機械電子工程中人工智能技術(shù)的有效運用探究*

李月振 ，蘇文科 ，趙 健

（青島恒星科技學院，山東 青島 266100）

1 機械電子工程

1.1 機械電子工程的概念

電子工程是一門涉及面廣泛的學科，是信息、電子、管理、智能等各個學科的融合，但是最主要的部分仍然是機電系統(tǒng)[1]。隨著電子工程、電氣工程、智能管理等學科的發(fā)展，目前機械電子工程正朝著智能化、多功能化的方向發(fā)展。計算機技術(shù)、電子工程及機械工程作為機械電子工程的核心，對機械電子工程的發(fā)展起著不可小視的作用，因此如果要發(fā)展機械電子工程，就必須把其核心內(nèi)容相融合并取長補短，同時在電子工程設計中采用不同的技術(shù)和方法，將不同的模塊結(jié)合并組裝起來，進而完成科學有效的設計。雖然電子工程產(chǎn)品的內(nèi)部比較復雜多樣，但是它們具有很高的使用率和比較完備的性能，基于這一優(yōu)點，機械電子產(chǎn)品就足以取代傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品。

1.2 機械電子工程的特點

機械電子工程是電子工程、自動化工程和機械工程的有機結(jié)合，是一門綜合性比較強的科學學科[2-3]，所以其地位不言而喻。目前機械電子工程具有以下幾個特點。第一，機械電子產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造并不復雜，但產(chǎn)品的尺寸不夠合理，相對短小。若想使機械電子工程更加具有競爭力，那么就要改變以往傳統(tǒng)機械電子產(chǎn)品的特點，例如增加電子產(chǎn)品的尺寸與占地面積，將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜化。第二，機械電子工程設計方案具有科學性和合理性。在電子工程、機械工程和自動化技術(shù)相結(jié)合的時代背景下，相關工作人員可以做出科學合理且更加全面的決策，使機械電子工程更具科學性，并且使其適應這一大背景更好地發(fā)展。比如機電工程與管理技術(shù)相互融合、取長補短，可以在管理體制層面促進機械電子工程的發(fā)展與創(chuàng)新，具有重要的現(xiàn)實意義和突出的綜合價值。

2 人工智能

2.1 人工智能的概念

意識結(jié)構(gòu)的改變和變化與人工智能技術(shù)的應用有著密切聯(lián)系，人工智能技術(shù)的應用使意識理論的研究領域范圍更加廣闊[4]。人意識器官范疇中加入了一個全新的科學的機械設備——人工智能終端，人工智能技術(shù)的應用不僅可以完成人腦的一部分意識活動，而且還具有人腦不具有的功能優(yōu)勢，比如處理信息的能力、采取行動的方式與速度、對工作記憶的準確性等方面都高于人腦。同時，未來ICT等網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新也需要人工智能技術(shù)為其提供技術(shù)、方向和理論上的指導，其中ICT產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向就是提高云計算、深核計算、智能算法等大規(guī)模網(wǎng)絡計算大數(shù)據(jù)的能力。人工智能領域研究的重點是深度學習，可以通過模擬人腦的運行思維來分析深度學習的方法，對信息以及大數(shù)據(jù)進行整合，然后深度學習，使互聯(lián)網(wǎng)領域成為未來發(fā)展的主要領域。

計算機的功能是人工智能技術(shù)得以運行的保障，深入研究與創(chuàng)新計算機的功能，并總結(jié)方法，可以認識和得到一門智能學科。人工智能技術(shù)作為一門綜合性的學科，內(nèi)容相當豐富，其中包括未來科學、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、心理學、神經(jīng)生物學、語言學等多種學科與技術(shù)[5]。人工智能可以分為幾個不同的發(fā)展層次：在第一層次中，翻譯、證明、辯論等是人工智能重點的研究與發(fā)展方向，該層次主要是以計算機的應用、自然語言的翻譯與理解、專家講座和機器的應用作為研究方向與突破口，并且取得了相當可觀的成績；在第二層次中，人工智能的主要發(fā)展方向是以大數(shù)據(jù)知識的理解與應用和功能的商業(yè)化發(fā)展作為突破口，這一方向與當今的時代相吻合，使得人工智能的發(fā)展速度有很大提升。但是在一個穩(wěn)定的發(fā)展階段，人工智能的形式單一，缺乏活力，只能以單個主體為主。這就是在人工智能的現(xiàn)階段，它主要發(fā)展成一種復雜的智能技術(shù)的原因。

2.2 人工智能技術(shù)的特點

人工智能通過對人的智能進行研究與整合，創(chuàng)造出了一套模擬人腦智能的理論方法，并且對這些理論方法進行實踐，得出了一種科學的、系統(tǒng)的全新學科[6]。人工智能作為計算機科學的核心，人工智能技術(shù)的發(fā)展與應用就是為了開發(fā)全新的技術(shù)，并且制造出與人腦思維幾乎一致的智能機器。它具有人的意識與行動，所以對語言的加工和處理以及圖像的識別都要進行系統(tǒng)的研究。人工智能技術(shù)的特點如下：1）人工智能技術(shù)可以提高大眾的理解與溝通能力，還可以通過語言翻譯系統(tǒng)實現(xiàn)不同群體之間的交流與溝通，使人與人之間的交流與溝通變得更加順利與密切，這不僅可以促進社會文明的進步與發(fā)展，還可以為人工智能技術(shù)的創(chuàng)新提供方向與動力；2）經(jīng)濟的健康增長與人工智能技術(shù)的發(fā)展有著密切聯(lián)系，通過人工智能對市場進行大數(shù)據(jù)的整合和研究，可以擴大內(nèi)需和促進消費，進一步有效地促進經(jīng)濟的健康增長；3）人工智能技術(shù)可以對企業(yè)內(nèi)部進行有效的整理和科學的整合，使其達到最優(yōu)布局，同時對市場進行科學的研究，從而提高企業(yè)的競爭力，進一步促進企業(yè)高效發(fā)展。

