人工智能和機(jī)械電子工程相關(guān)性分析

閆 海

(新疆阿勒泰地區(qū)哈巴河縣人民醫(yī)院 新疆阿勒泰 836700)

傳統(tǒng)機(jī)械工程由動(dòng)力與制造組成，動(dòng)力類工程以發(fā)電機(jī)為對(duì)象進(jìn)行生產(chǎn)，制造工程以毛坯制造等為主。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化水平不斷提高，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。電子工程起步較晚，在20世紀(jì)與傳統(tǒng)機(jī)械工程結(jié)合。最初采取塊與塊分離模式，將電子工程與傳統(tǒng)機(jī)械工程結(jié)合。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)把傳統(tǒng)機(jī)械工程與電子工程結(jié)合。人工智能是信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)物，使機(jī)械電子工程發(fā)展成為信息鏈接，提高了機(jī)械電子工程生產(chǎn)效率，為其可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

一、機(jī)械電子工程概述

20世紀(jì)在社會(huì)化生產(chǎn)背景下，科學(xué)領(lǐng)域不斷發(fā)展，影響行業(yè)分工精細(xì)化，各行業(yè)各相互作用，推動(dòng)機(jī)械電子工程的產(chǎn)生，把傳統(tǒng)機(jī)械工程與相關(guān)領(lǐng)域如信息智能等結(jié)合形成現(xiàn)代新產(chǎn)業(yè)。社會(huì)主義新時(shí)期，機(jī)械電子工程呈現(xiàn)出日益復(fù)雜的特點(diǎn)。機(jī)械電子工程跨學(xué)科性強(qiáng)，是涵蓋多學(xué)科形成的學(xué)科。電子機(jī)械工程設(shè)計(jì)中以機(jī)械工程為核心，結(jié)合電子工程，根據(jù)配置系統(tǒng)綜合其他學(xué)科技術(shù)。機(jī)械電子產(chǎn)品外形構(gòu)造簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能得到提高。

（一）機(jī)械電子工程的發(fā)展

機(jī)械電子工程發(fā)展經(jīng)歷萌芽階段，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)與機(jī)械電子產(chǎn)業(yè)階段。萌芽階段主要以手工加工進(jìn)行生產(chǎn)，需要依靠大量勞動(dòng)力獲得經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，缺乏勞動(dòng)力阻礙生產(chǎn)力發(fā)展?？茖W(xué)家開(kāi)始研究機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)。第二階段以流水線作業(yè)為依托進(jìn)行生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率，由于標(biāo)準(zhǔn)件要求嚴(yán)格，不具有靈活性[1]。隨著社會(huì)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)不能適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展需求?，F(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏加快，為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求，要求相應(yīng)的生產(chǎn)方式推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展，要求生產(chǎn)周期短、靈活性強(qiáng)的高科技生產(chǎn)方式，機(jī)械電子工程把物流、加工有機(jī)結(jié)合進(jìn)行生產(chǎn)。機(jī)械電子工程是工程學(xué)科跨學(xué)科專業(yè)，在電子信息技術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展，完成物理信息功能的鏈接，可以對(duì)機(jī)械電子信息相關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行人工智能處理，在不斷發(fā)展中形成獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

（二）機(jī)械電子工程的特點(diǎn)

機(jī)械電子工程綜合性強(qiáng)，涵蓋多種學(xué)科，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以機(jī)械工程為核心，結(jié)合電子工程，根據(jù)目標(biāo)需求綜合其他學(xué)科技術(shù)，設(shè)計(jì)工程師會(huì)結(jié)合各個(gè)模板完成設(shè)計(jì)工作。電子機(jī)械產(chǎn)品體積小巧，不同于傳統(tǒng)機(jī)械笨重特征，產(chǎn)品性能得到提高。當(dāng)代信息科技高速發(fā)展，能綜合運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化電子技術(shù)與機(jī)械工程，能夠把握機(jī)械電子工程的發(fā)展。人工智能在機(jī)械電子工程中的運(yùn)用成為現(xiàn)實(shí)[2]。目前，我國(guó)主要引進(jìn)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線，生產(chǎn)線靈活性較差。為促進(jìn)機(jī)械電子工程的發(fā)展，需要將機(jī)械電子工程與人工智能結(jié)合，實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

