人工智能在機械電子工程領域的應用

陳思佳 張迪

摘 要：近年來，科學技術迅猛發(fā)展，極大地促進了人工智能的發(fā)展，并在各個領域中得到廣泛應用，機電工程也得到了快速發(fā)展，傳統(tǒng)機械工程也因為信息技術融入以后，而逐步面向智能化的方向發(fā)展。機電工程和人工智能技術相互融合主要是基于機電工程特點和機械系統(tǒng)功能間的聯(lián)系和信息連接。在機電一體化工程中，引入人工智能的概念后，將會是操作更加簡便，進而形成一個全新的技術，這也是今后發(fā)展的重大趨勢。

關鍵詞：人工智能智能技術機械電子

1機械電子工程及人工智能的內涵

1.1機械電子工程

就機電工程學科而言，最早可追溯至上個世紀，是在電子工程、機械工程以及智能技術基礎上相互融合的新興學科。縱觀機電工程的發(fā)展，主要可劃分為三個階段：一是初級發(fā)展階段，此時手動是機械電子的主導發(fā)展方式，也是機械操作的主要形式。二是工業(yè)革命階段，該階段的特征是裝配線生產模式。在生產線上，工人無需明確所有工作流程，而只需負責他們各自的鏈接。明確的分工方式不僅讓工人的雙手得到解放，又能有效提升生產效率。三是現(xiàn)代機械與電子工業(yè)的階段，能夠讓機器設備滿足人們生產與生活需求，促進機電工程的快速發(fā)展。

1.2人工智能

人工智能是21世紀最偉大的科學之一。它是綜合控制論，計算機科學，心理學和語言學等多學科的交叉學科。人工智能的發(fā)展尚未形成統(tǒng)一的定義。作者認為，人工智能是研究如何使計算機模擬人類智能的科學技術。其核心是通過計算機模擬人類思維來幫助人類處理實際問題。目前，計算機的主要發(fā)展方向是人工智能，已成為世界三大領先技術之一。隨著互聯(lián)網技術的不斷發(fā)展，人工智能技術在各個領域取得了顯著成果。人工智能逐漸從單一的實體演變?yōu)榉植际綄嶓w，為人工智能的發(fā)展提供了新的方向。

2機械電子工程和人工智能的關系

機電系統(tǒng)在大多數(shù)情況下體現(xiàn)了它們固有的不穩(wěn)定性或相應的非線性，所以如果你想描述復雜系統(tǒng)中的輸入和輸出關系并不是一件容易的事情。在這個過程中，通常使用以下三種方法：（1）通過物理方程建立和形成數(shù)學關系；（2）充分運用豐富的經驗和相關理論建立法治基礎；（3）結合實踐，積累經驗，形成長期過程中的固有知識。定義數(shù)學推導和理論分析，并以此為指導，同時促進分析數(shù)學的研究，促進系統(tǒng)因果關系方法的建立。該方法的特點是密封性好，精度高，但有限。應用范圍只能應用在線性常數(shù)等相對簡單相應的系統(tǒng)中。如果系統(tǒng)更加復雜，則無法順利獲得數(shù)學分析公式。即使獲得了數(shù)學公式，也往往由于許多因素，如不確定性，非線性等因素而無法使計算順利進行。增加了該過程的復雜性。面對無法應用分析數(shù)學解決問題，人工智能可以很好地解決這個問題，同時為它提供了一種新的方法。

當建立相對復雜的相應系統(tǒng)模型時，其神經網絡和模糊邏輯系統(tǒng)是實現(xiàn)預期目的的兩種方式。前者采用人腦模擬，后接相應的語言信息處理，其特點是物理意義更加明顯；后者是指相應的人體神經結構，然后是數(shù)字信號加適當?shù)奶幚怼＿@個系統(tǒng)主要是通過規(guī)則和方法來實現(xiàn)信息存儲的目的，前者是通過分布式的方式實現(xiàn)這個目的。神經網絡在輸出階段的每個神經元之間都有固定的連接形式，因此總體上有相當多的計算量。但是，模糊邏輯系統(tǒng)的對應連接并不屬于固定形式，因此不受其限制，計算量較小。但是，如果我們看看輸入和輸出的精度，神經網絡的相應精度就會更高，同時可以看到光滑的曲面。此時，模糊邏輯系統(tǒng)不具備這樣的精度。