3 人工智能技術(shù)與機械電子工程之間的關系

人工智能技術(shù)與機械電子工程有著密不可分的關系。機械電子工程主要是通過使用電子信息和輸入輸出程序來實現(xiàn)對信息加工和傳遞的控制。信息的輸出和輸入過程中，機電工程控制過程的穩(wěn)定性很差，使得一些電子信息很容易在輸出和輸入中出錯，特別是當電子信息系統(tǒng)處理大量復雜繁亂的信息時，對信息的處理更加困難，使得電子信息系統(tǒng)對信息的掌控能力大大降低，進而導致信息在傳輸過程中出現(xiàn)不準確、速度慢等問題。但是人工智能技術(shù)很好地解決了這一問題，因為人工智能系統(tǒng)具有實時監(jiān)控電子信息系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的錯誤的能力，所以電子信息系統(tǒng)的不穩(wěn)定性可以通過該技術(shù)的檢測得到改善，有利于提升電子信息系統(tǒng)準確處理信息的能力，使其更好地發(fā)揮輔助信息傳遞與加工的作用。

4 人工智能技術(shù)在機械電子工程中的有效應用

在電子信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，人工智能技術(shù)對機械電子工程的發(fā)展起著越來越重要的作用，并且在機械電子工程中得到很好的發(fā)展。通過研究機械電子工程的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)機械工程的穩(wěn)定性很差，這使得電子系統(tǒng)存在復雜的輸入和輸出關系。在傳統(tǒng)方法中，信息系統(tǒng)的使用具有科學性、嚴密性和精準性，所以復雜的信息系統(tǒng)對信息的處理效率很低。通過對人工智能模型的研究和應用，可以建立一個比較完整、科學的信息處理體系，整個操作系統(tǒng)的建立是由模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)相結(jié)合而成的。

目前人工智能在機械電子工程中的具體應用包括多個方面，其中最具代表性的就是模糊推理系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用。通過對模糊推理系統(tǒng)的應用和研究，文章得出模糊結(jié)合理論是這個較完整系統(tǒng)的根本理論。神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)也稱人工神經(jīng)系統(tǒng)，人工神經(jīng)系統(tǒng)是以人類神經(jīng)系統(tǒng)為主要模仿對象的電子信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)將“遍布式”作為主要存儲信息的方式，系統(tǒng)的智能化則是通過神經(jīng)元的作用而實現(xiàn)。實現(xiàn)人工智能的方法為：首先對數(shù)字信息和數(shù)據(jù)通過模擬結(jié)合的形式和方法進行分析和理解，最后得出分析結(jié)果，而參與價值是通過分析結(jié)果得出來，這就是得到具體關聯(lián)函數(shù)的基礎。人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)朝著智能化發(fā)展的基礎就是神經(jīng)元系統(tǒng)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。與模糊推理系統(tǒng)相比，它能計算出更復雜、更龐大的數(shù)學，即能提供更復雜、準確的信息和數(shù)據(jù)。這兩個系統(tǒng)的區(qū)別在于模糊推理系統(tǒng)是映射域，而神經(jīng)網(wǎng)絡是映射點，所以神經(jīng)推理系統(tǒng)比模糊推理系統(tǒng)的準確性高。但目前模糊推理系統(tǒng)已廣泛應用于機電工程中，因為它在應用過程中可以通過接觸纖維元件模擬人腦的功能來分析人類的語音信號，之后通過科學、全面的網(wǎng)絡分析與加工，可以得出多組不同的函數(shù)關系。

在非線性表達式中，首先要找到一個合適的表達空間，這就使網(wǎng)絡的非線性和鄰近性得到改善，具體的方法是進一步增加網(wǎng)絡的存儲空間，但是網(wǎng)絡的含義不適合用這種方法解釋。另一種方法是改進網(wǎng)絡的連接函數(shù)，這不僅能識別語言并且通過自己的方式表達，而且能提高數(shù)值計算的準確性，最終形成模糊函數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡函數(shù)通過兩種系統(tǒng)的融合發(fā)展，可以將模糊、不準確的邏輯規(guī)則連接起來，成為系統(tǒng)而科學的邏輯規(guī)則。這一方法推動了神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊推理的結(jié)合與互補，而推理規(guī)則與方法的形成是把乘積隱含算子、面積中心法、連接函數(shù)相結(jié)合并且進行科學的研究。最后，以機電和人工智能技術(shù)的應用為例，分析了飛機地板仿真系統(tǒng)的控制效果。飛機地面模擬系統(tǒng)的應用原理可以作為兩種系統(tǒng)結(jié)合的參考，該系統(tǒng)的設計基于模型試驗的機電液一體化技術(shù)，采用液壓伺服系統(tǒng)代替飛機發(fā)動機進行飛行性能測驗。

5 結(jié)語

綜上所述，人工智能技術(shù)作為機械電子工程的重要部分，在很大程度會影響到機械電子工程的發(fā)展。所以，應當明確機械人工智能技術(shù)的發(fā)展方向，并且利用好人工智能技術(shù)與機械電子工程的關系，提高機械電子工程的使用效率，推動工業(yè)的發(fā)展和工業(yè)模式的創(chuàng)新，進而推動生產(chǎn)力的提升。