机械电子工程与人工智能的关系分析

李沐宸

摘要：很多国家为了使自身生产力水平得以提高，都在努力研究机械电子工程，使得机械电子工程不断向着柔性化、网络化、智能化的方向发展，人工智能和机械电子工程的有机结合使该产业发生历史性变革。基于此，本文将从人工智能基本含义出发，对机械电子工程和人工智能两者关系进行分析与探究，希望为高中生提供一些帮助。

关键词：人工智能;机械电子工程;科学技术

引言：

机械电子工程融合了电子技术和机械工程，让两者在功能方面有信息连接，在物理方面有动力连接，还具有对机械电子信息进行智能化处理的计算机系统。和传统机械工程作比较，机械电子工程具有更好的设计与更多的优点。在具体应用过程中，对电子技术和机械工程的联系进行优化有利于推动生产力革新，而人工智能让其成为可能。

一、人工智能基本含义

一般来讲，人工智能属于一门交叉学科，对哲学、语言学、心理学、神经生理学、计算机科学、信息论、控制论等不同学科进行了综合，是二十一世纪三个最伟大学科的其中之一。外国学者对人工智能进行了这样的定义：人工智能是知识表示、获取与使用的科学，并将原有的人力工作变为计算机就能进行的智能工作，也就是说，人工智能是借助计算机的扩展与延伸对人的智能进行模拟的科学技术。

二、机械电子工程和人工智能两者关系

（一）机械电子工程与人工智能的发展

机械电子工程经历了三个发展阶段，一是萌芽阶段，这一阶段最主要的生产方式就是手工加工，生产力较为低下，加上人力资源贫乏，使得生产力的发展受到极大制约，使科学家不得不想尽办法研究机械工业。二是生产阶段，这一阶段的标志是流水线生产，该生产模式使得生产力有效提高，然而标准件的生产不具有灵活性，也无法与社会需求变化相适应[1]。三是机械电子阶段，在这一阶段，现代化程度高，生活节奏加快，对生产方式提出更高要求，使得柔性制造系统等机械电子工程应运而生。

人工智能的萌芽为十七世纪法国研究人员创造的计算器，这部计算器能够进行机械加法，而后首台计算机得以发明。二十世纪中叶，美国科学家首次提出人工智能概念，使其进入了发展兴旺的时期。在二十世纪八十年代，人工智能步入将知识当作基础的快速发展时期，知识工程在人工智能不同领域进行大量渗透，使得人工智能拥有了更多实际运用，在商业方面拥有了很多成就，表现出广阔发展前景与强大生命力，并在很多领域得到长足发展。

（二）机械电子工程和人工智能两者关系

社会在发展的过程中，信息与物质是两个最基本的要素，早期社会的生产力水平较低，并且物质是社会中的重要组成部分，信息的传递通常依赖结绳记事的方式。伴随长期的发展，人们意识到了信息的重要性，信息的传递途径也变成了文字传递。近几十年里，人们迎来了信息社会，网络的兴起为传递信息赋予了新生命。在这个信息社会，人工智能技术得到了快速发展，无论是控制和建立模型还是诊断故障，人工智能都可以有效处理机械电子工程中的信息。

机械电子系统具备不稳定的特性，这使得描述其输入和输入的过程变得十分困难，一般来说，描述方法主要有知識的学习与生成、规则库的建立、教学方程的推导等。这些传统数学解析方法精确而严密，不过只对线性定常系统等比较简单的系统适用，针对相对复杂的系统不能给出对应解析式，只可以经过人工操作来进行。当前社会对于系统的需求越来越复杂，有时系统需要在同一时间对多个种类的信息进行处理，比如专家语言信息、传感器数字信息等。由于在对信息进行处理时人工智能存在复杂性与不确定性，使得将知识当作基础的人工智能方式替代了传统的解析数学方式。

建立的人工智能系统通常分为两种，一种是模糊推理系统，一种是神经网络系统[2]。其中，神经网络系统能够对人脑结构进行模拟，对数字信号进行分析并提供参考的数值，模糊处理系统则是借助人脑模拟功能对语言信号进行分析，这两个系统对输出、输入进行处理时既有相同点也有不同点，相同点是两者都借助网络结构用任意精度对连续函数不断逼近，不同点为神经网络系统没有明确的物理意义，映射方式使用的是点对点方式，存储信息使用分布式的方法，输入过程中因各个神经元间都存在固定联系而使得计算量较大，有较高的输出与输入精度并具有光滑的曲面，但模糊推理系统的物理意义十分明确，映射方式使用的是域到域方式，存储信息主要用相对规则的方式，不同神经元间没有固定连接使得计算量小，输出与输入精度低并呈现出台阶状。

伴随人工智能的发展，单一人工智能方式无法适应时代的发展要求，大部分科学家逐渐致力于开展综合型人工智能系统的研究。综合型人工智能的系统有效结合了模糊推理系统和神经网络系统，吸收了两者的优点与长处，使得描述方式更为全面，如模糊神经网络系统便是一个很好的范例，该系统实现了两者的有机结合，在网络各层中信息都可以寻找出相对合适的表达空间，逻辑推理规则能够使节点函数得到增强，给予神经网络系统所需的函数连结，让两者功能实现最大化。

结语：

总而言之，研究机械电子工程和人工智能两者关系具有十分重要的意义。作为高中生，应了解人工智能基本含义，对机械电子工程与人工智能的发展有一个全面的认识，不断探索两者之间的关系，从而推动机械电子工程的发展，实现生产力的飞跃。

参考文献：

[1]支侃买.积极推进转型发展争取早日创建“双一流”民办大学——电子工程系转型发展实践中取得的成绩与存在问题[J].产业与科技论坛，2017，16 （22）：206-207.

[2]戚凤华，张林.地方高校国际化工程应用型人才培养模式的探索——以南京晓庄学院电子工程学院的中德合作为例[J].教育现代化，2017，4 （37）：10-11+22.