2.1改善機械電子工程的核心理念

機電工程的發(fā)展對當前的社會發(fā)展起著重要的作用。但是，它無法滿足當前技術方面的社會需求。實際應用過程中存在很大的不確定性。在系統(tǒng)的輸入和輸出中，總共會遇到各種問題。使用人工智能技術可以更新傳統(tǒng)的核心概念。機械和電子工程在系統(tǒng)的自動控制方面存在很大問題，人工智能可以通過網絡系統(tǒng)地模擬人腦結構。因此，在機電工程中，人工智能系統(tǒng)可以分析和處理系統(tǒng)中的信號，促進機電工程的發(fā)展。

2.2人工智能實現(xiàn)對系統(tǒng)內信號的自動識別

人工智能可以實現(xiàn)系統(tǒng)中各種信號的自動識別。識別后可對相關數(shù)據(jù)進行分析處理，使機械電子工程系統(tǒng)能夠有效組織數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)信息處理的效率和準確性。利用人工智能建立的機械電子工程系統(tǒng)可以有效提高生產效率，擴大使用空間。

3人工智能在機械電子工程中的應用技術

人工智能技術在機電工程中最具代表性的應用主要包括神經網絡系統(tǒng)和模糊推理系統(tǒng)兩個方面。這兩方面的應用主要是為了解決機電一體化系統(tǒng)的非線性和不穩(wěn)定性問題。

3.1神經網絡系統(tǒng)

人類使用由身體中無數(shù)神經元組成的神經網絡系統(tǒng)來完成思維過程。當我們的身體接收到信號并將其傳遞給神經網絡系統(tǒng)時，系統(tǒng)會根據(jù)個人的認知對其進行微調。處理并最終反饋。整個思維過程發(fā)生在神經網絡系統(tǒng)中。機電一體化工程中的神經網絡系統(tǒng)是模仿人體神經系統(tǒng)而形成的電子信息系統(tǒng)。神經網絡系統(tǒng)能夠在一定程度上達到更加真實的效果，對數(shù)字化信息進行分析，通過專門的算法獲得相應的處理結果，然后分析并獲取關聯(lián)的特殊值，最終生成相關函數(shù)。

3.2模糊推理

模糊推理系統(tǒng)是一種基于行為的仿生推理方法，主要用于求解模糊現(xiàn)象的復雜推理問題，在智能信息處理中具有很大的潛力。整個過程就是模仿人們的綜合判斷，處理傳統(tǒng)數(shù)學方法難以解決的模糊信息處理問題，如溫度調節(jié)和變化的非線性問題。

4結論

將人工智能與機電工程相結合是一個不可避免的過程，并且它一直被廣泛使用。隨著信息時代的到來和各學科的創(chuàng)新與融合，為我國產業(yè)轉型下機電產業(yè)的發(fā)展提供了有力保障。當然，它不限于機械和電子工程。未來，隨著科學技術的發(fā)展，人工智能將不可避免地與機電工程緊密結合，以滿足更復雜的系統(tǒng)設計，更精確的輸出結果以及更智能和靈活的處理。這種整合和互補注定將成為未來機電工程的發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1]高楊機械電子工程與人工智能的關系探究[J].中國高新技術企業(yè)，2015（08）：26-27.

[2]王宇飛，郝清龍，李春風.機械電子工程中人工智能技術的有效運用分析[J].時代農機，2017（02）：34-35.

[3]吳強.人工智能技術在機械電子工程領域的應用[J].時代農機，2016，43（04）：25-26.

[4]孟強.淺析人工智能技術在機械電子工程領域的應用[J].工程技術：全文版，2016（10）：214.

（作者身份證號碼：1、210882199104091241；2、210623199011246549）