小议智能产品中蕴含的物理知识原理论文_赵祎祎

小议智能产品中蕴含的物理知识原理论文_赵祎祎

摘要:物理是现代科技发展与更新的一个重要基石,包括现在热潮的人工智能技术,也与物理有着极其密切的联系。本文就我们在生活中较常接触的智能产品,挖掘其中所蕴含的物理知识进行说明。

关键词:智能;产品;物理知识;原理

引言:物理帮助我们认知这个世界,也推动我们去改变这个世界,让社会变得更加便利与美好。当现代的生活中,各种各样的人工智能产品百花齐放,进入到我们生活的方方面面,并且一次又一次地改变了我们的生活习惯与创作方式。在智能产品这一块的技术发展自然也离不开物理原理的运用。

1 智能产品概述

谈到智能产品,首先要对人工智能技术有一个清晰的认知。人工智能这一技术是结合人们对于人脑思维的重构并凭借强大的计算芯片的运算性能方可实现。早在上个世纪的中期,随着电子计算机的诞生,人们便希望通过这种几乎不会出现错误的严格数学计算按照仿生学去模拟人类大脑,以期在不同的场景下完成不同的任务。至今为止,人工智能技术的路已经走了很长的路,并且在市面上出现了各种各样搭载人工智能技术终端的产品,这也就是智能产品。而回过头仔细一想,智能产品在我们的生活中出现的频率已经非常之高了。如现代每一个人手中的智能手机,便改变了我们获取信息与工作学习的方式,同时也在一定程度上改变了世界的运转。另外,如最近这几年越来越火热的智能家居系统,将如冰箱、空调、电视以及各类家电智能化,主人一回到家便自动运转,有效减轻了人们的麻烦。此外,在一些高端领域,如体育竞技方面,智能产品也在不断渗入,如众所周知的阿尔法狗大战柯洁,正是由人工智能技术衍生而来的,这在某种层面上不失为一种智能产品。所谓智能产品,即通过软硬件结合,让每一个人所接触到的硬件设施搭载智能系统,实现智能化操作的产品,它在未来的生活中势必发挥出更为强大的能量。

2 智能技术中蕴含的物理知识

2.1 集成电路中的物理

我们在平常的物理学习当中,经常看到这种各样的电子元件。通过电路作为桥梁,各种电子元件稳定运行,最终完成设备的运转。在这其中,如电阻、电容器、二极管、传感器等各类电子元件发挥着各自的功能。在人工智能领域,电路是维持中央芯片强大运算性能的技术,通过集成电路,以半导体将所有元件桥接起来,完成数据的运算。就以世界上第一台电子计算器为例,它也是通过这种基本原理而产生的,当然在后续几十年的技术发展中,随着半导体制造技术与电路设计水平的提升,中央芯片的电路慢慢转为集成化,以尽可能小的面积完成最高的性能输出。

2.2 感应系统中的物理

智能产品要想实现在不同的场景切换下,实现相应的功能,感应系统是不可缺失的。如果没有感应系统提供智能产品外界环境与任务信息,那么硬件产品自然也就相当于是“死”的,中央处理器无法接收到任何正确有效的信息与指令,智能产品也就不能叫做智能产品了。而基于一般的感应系统,传感器在其中的重要性无疑是最重要的一环。在物理学习中我们都知道,传感器可以获取如光、温度、电等多种形式的信息并存在相应的改变,如最常见的光敏电阻,根据光强的大小而改变自身电阻,从而调控输出电流。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同理,在设备上装载不同类型的传感器,则可以帮助这些产品去获取信息,处理器在感应系统与集成电路的调控下进行计算并发出指令,完成任务目标,做出智能化操作。另外需要说明的是,传感器的优势在于,它的工作精度非常之高,并且具备较强的敏感度,如轻微的光线变化与声音来源都可以被其轻易识别到,并转化为电信号供给给计算机芯片进行信息处理,并进行反馈。

3 智能产品中蕴含的物理知识

3.1 智能家居产品中蕴含的物理知识

现代人对于生活品质的要求无疑是较高的,许多人因此想要一套智能家居设备,希望在家里让它们帮助自己完成平常的家务,减轻劳动。而现在的家居系统已经有了一套较为完善的解决方案。一般而言,都是通过手中的智能手机作为中央处理中枢,轻松控制各类家电设备。而搭载了微处理器、传感器以及网络通信技术的家电可以即时接收到任务并自动化运行。如智能空调设备,上面存在一套检测空气温度与湿度的传感器,当温度较高或者较低时,设备可以感知到,并向中枢发起询问,在得到指令后选择是否打开。这种家居系统能够帮助主人调节环境适宜度。而这,也正是依靠物理中的传感器作为基础而形成的一套智能服务。此外,如智能扫地机器人的运行也蕴含了许多物理知识。机器人能否自动识别环境,寻求路径以完成打扫功能,都需要依靠内部的感应系统。摄像头负责识别外界环境,并将其转化为数据信息传递给中央微处理器,芯片做出应答,在电路的控制下完成路径的选择并进行打扫。可以说,智能扫地机器人的一套服务方方面面都是有着物理知识的身影。此外,家居系统的优势在于,各个电气设备之间可以完成互联,形成完善服务系统。而这,则是依靠网络通信技术,所有电器都能够进行数据传输,以便不会造成相互拮抗的现象。

3.2 智能安全设备中蕴含的物理知识

现代人对于安全与隐私的问题同样是非常关注的。而通过智能产品,可以大大降低发生信息泄露与错误的风险,如我们最常使用的自动贩卖机,现在都打造了人脸识别智能系统,能够瞬时而准确的识别出购买者的身份,并直接从其账户中完成扣款,整个购买过程非常流畅且轻松。而这里中,基于3d的人脸识别更是蕴含了许多的物理知识,如有些设备采用了结构光,通过红外线点阵将特定波长打到人脸,获取面部信息,并在网络中寻找对应的身份信息。另外,这种智能设备即使在暗光下也能够准确识别,也是由于红外线的物理特性使然,可以说正是物理改变了我们的支付方式。另外,现在很多人的家中安装了智能锁,不依靠实体钥匙,而是以主人自己作为密码,以指纹知识或者人脸识别的方式开锁。这极大程度地提高了安全性,当然,这其中也有着许多物理知识原理。

结束语

综上,物理知识原理在智能技术与产品的运用非常广泛,没有物理原理的支持,许多智能化的服务自然也就无法完成。因此,我们有必要多了解物理知识原理,并将其运用于未来的工作生活中。

参考文献

[1]朱泊霖. 物理基础知识在机械设计中的体现和应用[J]. 环球市场信息导报, 2017(36).

[2]王慧娟. 智能机器人物理仿真技术的研究与实现[D].

[3]张亮. 基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统[D]. 武汉科技大学, 2009.

[4]吴芷乐. 人工智能技术发展中的物理应用研究[J]. 数字通信世界, 2018, 167(11):194.

论文作者:赵祎祎

论文发表刊物:《教育学文摘》2019年第16期

论文发表时间:2020/2/28

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