(yùn)用水平，促進(jìn)了機(jī)械行業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，取得了更為驚人的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文將從機(jī)械電子工程及人工智能的內(nèi)涵出發(fā)，對(duì)人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用作初步探析，以期對(duì)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展提供一定幫助。

【關(guān)鍵詞】人工智能 機(jī)械電子工程

1 前言

近年來(lái)，各個(gè)國(guó)家高度重視機(jī)械電子工程的發(fā)展，以提升本國(guó)的生產(chǎn)力競(jìng)爭(zhēng)水平。人工智能是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，也是各個(gè)學(xué)科交叉綜合之后的成功嘗試，將其融入到機(jī)械電子工程中，能夠提高機(jī)械電子的工作效率。機(jī)械電子工程是傳統(tǒng)機(jī)械工程與現(xiàn)代電子工程的有機(jī)結(jié)合，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械電子工程由傳統(tǒng)的能量連接向信息連接轉(zhuǎn)換，進(jìn)入到了一個(gè)新的發(fā)展領(lǐng)域。機(jī)械行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，為了在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利，機(jī)械電子工程企業(yè)需要不斷提高智能控制水平，加強(qiáng)對(duì)人工智能技術(shù)的研發(fā)，以取得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 機(jī)械電子工程及人工智能的內(nèi)涵

2.1 機(jī)械電子工程

機(jī)械電子工程學(xué)科起源于20世紀(jì)，它是由機(jī)械工程與電子工程、智能技術(shù)等技術(shù)手段結(jié)合而成的新的發(fā)展領(lǐng)域。機(jī)械電子工程的發(fā)展分為三個(gè)階段：第一階段是發(fā)展的初級(jí)階段，主導(dǎo)機(jī)械電子發(fā)展的是人工，通過(guò)人工來(lái)完成機(jī)械作業(yè)，其生產(chǎn)效率十分低下，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)力的發(fā)展。第二階段是以流水線生產(chǎn)方式為特點(diǎn)的工業(yè)革命階段，流水線生產(chǎn)方式不需要工人了解所有的工序，只需要了解自己負(fù)責(zé)的環(huán)節(jié)即可，這種分工明確的工作方式，不僅提高了生產(chǎn)效率，還解放了人們的雙手，但是批量化生產(chǎn)的出現(xiàn)提高了標(biāo)準(zhǔn)件的要求，流水線的生產(chǎn)方式也難以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求。第三階段就是現(xiàn)代機(jī)械電子產(chǎn)業(yè)階段，更多的人工職能被應(yīng)用到接卸設(shè)備，使機(jī)械設(shè)備能夠完美的適應(yīng)人們的生產(chǎn)生活需求，給機(jī)械電子工程帶來(lái)了極大的發(fā)展機(jī)遇。

機(jī)械電子工程與傳統(tǒng)的機(jī)械工程相比更具優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)上的不同和產(chǎn)品特征不同。機(jī)械電子工程依據(jù)系統(tǒng)配置和目標(biāo)，與管理技術(shù)、制造技術(shù)等其他技術(shù)有機(jī)結(jié)合。機(jī)械電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但物體體積極小，提高了產(chǎn)品性能。

2.2 人工智能

人工智能是21世紀(jì)最偉大的科學(xué)之一，它是綜合控制論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多門學(xué)科的交叉學(xué)科。人工智能發(fā)展至今尚未形成統(tǒng)一的定義，筆者認(rèn)為，人工智能是研究如何使計(jì)算機(jī)模擬人的智能的一門科學(xué)技術(shù)，核心是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬人的思維方式，來(lái)幫助人類處理實(shí)際問(wèn)題。目前，計(jì)算機(jī)的主要發(fā)展方向是人工智能，并成為世界三大尖端技術(shù)之一。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都取得了顯著的成果，人工智能也逐漸由單個(gè)主體向分布式主體方向發(fā)展，為人工智能的發(fā)展提供了新的方向。

3 人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

人類社會(huì)得以發(fā)展的兩大根本因素是信息和物質(zhì)，在生產(chǎn)能力較低的人類社會(huì)初期，科技發(fā)展尚未成熟，人們生產(chǎn)生活的主要基礎(chǔ)是物質(zhì)。隨著生產(chǎn)力和生產(chǎn)水平的不斷提高，人們逐漸認(rèn)識(shí)到“信息”的重要性，文字成為傳遞信息的重要途徑和紐帶。最近幾十年，互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展和普及，給信息發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，人類社會(huì)逐漸向信息社會(huì)轉(zhuǎn)變，而人工智能技術(shù)的發(fā)展又加速了信息化時(shí)代的到來(lái)。

由于機(jī)械電子工程具有一定的不穩(wěn)定性，使得系統(tǒng)輸入和系統(tǒng)輸出的描述存在一定難度，傳統(tǒng)的描述方法主要有三種：

（1）建立規(guī)則庫(kù)的方式；

（2）學(xué)習(xí)并生成知識(shí)的方式；

（3）推導(dǎo)數(shù)學(xué)方程的方式。

推導(dǎo)數(shù)學(xué)方程的方式相對(duì)精確，但是其智能運(yùn)用于簡(jiǎn)單的線性定常的系統(tǒng)中，復(fù)雜的系統(tǒng)不能通過(guò)方程解析，只能通過(guò)不具備精確和嚴(yán)謹(jǐn)特點(diǎn)的操作來(lái)完成。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)系統(tǒng)的需求越來(lái)越高，同時(shí)處理多種類型的數(shù)據(jù)的需求度較高，例如傳感器需要傳遞數(shù)字信息和語(yǔ)言信息。由于人工智能處理信息時(shí)的不確定性，以知識(shí)為基礎(chǔ)處理信息的方式將體改推導(dǎo)數(shù)學(xué)方程的方式。

在機(jī)械工程中引用人工智能技術(shù)，建立相應(yīng)的人工智能系統(tǒng)主要有兩種方法：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)模擬人腦的結(jié)構(gòu)來(lái)分析信號(hào)和數(shù)據(jù)，并給出相應(yīng)的參考數(shù)值；模糊推理系統(tǒng)，則是通過(guò)模擬人腦功能來(lái)分析語(yǔ)言信號(hào)。兩者的相同之處是能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式以任意精度逼近連續(xù)函數(shù)，不同之處是與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相比，模糊推理系統(tǒng)的物理意義較為明確；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的映射方式是點(diǎn)到點(diǎn)，模糊推理系統(tǒng)的映射方式是域到域；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)儲(chǔ)存信息的方式是分布式，模糊推理系統(tǒng)則是規(guī)則的方式；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計(jì)算量較大，模糊推理系統(tǒng)計(jì)算量較??；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)精度較高，模糊推理系統(tǒng)精度較低。

總之，機(jī)械電子工程應(yīng)結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步提升電子機(jī)械工程的自動(dòng)化水平和智能化水平，使得機(jī)械操作更加智能、精確、可靠。

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作者簡(jiǎn)介

黃偉鵬（1996-），男，廣東省廣州市人。大學(xué)本科學(xué)歷。主要研究方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)算法研究。

作者單位

廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 廣東省廣州市 511325