二、人工智能的發(fā)展

人工智能是計(jì)算機(jī)學(xué)科的分支，智能涉及自我意識(shí)等多個(gè)領(lǐng)域，目前學(xué)界對(duì)其定義存在爭(zhēng)議。斯坦福大學(xué)人工智能研究中心教授尼爾遜教授對(duì)人工智能的定義較為權(quán)威，認(rèn)為人工智能是有關(guān)知識(shí)學(xué)科，如何獲取運(yùn)用知識(shí)的學(xué)科。麻省理工學(xué)院溫斯頓教授認(rèn)為，人工智能是研究如何使計(jì)算機(jī)做人能做的智能工作。人工智能是研究人類智能活動(dòng)規(guī)律的人工系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟硬件模擬人類智能行為理論方法。

人工智能發(fā)展經(jīng)歷了萌芽階段、受挫階段、穩(wěn)步發(fā)展階段。1642年法國(guó)哲學(xué)家帕斯卡發(fā)明首臺(tái)機(jī)械加減計(jì)算機(jī)，各國(guó)科學(xué)家開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)。馮諾依曼發(fā)明首臺(tái)計(jì)算機(jī)，使人類社會(huì)進(jìn)入人工智能萌芽期，處于理論與實(shí)踐探索階段，積累了很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。1956年，以明斯基等具有遠(yuǎn)見(jiàn)的科學(xué)家研究計(jì)算機(jī)模擬智能系列問(wèn)題，人工智能學(xué)科正式誕生。第一階段人工智能研究運(yùn)用于翻譯等方面取得系列成果，人工智能發(fā)展速度得到提高，使人們相信不斷研究科學(xué)，最終能依據(jù)人類邏輯思維規(guī)律創(chuàng)造模仿人類智能活動(dòng)的機(jī)器。

人工智能發(fā)展經(jīng)歷第一階段后，后期探索中出現(xiàn)瓶頸。在上世紀(jì)六七十年代科學(xué)家對(duì)人工智能工作原理研究，發(fā)現(xiàn)機(jī)器模仿人類思維非常困難。許多研究者采用簡(jiǎn)單映射方法，導(dǎo)致研究結(jié)果難以突破[3]。一些科學(xué)家進(jìn)行大膽創(chuàng)新，許多領(lǐng)域如機(jī)器人等方面取得可喜成就。1972年，法國(guó)科學(xué)家發(fā)明邏輯編程語(yǔ)言成為廣泛運(yùn)用的人工智能語(yǔ)言。1977年，第五屆人工智能聯(lián)合會(huì)開(kāi)展，人工智能快速發(fā)展?jié)B透到各領(lǐng)域。隨著商業(yè)化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人工智能得到廣泛應(yīng)用。在分布式人工智能等關(guān)鍵性技術(shù)，實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題如智能機(jī)器人等方面得到很大發(fā)展?？萍疾粩喟l(fā)展使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到普及，使人工智能趨向于分布式主體。人工智能的演變中呈現(xiàn)出復(fù)雜性，可以應(yīng)對(duì)多個(gè)智能主體目標(biāo)進(jìn)行求解。

三、人工智能在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

物質(zhì)和信息是人類社會(huì)賴以發(fā)展的因素，社會(huì)發(fā)展初期，人類把物質(zhì)生產(chǎn)放在生存首位，采用結(jié)繩記事方法進(jìn)行信息交流，隨著生產(chǎn)力的提高，人類認(rèn)知能力提升，信息在生產(chǎn)中重要性日益凸顯。文字出現(xiàn)充分展現(xiàn)其信息傳遞功能，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及為信息傳遞注入新的活力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到廣泛普及，成為進(jìn)行信息傳輸?shù)闹饕橘|(zhì)，信息社會(huì)運(yùn)行以人工智能為技術(shù)支撐，模型建立及故障診斷需要人工智能信息處理。

