淺談機械電子工程與人工智能的整合思路構建

談靜?李輝

摘 要 互聯(lián)網(wǎng)的到來，使得人們逐漸進行了信息化時代。在當前各行各業(yè)都在積極與信息化進行深入融合的今天，多學科之間的技術交流，打破學科之間的技術壁壘已成為當下各門學科發(fā)展的一致趨勢。自然，機械電子工程也不例外。與當前火熱的人工智能這一概念相聯(lián)系，把握兩者之間技術以及特點等方面進行深入融合，全面提升機械電子工程行業(yè)發(fā)展水平，是未來機械電子工程的一種可能的發(fā)展方向，其可行性已經(jīng)得到相關領域?qū)I(yè)人員的認可。本文通過對于機械電子工程和人工智能的特點進行分析，嘗試構建兩者之間的整合思路，希望能夠為相關領域人士提供一些參考。

關鍵詞 機械電子工程;人工智能;整合思路

1機械電子工程發(fā)展背景

傳統(tǒng)機械工程由于其很強的局限性而在不斷尋求新技術的融合發(fā)展，在這一需求背景下，多學科之間的技術交流，打破學科之間的技術壁壘已成為當下機械工程學科發(fā)展的一個有效出路。將機械工程與電子信息技術以及當前火熱的人工智能這一概念相聯(lián)系，是未來機械電子工程的一種可能的發(fā)展方向[1]。

2機械電子工程特點分析

機械電子工程是隨著信息化時代發(fā)展以機械工程為基礎，融合了電子工程技術的一門綜合性較強學科。該學科涉獵范圍廣、實踐性強，將傳統(tǒng)機械工程、電子工程、計算機工程相互整合應用，強調(diào)機械操作能力與機電調(diào)控能力相結合，因此具備很強的科學性。簡要地說，機械電子工程主要有兩方面的特點：一是功能全、結構簡;二是多學科應用，綜合性強。對于傳統(tǒng)機械產(chǎn)品來說，大多數(shù)產(chǎn)品相對而言較為笨重，結構復雜，不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但是在機械電子工程領域，其不但可以做到傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的性能要求，功能齊全，同時可以做到對產(chǎn)品結構的大幅度簡化，是非常適應行業(yè)發(fā)展及應用方向的。關于多技術應用方面，機械電子工程除了機械工程與電子工程這兩門基礎學科外，還綜合應用了計算機技術等相關技術領域，因此在對機械電子工程進行設計時，具有很強的綜合性，需要對不同技術進行合理分配整合應用，實現(xiàn)設計合理性[2]。

3人工智能功能闡述

人工智能與機械電子工程一樣，也是一門專業(yè)性較強的綜合類學科，它不單單應用了計算機技術，還包括信息技術、控制技術、哲學等方面學科，是非常復雜的一門技術。就目前而言，人工智能在人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)領域已經(jīng)逐漸開始普及，在未來也有著非常廣闊的應用途徑。就其功能性來說，人工智能可以模擬人腦對信息進行處理，能夠像人一樣對信息做出反應處理，甚至優(yōu)于人腦。隨著人工智能的不斷發(fā)展，其內(nèi)涵也在不斷地豐富加深，現(xiàn)如今已經(jīng)發(fā)展成為一項系統(tǒng)性工程技術，這為人類科技發(fā)展帶來了很大的進步，為推動人類社會發(fā)展有著舉足輕重的地位[3]。

4整合思路分析

機械電子工程由于其本身較為依賴數(shù)學模型的特性使得在實際應用中有著很強的不穩(wěn)定性，在系統(tǒng)遇到不穩(wěn)定情況時，傳統(tǒng)的解決方式是通過數(shù)學方程推導、建立規(guī)則庫等來進行問題解決，但這些方法在實際應用中是遠遠不夠的，只能夠解決相對簡單的一些系統(tǒng)中存在的問題。而人工智能的應用給了機械電子工程很大的發(fā)展空間，它能夠大大降低機械電子系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，為處理系統(tǒng)中存在的問題帶來了新的解決方式，能夠幫助機械電子系統(tǒng)建立其完善資料庫，能夠滿足一些相對而言較為復雜系統(tǒng)的應用要求。正是由于機械電子工程與人工智能技術之間存在有這么密切的關系，人工智能與機械電子工程的整合也成為一種必然趨勢。

