機(jī)械電子工程與人工智能的關(guān)系探究

摘要：在人們的日常生活中，機(jī)械電子工程所發(fā)揮的作用越來(lái)越重要、越來(lái)越明顯。隨著世界各國(guó)逐漸發(fā)展機(jī)械電子工程，進(jìn)而提升了其生產(chǎn)力水平，同時(shí)因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步，讓機(jī)械電子工程已向智能趨勢(shì)發(fā)展，帶給機(jī)械電子工程新的變化。文章主要就機(jī)械電子工程與人工智能的關(guān)系進(jìn)行探討和研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程；人工智能；電子技術(shù)；機(jī)械工程；信息傳遞 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP391 文章編號(hào)：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

與傳統(tǒng)機(jī)械工程相比，機(jī)械電子工程有著很大的差異，它不僅將電子技術(shù)與機(jī)械工程兩相結(jié)合，并充分發(fā)揮兩者的用途和作用。同時(shí)，在將兩者各自的功能相連在一起的基礎(chǔ)上，在其中還增設(shè)了與信息的聯(lián)系，也就是在基于原有機(jī)械工程所具有的功能上，加入信息，讓其逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑摹?/p>

1 人工智能概述

人工智能是21世紀(jì)中最重要的三門學(xué)科之一，為人們的發(fā)展歷程提供了巨大的幫助。通過(guò)對(duì)高科技的不斷運(yùn)用，人工智能為人們的交流帶來(lái)了很大的便利，讓人們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端接收到很多信息，強(qiáng)化了信息的流通。人工智能技術(shù)在17～19世紀(jì)期間，其發(fā)展較為緩慢，但也因?yàn)檫@段緩慢的發(fā)展階段，使得其經(jīng)驗(yàn)得到不斷積累，為之后人工智能技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并為技術(shù)的革新提前做出了充足的準(zhǔn)備。其中幾乎都在簡(jiǎn)單的映射方面進(jìn)行停留，在邏輯思維方面沒(méi)獲取更好的成效和成果，但是在自然語(yǔ)言理解以及機(jī)器人方面得到了很大的發(fā)展。在20世紀(jì)中期，“人工智能”的概念首次于美國(guó)舉行的“侃談會(huì)”中被提出，同時(shí)還對(duì)其范圍進(jìn)行了規(guī)定，使其得到了更加規(guī)范的發(fā)展。在這一階段，人工智能也得到了迅速的發(fā)展，并讓其發(fā)展也逐漸穩(wěn)定下來(lái)，并且隨著科技革命的深入以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷普及，讓人工智能為人們提供了更加方便的服務(wù)，進(jìn)而發(fā)揮出其重要作用，還實(shí)現(xiàn)其各個(gè)主體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际街黧w發(fā)展的現(xiàn)象。并且在該階段的人工智能受到了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，不僅為信息社會(huì)創(chuàng)造了很多的便利，還改變了信息傳遞的方式等。

2 機(jī)械電子工程概述

機(jī)械工程、電子工程和信息工程共同組成了機(jī)械電子工程，并且其是一項(xiàng)多學(xué)科的機(jī)械活動(dòng)。電子技術(shù)與機(jī)械工程的結(jié)合，不只在物理上進(jìn)行了結(jié)合，在功能上也進(jìn)行了信息連接，同時(shí)還包括了通過(guò)智能化處理所有機(jī)械電子信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而且相比于傳統(tǒng)的機(jī)械工程，機(jī)械電子工程的不同之處就是其具有相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)部件以及元件都不多，相應(yīng)所占據(jù)的空間、面積等都比較少，雖然其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但只要保證設(shè)計(jì)合理，就能讓機(jī)械電子工程的面貌不像傳統(tǒng)那樣笨重，還能使其產(chǎn)品性能得到提高。而且作為一門非獨(dú)立的學(xué)科，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，工程師會(huì)根據(jù)不同的其標(biāo)準(zhǔn)和要求，所開展的設(shè)計(jì)工作也會(huì)不同，這些設(shè)計(jì)所要求的專業(yè)知識(shí)也來(lái)源于不同的領(lǐng)域和方面。但也因此讓設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品的實(shí)用性更強(qiáng)。

可以將機(jī)械電子工程的發(fā)展可劃分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要是依靠工人的勞動(dòng)力來(lái)開展機(jī)械電子工程的手工作業(yè)，同時(shí)也是制約其生產(chǎn)力的一個(gè)主要因素，并且因?yàn)檫@種極低的生產(chǎn)力，也是對(duì)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用；第二個(gè)階段是工業(yè)革命技術(shù)的改革，隨著生產(chǎn)設(shè)備的不斷更新以及規(guī)模逐漸擴(kuò)大的流水線作業(yè)，不僅大大提高了社會(huì)生產(chǎn)力，也讓相當(dāng)一部分的人工勞動(dòng)力得到了解放。但也因?yàn)槠浼夹g(shù)與社會(huì)的需求和要求還不相符，其生產(chǎn)模式老化并沒(méi)有足夠的靈活性，使其迫切需要進(jìn)一步的革新。第三個(gè)階段是轉(zhuǎn)型時(shí)期的到來(lái)，為機(jī)械電子工程帶來(lái)了質(zhì)的變化，雖然科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，讓當(dāng)前的時(shí)代更加講究效率，并且對(duì)其靈活性提出了更高的要求，但這也為機(jī)械電子工程的革新指明了方向，從而逐漸形成了適應(yīng)性強(qiáng)、質(zhì)量高的靈活生產(chǎn)方式，不僅使得現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的效率得到提高，最大限度地帶來(lái)更高的效益，還讓人工智能進(jìn)一步融入到機(jī)械電子工程中，進(jìn)而對(duì)機(jī)械電子工程的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。