電子信息技術(shù)對(duì)推動(dòng)機(jī)械工程發(fā)展具有重要作用，但其存在一定缺陷，導(dǎo)致機(jī)械電子系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系描述困難[4]。傳統(tǒng)機(jī)械工程主要運(yùn)用推導(dǎo)法描述，建設(shè)規(guī)則庫(kù)生成知識(shí)豐富運(yùn)用普遍。傳統(tǒng)描述豐富具有精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，但只能處理線性系統(tǒng)，對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)不能運(yùn)用數(shù)學(xué)解析式方法。傳統(tǒng)機(jī)械電子系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是運(yùn)作不穩(wěn)定，現(xiàn)代社會(huì)各行業(yè)需要系統(tǒng)構(gòu)成呈現(xiàn)出復(fù)雜性，經(jīng)常出現(xiàn)對(duì)不同信息同時(shí)處理的情況。如傳感器使用對(duì)專家預(yù)言信息解讀，人工智能系統(tǒng)處理信息具有復(fù)雜性，人工智能技術(shù)融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)信息處理優(yōu)勢(shì)，成為機(jī)械電子工程信息處理的首選方式。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人工智能進(jìn)行系統(tǒng)建立的常見(jiàn)方法，可以模擬人腦結(jié)構(gòu)，分析傳達(dá)數(shù)字信號(hào)。模糊推理系統(tǒng)能根據(jù)人腦功能模擬，分析傳達(dá)語(yǔ)言信號(hào)。機(jī)械電子工程系統(tǒng)輸入處理時(shí)，二者相似點(diǎn)體現(xiàn)在以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為平臺(tái)選取精度形成連續(xù)函數(shù)，區(qū)別是模糊推理系統(tǒng)更具有明確性，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用點(diǎn)到點(diǎn)映射方式，信息儲(chǔ)存方式為分布式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)每個(gè)神經(jīng)元聯(lián)系相對(duì)固定，模糊推理系統(tǒng)不需大量計(jì)算。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)精度較高，模糊推理系統(tǒng)呈現(xiàn)出臺(tái)階狀[5]。現(xiàn)代機(jī)械電子工程領(lǐng)域，科學(xué)家致力于綜合性強(qiáng)的人工智能系統(tǒng)研究，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模擬推理系統(tǒng)結(jié)合是典型的代表，可以充分發(fā)揮最大功能。

人工智能使用模糊推理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的描述，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與模糊推理系統(tǒng)相互作用，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模擬對(duì)數(shù)字信號(hào)接收等系列操作，模糊推理系統(tǒng)模仿人腦功能，將接收語(yǔ)言信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)依靠分布式手段儲(chǔ)存信息，神經(jīng)元具有緊密的鏈接，模糊推理系統(tǒng)處理任務(wù)較輕，主要依靠規(guī)則方式存儲(chǔ)信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)輸入準(zhǔn)確度更高，模糊推理系統(tǒng)處理會(huì)有間斷性。機(jī)械電子系統(tǒng)非常復(fù)雜，面對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)需要使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，準(zhǔn)確進(jìn)行信息處理與系統(tǒng)描述。機(jī)械電子工程與人工智能具有密切聯(lián)系，人工智能通過(guò)機(jī)械工程應(yīng)用促進(jìn)自身發(fā)展，機(jī)械電子工程發(fā)展由于人工智能加入帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

四、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械電子工程產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，人工智能受到各行業(yè)的重視，人工智能逐漸應(yīng)用于機(jī)械電子工程產(chǎn)業(yè)，人工智能在機(jī)械電子工程中應(yīng)用，為其可持續(xù)發(fā)展提供支持，二者完美結(jié)合能為行業(yè)提供更好的發(fā)展空間。