机械电子工程和人工智能的关联

石忠焱

摘 要 机械电子工程为促进了生产力大发展做出了重要贡献，随着计算机技术和互联网技术的发展，人工智能从提出到兴起，一直处于科技前沿地位，特别是在近30年中不断取得新突破、新发展，在社会生产活动中被广泛应用。机械电子工程引入人工智能技术，对机械电子工程的长远发展起着积极推动作用，同时也直接作用和推动了国民经济的发展，深刻影响着人们群众日常生活质量的提升。文章介绍了机械电子工程和人工智能的发展过程和技术特点，对两者的关联性进行了分析。

关键词 机械电子工程；人工智能；关联性；应用

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）210-0098-02

随着科技的进步，机械电子工程与人工智能技术结合愈加紧密，人工智能在机械电子工程中的深入应用，不但改变了机械电子工程的传统生产模式，而且推动着机械电子工程现代化、智能化发展，机械电子工程引入人工智能技术，是机械电子工程发展的新趋势，是机械电子工程的重大革新，两者的融合不断推动着社会生产力水平的提高。

1 机械电子工程

机械电子工程这一技术名词于20世纪70年代，由日本首先提出，在我国一般称之为机电一体化。机械电子工程是制造业的核心技术，也与人民群众日常生活密不可分，机械电子工程的进步与发展，不但直接作用和推动了国民经济的发展，也深刻影响着人们群众日常生活质量的提升。

机械电子工程是机械工程与电子技术的有机结合，是一种包含有各类学科精华的综合性学科。其与传统机械工程相比，具有显著的优势特点。表现在机械电子工程通过高度发展的集成电路技术，可以实现模块化设计和生产，使得机械电子产品的结构简单，操作方便，体积更小，运行稳定，性能更高。这些优势一方面可以减少人们操作传统机械时的劳动强度，提高生产效率，降低生产成本，有利于实现大规模生产，另一方面，机械电子工程产品在外观设计上摆脱了传统机械设计的制约，更加灵活，更加多样，个性化的外形设计，加上操作上简单易用，能耗低，故障率低，而迅速得到普及，成为人民群众日常生活不可或缺的用品，不断提升着人民群众的生活质量。

机械电子工程有着相对漫长的发展过程，最早可以追溯到资本主义萌芽阶段，随着世界贸易的发展，对商品的需求量不断增大，但当时以风力、水力和畜力为主要动力来源，以手工制作为主要方式的生产力，因效率低下，已经不能满足发展需求，机械工程开始被思考探索，并开始起步。随着生产力水平的提高，流水线生产被广泛使用，标志着机械电子工程进入高速发展时期，机械电子工程大量运用于制造行业，机械电子工程产品逐步增多，且已经可以进行标准化生产。但此时的产品差异性不大，性能单一。

直到20世纪后期，随着电子技术日渐发达，其在机械工程领域的应用愈加深入，机械电子工程进入了发展成熟的新阶段，机械电子工程理论不断充实完善，技术不断革新突破，不但在生产制造行业发挥着越来越大的作用，家用化机电产品也不断增多，走进普通民众生活，成为人们日常生活的必需品。

2 人工智能

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的前沿科技。人工智能依托于信息技术的发展而产生兴起，同时又与仿生学、神经学、心理学、控制技术等多门学科相融合，具有极高的综合性和交叉性。人工智能目前处于蓬勃发展时期，在理论上不断深化，在技术上不断突破，对社会发展、科技进步和人类思维观念带来了巨大的影响。

人工智能的概念相对于机械电子工程出现的较晚，发展的历史也较短。1956年“人工智能”这个概念被首次提出，当时人工智能只要被用于翻译等方面，虽然取得了一定的成果，但在研究方向上存在着误区，且当时的计算机硬件水平，根本无力支持人工智能对运算速度和数据量的需要，在随后的一个时期，人工智能发展缓慢。

