自動化：創(chuàng)造人機共舞的未來

本文主角：自動化

講述人：嵇涵琦（電子科技大學）

適合人群：數(shù)理基礎(chǔ)扎實，邏輯思維清晰，具備好奇心與探索欲，自學能力和編程能力強的同學

你對自動化知多少？

《流浪地球2》中酷炫的機械手臂，《007之擇日而亡》中可以隱身的自動駕駛車，《西部世界》里“大變活人”的3D打印，《機械姬》中擁有獨立思考能力的仿人機器人Ava……這些看起來不可能實現(xiàn)的黑科技，已經(jīng)悄然走進我們的生活，小到智能掃地機器人，大到無人駕駛汽車，都讓我們感受到：“未來”已至。你知道嗎？這些黑科技背后，有一個神秘的專業(yè)在支撐，它就是自動化專業(yè)。

那么，自動化專業(yè)是個怎樣的專業(yè)？

從定義來講，自動化是指在不受人直接干預的情況下，機器能夠自動地按照指令實現(xiàn)預期目標的過程，其核心為自動控制。因此，自動化專業(yè)的核心課程為控制理論，主要涉及如何分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性以及如何調(diào)節(jié)和設(shè)計系統(tǒng)來滿足性能指標要求。而這個系統(tǒng)，可以是一個龐大的無人機集群，也可以是冰箱的溫控系統(tǒng)。以無人機集群為例，如何控制無人機集群，使其能夠根據(jù)命令準確地完成指定動作，是自動化學子需要學習的內(nèi)容。

自動化隱匿于我們生活的方方面面，支持著各行各業(yè)的創(chuàng)新性發(fā)展，如國防軍工、航空航天、工業(yè)生產(chǎn)、康復醫(yī)療、智能家居等，這使得自動化成為未來不可或缺的專業(yè)之一。

自動化人都是“六邊形戰(zhàn)士”

自動化專業(yè)的課程往往會包含計算機、通信、機電這幾類專業(yè)的相關(guān)課程，專業(yè)所學覆蓋龐大的知識體系，因此我們也戲稱自己為“六邊形戰(zhàn)士”。要想學好自動化，僅僅擁有扎實的數(shù)理基礎(chǔ)還不夠，我們還需要有強大的實踐操作能力，因為專業(yè)學習過程中會接觸到編程、焊接電路、電路設(shè)計與搭建等。

通常情況下，學校會為學生安排相應(yīng)的實踐課程和提供自主學習的實踐平臺。例如，電子科技大學開設(shè)有新生研討課——智能循跡避障小車。在課程學習過程中，同學們五人一組，自主搭建一輛智能循跡小車，通過機械安裝、編寫程序、調(diào)試參數(shù)等步驟，使得小車可以規(guī)避障礙，并且沿著復雜的軌跡跑起來！在最后一堂課上，老師還安排了趣味小車競速挑戰(zhàn)賽，我們在緊張的比賽環(huán)境中反復調(diào)試參數(shù)，確保小車循跡又快又穩(wěn)。小組成員通力合作，在完賽的瞬間成就感滿滿。

課余時間，我們參加學院組織的訓練營和電路設(shè)計比賽。完美的波形，多彩的LED立方體，可以聲控的智能門鎖，3D打印出來的金字塔……在一個個自己動手完成的科技作品中，我們感受著自動化專業(yè)的魅力，也體悟著技術(shù)對生活的改變。

多維嘗試，然后選擇熱愛

很多人將自動化專業(yè)稱為“萬金油”專業(yè)，并將“萬金油”與“學不精”畫上等號。于我而言，與其說是學不精，倒不如說是自動化專業(yè)為我們提供了更多的選擇與機會。自動化專業(yè)涉及數(shù)學、力學、電學等方面的理學課程，同時系統(tǒng)地培養(yǎng)學生的編程能力、邏輯思維能力等工學素養(yǎng)，這樣的多維知識體系使我們的“軟硬件能力”都得到了提高，并指引著我們主動發(fā)掘并選擇自己真正熱愛的研究方向。

本科期間，我有幸接觸到“人工智能+醫(yī)療”的交叉學科方向。目前，有超過6000萬的殘障人士和1億的老人有康復需求，中國康復醫(yī)療市場需求巨大，供給嚴重缺乏，而以新一代人工智能為核心的電子信息技術(shù)為傳統(tǒng)康復治療注入了新的動能，為重塑康復醫(yī)學提供了無限可能。比如，外骨骼機器人助力千余名截癱、偏癱患者重新站立，緩解了患者心理和生理上的雙重壓力，讓原本只能在輪椅上度過后半生的他們成為站起來的“鋼鐵俠”。我想，這就是自動化帶給我們的價值與意義，用技術(shù)解決問題，以熱愛重塑新生。

