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摘要:随着科学技术的不断进步,机械电子工程开始逐渐从传统的能量传输、动能传输转变为信息链接,将人工智能融入到机械电子工程中,发挥人工智能和机械电子工程的特点。在机械电子工程中融入人工智能,能够改变信息的传输模式,让机械电子工程更加的科学、可靠,让机械电子工程变得更加智能,进而使传统的机械电子工程得到更好的更新和发展。
关键词:机械电子工程;人工智能;关系
1引言
人工智能是信息科技高度发展的时代产物,它依托计算机网络技术的发展,融合了电子信息科学、生物学、神经行为学以及心理学等多门学科,也是一门跨专业度较大的新兴学科。较为官方的定义是,人工智能是指利用计算机技术以及生物学知识搭建的人工智能系统,实现对人类行为的模仿或者研究的科学。人工智能有两个十分明显的特点,一方面,由于这一学科的综合性,决定了其复杂性和专业性,需要依靠较为专业的技术才能保证其有良好的发展;另一方面,学科的专业性也决定了人工智能人才的专业性,专业知识过硬、对其余学科有包容性、目光较为长远的人,更适合从事与人工智能相关的工作。
2概述
2.1机械电子工程的概念及特点
机械电子工程更侧重于运用信息实现机械系统能量的连接和与其他学科之间的交融。具体地说,机械电子工程更注重与电子信息科学、计算机科学与技术以及人工智能等学科的联系,是一门跨学科发展的新兴学科。基于其跨学科多、综合性强的内涵,机械电子工程这一学科衍生了以下特点:(1)机械电子工程的产品设计依据也和传统的机械工程不同,机械电子工程除了依托机械原理外,还依据电子工程方面的知识设计产品。(2)机械电子工程生产产品的设计思想与传统的机械工程有着本质区别。由于其是一门跨专业强的学科,所以在设计产品时,必然要考虑到不同学科原理的运用。尤其是在当前信息化高速发展的时代,机械电子工程融合了计算机科学与人工智能学科的相关知识,所以机械电子工程在产品设计时,会考虑更多的问题,设计思想会更加全面和完善。(3)机械电子工程生产出来的产品与传统机械工程不同,由于封装理论的运用,其生产出来的产品一般较小,结构清晰而简单。但每一个模块都由复杂的机械工艺制造而成,所以对设备的精度以及生产者的技术要求较高。
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2.2机械电子工程的发展历程
可以将机械电子工程的发展划分为三个阶段:第一个阶段主要是依靠工人的劳动力来开展机械电子工程的手工作业,同时也是制约其生产力的一个主要因素,并且因为这种极低的生产力,也是对机械工业的发展起到了促进作用。第二个阶段是工业革命技术的改革,随着生产设备的不断更新以及规模逐渐扩大的流水线作业,不仅大大提高了社会生产力,也让相当一部分的人工劳动力得到了解放。但也因为其技术与社会的需求和要求还不相符,其生产模式老化并没有足够的灵活性,使其迫切需要进一步的革新。第三个阶段是转型时期的到来,为机械电子工程带来了质的变化,虽然科学技术的不断发展,让当前的时代更加讲究效率,并且对其灵活性提出了更高的要求,但这也为机械电子工程的革新指明了方向,从而逐渐形成了适应性强、质量高的灵活生产方式,不仅使得现代工业生产的效率得到提高,还让人工智能进一步融入到机械电子工程中,进而对机械电子工程的发展起到了促进作用。
3机械电子工程与人工智能的关系分析
机械电子系统具备一定的不稳定性,造成机械电子系统中输出和输入关系的描述变成比较困难,传统的描述方式有三种:第一种是通过物理方程来进行数学关系式的建立;第二种方法是在具有丰富经验的基础上进行规则库的建立;第三种方则是基于实践的学习进而形成知识。以数学推导和理论分析为指导,在运用解析数学方法的基础上,建立起系统因果关系方法,该方法会更加严密和精确,但不足之处在于只能在线性定常等相对简单的系统中适用。因为在复杂的系统中,其相应的数学解析式仍然是很难给出的,而且即使给出了相应的数学解析式,往往又因为很多因素的影响,例如不确定性、非线性以及不完全的信息等,这样就有可能急剧增加其计算的复杂性,甚至不能进行计算。对于在解决问题方面不能采取解析数学方法,人工智能可以为其补充,而且也为其提出了解决问题的新途径。
在建立复杂的系统模型过程中,其神经网络和模糊逻辑系统是其实现目的的两种途径。模糊逻辑系统是通过对人脑功能的模拟,进而对语言信息进行处理,具有较为明确的物理意义。而神经网络则是对人神经结构加以仿照,进行数字信号的处理。模糊逻辑系统采用的是通过规则方式进行信息储存的实现,而神经网络则是通过分布式的方式进行信息储存的实现。神经网络在输出的时候因为在各个神经元之间存在固定的联系,因此通常都具有较大的计算量,而模糊逻辑系统的连接是不固定的,因此相比于神经网络,其计算量会比较小。但是针对输入输出的精度方面,神经网络具有精度比较高,而且呈现光滑的曲面,而模糊逻辑系统的精度较低,并且呈现台阶状。虽然这两种途径都能在一定程度上缓解和控制复杂的机械电子系统这一挑战,但当系统更为复杂的时候就不能通过单一的方法加以解决。
伴随着社会的飞速发展,单纯的人工智能方式已经有些不能满足社会的日常需求,许多的研发机构开始研制综合性的人工智能系统。其主要是将模糊推理系统和神经网络系统相结合形成综合性的人工智能系统,将两种系统当中的优势和劣势体现取长补短的特点,得到更为精准、更为全面、更为科学性的描述方式,最为成功的例子便是模糊神经网络系统。模糊神经网络系统将模糊推理系统和神经网络系统相结合,让信息在该网络系统中得到最为合适的完美表达空间。模糊神经网络系统能够体现神经网络系统的函数连接和逻辑推理系统的节点函数,并且让这两种功能得到一定的提高,最终获得更好的模糊神经网络系统。
4结束语
综上所述,随着科学技术的发展以及各类理论知识范围的不断扩展和丰富,使其交叉融合的现象逐渐出现在了当前很多学科中。而在长期的发展中,机械电子工程和人工智能也相互发生了交叉和融合,并且还有很多相关理论学科及其相关产业得到了衍生,进而不断推进了机械电子工程的发展,还促进了社会的进步和发展。
参考文献:
[1]人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J].温伟华.自动化与仪器仪表.2016(02)
[2]试论机械电子工程与人工智能的整合思路构建[J].王一楠.科技风.2015(21)
论文作者:陈盛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/30
标签:人工智能论文; 机械电子论文; 工程论文; 神经网络论文; 系统论文; 学科论文; 模糊论文; 《防护工程》2018年第22期论文;