随着计算机技术和信息技术的突破，特别是网络的普及，改变了人工智能的发展方向，从20世纪90年代开始，人工智能进入高速发展期。从1997年超级计算机“深蓝”战胜当时世界排名第一的国际象棋大师加里·卡斯帕罗夫，到2017年谷歌围棋人工智能AlphaGo战胜围棋世界排名第一的棋王柯洁，人工智能一次又一次震撼和颠覆着人们的传统观念。

当前，人工智能广泛应用于企业管理、智能教学、医疗专家系统、地质勘探、石油化工等方面，扫地机器人等具有初步人工智能产品也已经进入人们的日常生活之中。

在可以预见的未来，随着云计算、大数据、移动互联网技术的进一步成熟，人工智能也会得到跨越式发展，人工智能一定能催生新的产业革命，不但会带来生产方式的变革，产业结构的变化，甚至是带来社会的变革。

3 机械电子工程和人工智能的关联性

机械电子工程技术为了满足现代化生产和人民群众生活需要，也在不斷发展进步，特别是信息技术和网络技术的发展，使人工智能技术不断向各个学科领域和行业领域渗透，发挥着越来越大的优势作用。

作为现代生产力的支撑学科，机械电子工程同样也需要人工智能的融合，以获得更加广阔的发展空间，同时，人工智能可以以机械电子工程为载体和平台，扩宽自身发展途径，使其更加实用化，普及化。

伴随着机械电子工程的发展，其产生和所需的数据量越来越大，如现代集成电路正在向微型化发展，由之前单一的电路功能变为多种电路功能高度集成，虽然其具有体积小、能耗低，需要的接线和焊点少，便于大规模生产的优势。

但在设计阶段，特别是在建模阶段，需要运算分析的信息量十分巨大，而且信息种类增多，输入输出具有很强的不稳定性，传统的信息处理方式主要还是数学方程推导，虽然其严谨性和精准度都很高，但是适用面比较窄，尤其在面对机械电子工程越来越复杂的发展情况下，不能提供完整的解析式，显得力不从心。

同时由于需要人工操作，也非常费时耗力，成本极高，甚至无法完成，因此急需替代手段。这就为人工智能的应用提供了契机。

人工智能可以通过模糊推理系统和神经网络系统对海量且不同种类的数据信息进行全面的描述，实现对机械电子系统的科学有效处理和控制。从传统的机械电子工程，发展到融合了人工智能的现代机械电子工程，这不仅是技术的整合，更是技术上的创新，是科技推动技术应用发展的新趋势。

通过数学模式的推导发展，数据库的建立，才能实现多学科，多专业的综合研究，创新出人工智能专业，并形成了新的知识学科，提高生产力，更好的发展电子工程技术。

在不断发展的社会中，单一的人工智能已经不能满足社会的需要，通过对发生复杂事件的研究学习，从模糊关系域到域映射发展到点对点映射、从模糊关系台阶状到精确度更高的光滑曲面、从模糊关系连接不稳定，处理量小到联接固定，处理量大的综合人工智能，研究发展出采用神经网络系统的计算机化综合人工智能，使计算机应用为社会发展做出更大的贡献。

同时，人工智能在机械电子工程中的应用过程中，也在不断发现并修正自身存在的问题和缺陷，例如人工智能目前智能通过人工指令方式，来实现对机械电子工程的网络控制，一旦因数据分析等原因，指令出现问题，必然影响人工智能的运行，而且人工智能在机械电子工程中的应用，是基于机械电子工程平台，任何机械故障，不但电子功能受到影响，而且可能导致人工智能的失效甚至崩溃。

这些都是人工智能发展中必须面对，并急需解决的技术问题，也是人工智能由理论走向实际应用的必然途径，只有在实践中，发现问题、解决问题，才能有力的促进人工智能向实用化、产业化方向发展，才能使之不断走向成熟。

随着科学理论的不断深化和扩展，原本各学科间的壁垒正在被逐步打破，学科间的相互融合，相互交叉，成为科技发展的新特征、新趋势。机械电子工程与人工智能的融合，是科技進步的必然结果，也是社会发展的必然需求，以此产生的新理论催生出全新的学科，必将成为生产力大发展的强劲动力，让我们的生活更加美好。

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