人工智能在機械電子系統(tǒng)實際應用上，應用最為普遍的是神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)與模糊推理系統(tǒng)兩種應用方式，二者相互結合，實現(xiàn)機械電子系統(tǒng)與人工智能的有機整合。

神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，借助神經(jīng)元將信息分布于網(wǎng)絡，模擬人類大腦思考模式將數(shù)據(jù)進行分析處理，通過動態(tài)形式協(xié)同操作，處理信息點對點映射相對應神經(jīng)元，提升輸入輸出信息的精確度，借助網(wǎng)絡形成連續(xù)函數(shù)。這種處理方式不僅可以使得信息精確度更高，也可以實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的運算，提高了效率，因此被廣泛利用與機械電子工程系統(tǒng)中。

不同于神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，模糊推理系統(tǒng)主要是借助網(wǎng)絡結構模擬一個與分析結果基本貼合的函數(shù)，因此模糊推理系統(tǒng)主要應用在處理模糊信息領域，它在完成近似函數(shù)時采用域到域的映射方式規(guī)則儲存信息。正是由于模糊推理系統(tǒng)的處理方式特點，使得其數(shù)據(jù)連接性不如神經(jīng)網(wǎng)絡牢靠，計算量較少。這種方式的特性決定了它對輸入信息的精確度要求不高，因此在輸入信息較為模糊的情況下，多采用該方式進行數(shù)據(jù)處理。

機械電子工程與人工智能整合思路構建過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)與模糊推理系統(tǒng)是相互融合使用的，對此通常是采取功能相似融合與功能互補融合兩種方式。相似融合是對模糊推理系統(tǒng)中變量函數(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡中非線性映射部分進行融合，對神經(jīng)元輸出信息調(diào)整實現(xiàn)對變量隸屬函數(shù)的修正，這種方式可以在簡化運算的同時保證信息處理量。互補融合則是將神經(jīng)網(wǎng)學習能力與模糊推理系統(tǒng)信息規(guī)則儲存方式相結合，提高神經(jīng)系統(tǒng)邏輯推理性和模糊推理系統(tǒng)的智能性。

5整合應用案例介紹

人工智能在機械電子工程領域的實際應用案例中，本文選擇以飛機動力地面模擬系統(tǒng)進行介紹，該系統(tǒng)涉及機械、電氣、液壓等相關技術的相互結合，整個系統(tǒng)相對而言較為復雜，對于數(shù)學模型的建立比較困難，很難得到一個正確的模型來實現(xiàn)系統(tǒng)控制。人工智能在系統(tǒng)中的應用打破了這一局限性，它可以克服系統(tǒng)對數(shù)學模型的依賴，利用神經(jīng)網(wǎng)絡以及模糊推理方式實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。

6結束語

本文從機械電子工程技術發(fā)展背景出發(fā)，得出人工智能應用是未來機械電子工程發(fā)展的必然趨勢?；谏鲜鲇^點，分別對機械電子工程與人工智能特點進行闡述，結合機械電子工程與人工智能二者之間的聯(lián)系，對二者整合思路構建提出一些看法，著重介紹了人工智能中神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)與模糊推理系統(tǒng)兩種應用方式，展示了人工智能在機械電子工程領域應用的優(yōu)越性。通過這些介紹，我們可以清晰認識到機械電子工程與人工智能的整合對二者發(fā)展的推動力，以及對社會經(jīng)濟發(fā)展的推動作用。

參考文獻

[1] 秦嬌嬌.探究機械電子工程與人工智能的關系[J].信息通信，2017， （4）：289.

[2] 張俊和.芻議機械電子工程與人工智能[J].裝備制造技術，2017， （1）：259-260.

[3] 田海虜.關于機械電子工程與人工智能的相關性分析[J].電子技術與軟件工程，2016，（11）：104-105.