3 機(jī)械電子工程與人工智能的關(guān)系分析

在機(jī)械電子系統(tǒng)中應(yīng)用人工智能應(yīng)該從建模開始，再到控制并診斷，從某種程度上可以說(shuō)其問(wèn)題的解決是通過(guò)信息來(lái)進(jìn)行。機(jī)械電子系統(tǒng)通常都包含有本質(zhì)的不穩(wěn)定性亦或是非線性，所以難以描述這種復(fù)雜系統(tǒng)中輸入、輸出的關(guān)系。描述該系統(tǒng)輸入輸出的關(guān)系在通常情況下是有三種方法：第一種是通過(guò)物理方程來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)關(guān)系式的建立；第二種方法是在具有豐富經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)則庫(kù)的建立；第三種方則是基于實(shí)踐的學(xué)習(xí)進(jìn)而形成知識(shí)。以數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論分析為指導(dǎo)，在運(yùn)用解析數(shù)學(xué)方法的基礎(chǔ)上，建立起系統(tǒng)因果關(guān)系方法，該方法會(huì)更加嚴(yán)密和精確，但不足之處在于只能在線性定常等相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中適用。因?yàn)樵趶?fù)雜的系統(tǒng)中，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)解析式仍然很難給出的，而且即使給出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)解析式，往往又因?yàn)楹芏嘁蛩氐挠绊懀绮淮_定性、非線性以及不完全的信息等，這樣就有可能急劇增加其計(jì)算的復(fù)雜性，甚至不能進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)隨著機(jī)械電子系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，因此不得不處理不同類型的信息。智能化的處理過(guò)程往往是以已知信息作為基礎(chǔ)的，其過(guò)程既是未知的，是繁雜的，并且沒(méi)有具體的實(shí)現(xiàn)途徑。對(duì)于在解決問(wèn)題方面不能采取解析數(shù)學(xué)方法，人工智能可以為其補(bǔ)充，而且也為其提出了解決問(wèn)題的新途徑。

在建立復(fù)雜的系統(tǒng)模型過(guò)程中，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯系統(tǒng)是其實(shí)現(xiàn)目的的兩種途徑。模糊邏輯系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)人腦功能的模擬，進(jìn)而對(duì)語(yǔ)言信息進(jìn)行處理，具有較為明確的物理意義。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則是對(duì)人神經(jīng)結(jié)構(gòu)加以仿照，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的處理。在對(duì)輸入輸出關(guān)系的處理上，這兩種方法具有相同之處，同時(shí)也存在相應(yīng)的差異性。模糊邏輯系統(tǒng)采用的是通過(guò)規(guī)則方式進(jìn)行信息儲(chǔ)存的實(shí)現(xiàn)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則是通過(guò)分布式的方式進(jìn)行信息儲(chǔ)存的實(shí)現(xiàn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在輸出的時(shí)候因?yàn)樵诟鱾€(gè)神經(jīng)元之間存在固定的聯(lián)系，因此通常都具有較大的計(jì)算量，而模糊邏輯系統(tǒng)的連接是不固定的，因此相比于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其計(jì)算量會(huì)比較小。但是針對(duì)輸入輸出的精度方面，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有精度又比較高，而且呈現(xiàn)光滑的曲面，而模糊邏輯系統(tǒng)的精度較低，并且呈現(xiàn)臺(tái)階狀。

雖然這兩種途徑都能在一定程度上緩解和控制復(fù)雜的機(jī)械電子系統(tǒng)這一挑戰(zhàn)，但當(dāng)系統(tǒng)更為復(fù)雜的時(shí)候就不能通過(guò)單一的方法加以解決。隨著不斷深入的研究和分析，讓人們認(rèn)識(shí)到綜合系統(tǒng)對(duì)機(jī)械電子工程與人工智能進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的重要性與必要性。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正是將上述兩種途徑綜合后所形成的一種全新系統(tǒng)，也就是將兩者所具有的優(yōu)點(diǎn)都集集中到該系統(tǒng)中，將兩者的可取之處加以融合，并去掉了不需要并且存在缺陷的部分，進(jìn)而形成了一個(gè)具有一定可操作性和實(shí)用性的新方法。

4 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及各類理論知識(shí)范圍的不斷擴(kuò)展和豐富，使其交叉融合的現(xiàn)象逐漸出現(xiàn)在了當(dāng)前很多學(xué)科中。而在長(zhǎng)期的發(fā)展中，機(jī)械電子工程和人工智能也相互發(fā)生了交叉和融合，并且還有很多相關(guān)理論學(xué)科及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到了衍生，進(jìn)而不斷推進(jìn)了機(jī)械電子工程的發(fā)展，還促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 王琪.機(jī)械電子工程與人工智能的關(guān)系探究[J].科技傳播，2012，（1）.

[2] 鄭?？?機(jī)械電子工程與人工智能的關(guān)系探究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012，（22）.

[3] 萬(wàn)紹強(qiáng).機(jī)械電子工程與人工智能的關(guān)系[J].門窗，2014，（9）.

作者簡(jiǎn)介：高楊（1986-），女，河北秦皇島人，河北廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)秦皇島有限公司助理工程師，研究方向：電子工程。

（責(zé)任編輯：周 瓊）