人機共舞的未來，由我們創(chuàng)造！

在新工科人才培養(yǎng)體系下，自動化專業(yè)越來越展現(xiàn)出其優(yōu)勢與價值。從“制造大國”到“制造強國”，創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，人類雙手的解放，生產(chǎn)效率的提高，都離不開自動化專業(yè)的支撐。

未來社會是人類與機器人共融的社會。目前，基于自動化而發(fā)展起來的人工智能蓬勃發(fā)展，人工智能算法對我們的生活產(chǎn)生了越來越大的影響與改變。ChatGPT，AlphaGo，這些挑戰(zhàn)人類潛能的人工智能，也不斷引起我們對這個神秘領(lǐng)域的思考與探索，我們無法預知人工智能的邊界在哪里。未來的社會是什么樣子的？我們能否真正實現(xiàn)與機器共舞？也許在不遠的將來，我們可以尋找到答案。

專業(yè)小貼士

不同院校的自動化專業(yè)通常會有一定的特點偏向，但是大多數(shù)院校的專業(yè)課程都涵蓋控制理論類（自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、運動控制、過程控制等）、電路類（電路分析、模擬電路、數(shù)字電路等）、計算機類（C語言、軟件技術(shù)基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)等）、機械類（機械工程基礎(chǔ)、電機拖動等）、人工智能類（模式識別、數(shù)字圖像處理等）以及專業(yè)基礎(chǔ)類（信號與系統(tǒng)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等）的相關(guān)課程，吃透它們需要數(shù)學、物理等扎實的學科基礎(chǔ)支撐。同時，除了理論學習，自動化專業(yè)對學生的實踐能力要求較高，如果你對編程、人工智能、嵌入式開發(fā)等感興趣，并且暢想自己可以設(shè)計出一款獨家智能小車或機器人，那么你可以在自動化專業(yè)中實現(xiàn)自己的夢想。

職業(yè)小貼士

一般來說，自動化學子就業(yè)口徑寬，畢業(yè)后主要從事以下五類工作。

1.軟件類

目前，多數(shù)自動化學子畢業(yè)后選擇了與編程相關(guān)的工作，此類工作通常需要根據(jù)目標需求完成代碼的編寫與調(diào)試，覆蓋互聯(lián)網(wǎng)、機器人、金融等行業(yè)，對編程、英語等能力要求較高。此類工作的優(yōu)勢是薪資待遇較高；缺點是每天需要和電腦打交道，工作強度和競爭壓力較大。

2.硬件類

目前，硬件工程師較為稀缺，崗位需求大，其需要掌握數(shù)字電路、模擬電路、嵌入式、PCB/原理圖設(shè)計等基礎(chǔ)知識與能力，主要工作是按照計劃完成符合功能、性能要求和質(zhì)量標準的硬件產(chǎn)品。相較于軟件工程師，硬件工程師的薪資待遇、發(fā)展前景都要更優(yōu)，但是也意味著這一崗位對從業(yè)者的技術(shù)能力要求更高。

3.控制類

自動化工程師通常需要在工業(yè)控制現(xiàn)場作業(yè)，這一崗位在PLC編程、電路等方面有一定的技術(shù)要求，且與自動化專業(yè)相關(guān)性強，主要任務(wù)為在項目中根據(jù)技術(shù)方案選擇控制元件、設(shè)計控制框架、編寫和測試控制程序等。其缺點是工作環(huán)境較為艱苦，且出差頻繁。

4.非技術(shù)類

典型的崗位代表為產(chǎn)品經(jīng)理。此類工作的技術(shù)要求相對較低，但是對從業(yè)者的溝通能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力等有一定的要求。

5.科研類

自動化專業(yè)包含的子方向多，同時易于和其他學科交叉融合，因此畢業(yè)生可選擇的科研院所很多，如自動化、航天等相關(guān)領(lǐng)域的研究所。該專業(yè)畢業(yè)生如果進入高校執(zhí)教，可以自由地選擇自己喜歡的方向去深研探索。當然，此類工作的門檻相對較高，通常對畢業(yè)生的學歷、科研經(jīng)歷、研究成果等有嚴格的標準和要求，同時自身需要具備科研熱情與持之以恒的探索精神。