人工智能在机械电子工程中的应用研究

王亚男 崔磊 王刚

摘要：人工智能这个词语近年十分的火热，它是信息技术的高度代表，人工智能在工业生产中应用广泛且反响不俗。本文笔者主要探究机械电子工程与人工智能技术之间如何碰撞出火花，简要探究他们之间的具体应用。

关键词：人工智能;机械电子工程;应用研究

机械电子工程是自动化机械的一个重要领域，对我国工业生产有着较大的影响。传统的机械电子工程受到科技发展的约束，电子机械产品的体积普遍较小、反应不灵活、技术含量不高，已经不适应现代人们的生产生活需要了。而人工智能的出现给了机械电子工程发展3.0时代的机会。人工智能技术先进的逻辑思维和算法能力可以让机械电子工程更好的满足现代社会的需求，所以在理论成立的情况下，人们应该多对这两个工程进行应用研究，从而推动社会科技的发展。

1 应用研究

介绍了这么多人工智能与机械电子工程之间的联系，我们可以看出人工智能在机械电子工程中的应用方向偏向于机械电子的系统应用，人工智能技术可以进一步优化机械电子工程的智能性，让机械电子工程拥有更高的学习能力，增强机械电子产品的适用性。

1.1 在机械电子工程系统中的应用

（1）系统精确应用。随着机械电子工程的发展，电子机械代替人工做的事情越来越多，需要进行操作也越来越复杂。复杂操作的要求是摆在机械电子工程发展道路上的障碍石，最开始机械电子工程被应用电子机械的制造中，机械电子产品通常被用来代替人工做一些需要不断重复的工作，比如工业生流水线中，某一个工人一天只需要给一个机械产品上个发条，这就是简单的重复工作，人们只需要给机械电子产品设定一个指令，它就可以不停地重复上发条的动作，并且对时间的把握和成功率都要高于人工。但是随着人们对电子机械需求的提高，指令简单单一的电子机械已经开始落后了，这个时候电子机械来到了较为复杂的发展时期。这个时期的电子机械更精密也具有更强的功能选择，但是却因为过于复杂，所以需要人的操作，这对于机械电子工程没有好处。拿电阻测试其来讲，最早的电阻测试仪器电流表跟电压表，当时测量电阻需要借用电流和电压线路组成一个完整的电流回路，借助电阻的计算公式得出电阻的数值，这个办法很复杂，在实际的操作过程中也会出现很多的误差。后来人们发明了万用表，借助万用表内部的电阻回路可以直接测量出电阻的数值，但是这种万用表需要人工操作，如果正负极接反也容易出现问题。但是人工智能的融入改变了这种现状，人们利用人工智能将计算机的操作系统带入到电阻测量仪中，做出了全新的智能电阻测量仪，该测量仪可以复杂的电压电流统计、电阻的计算融为一体，并通过数据转换反映给使用者，而使用者从头到尾都不需要太理解电路，因为智能电阻测量仪的操作十分简单，用户只需要点一下按钮，智能电阻测量仪就可以自动的分析电压电流变化并通过计算将电阻变化反应在LED屏幕上。整个操作完成用时也很短，大约在十秒以内。从电阻测量仪器的变化我们可以看出来机械电子工程在未引入人工智能概念之时，电子机械想要发展就必须要增加自身的功能，但是功能的增加需要更多的操作，操作的复杂性让电子机械再一次依赖人的使用，电子机械发展似乎回到了过去。但是现代机械电子工程有了人工智能技术的帮助，让电子机械有了“可以思考的大脑”，这个大脑就是操作系统。拥有操作系统的电子机械工作效率无疑会大大加快，操作系统强大的计算能力和学习能力使电子机械可以快速的分析、计算操作的难度，将结果反馈给使用者。表现出来的就是使用者在使用电子机械的过程中只需要通过按钮控制选择即可。

（2）系统详细应用。机械电子工程通过人工智能技术将复杂的操作隐藏在计算机系统中，简化了人们操作电子机械的步骤，笔者认为这属于一种外部简化。但是人工智能技术运用在机械电子工程系统中可不能研究表面，内部系统的研究才是最重要的。目前已知的机械电子工程系统主要有模糊系统和神经网络系统两部分组成。模糊系统主要的功能是模拟认得四位来解决非线性问题，模糊系统自提出并应用在计算机领域中，产生的效果显著。模糊系统的存在增强了人工智能系统的“思考能力”，在机械电子工程中处在信息系统的控制链顶端，是人工智能技能在机械电子工程中的典型应用之一。通过模糊系统是电子机械产品拥有了对话的能力，比如目前比较火的人机对话，像天猫精灵、小度、小爱同学等智能机器人产品都运用到了模糊系统。而他们都属于比较高端的电子机械产品。神经网络系统与模糊系统功能大同小异，从它的命名就可以看出来一些端倪。自然界的神经网络系统常见于人类身上，人脑结构中复杂交错的神经网络让人们有了思考的能力，以“神经网络”命名的电子机械系统，其目的就是表示出该系统对智能化电子机械产品的重要性。神经网络系统的主要工作就是将电子产品系统内的数据与模糊系统的分析进行比对，判断他们是否一致，然后再通过输入与输出路径将系统的决策反应在产品的表现上。比如，天猫精灵快要没电了，这个时候有人说“天猫精灵，唱首歌”，天猫精灵会放歌，但是可能放到一半它会自动提醒没电了。这对于使用者来说无所谓，但是在机器人的内部系统中，要经过很多次的反复的数据分析，才能得出并向用户反馈“我没电了”的结论。人工智能在机械电子工程中的详细应用就是赋予机械电子产品“思想”，让它们具有简单的逻辑思维，达到我们口中的“人性化”标准。

（3）系统融合应用。前面已经详细介绍了人工智能在电子机械工程中形成的两大系统，它们的功能类似，都是为了赋予电子简单的逻辑判断能力。其实这两个系统还以互相融合，赋予电子机械较为复杂的逻辑思维，这也是人工智能与电子机械工程高度结合的表现，也是目前人工智能与机械电子工程融合的发展方向。这两大机械电子工程的融合方向也有两种，第一种是互补型融合。模糊系统可以给机械电子工程提供大量的逻辑算法，让电子机械产品拥有一定的逻辑推理轨道;而神经网络系统是一种专家系统，属于机械专家的范畴。该系统让电子机械工程具有较强的学习能力，被广泛应用在医疗诊断、机械制造等领域中。实现二者的互补融合就相当于机械电子系统有了一个完整的大脑，让电子机械产品有了完整的思考模式，这是一种质的飞跃。就比如唐朝和唐诗，唐朝的繁荣促进了唐诗的发展，而唐诗也代表了唐朝高度发达的文化，这是一种互利共惠，如今人们提起唐朝必定会想起唐诗。而神经网络系统与模糊系统的融合就是如此，二者实现功能融合的那天就是人工智能与机械电子工程相互成就的时候。第二种是相似功能融合。这两个系统的目的都是增强电子机械产品的功能性，他们都对产品系统的算法、数据分析等有着不同方向的影响，如果将模糊系统的算法与神经网络系統的算法进行融合再应用，可能会增强系统的计算能力。

1.2 在機械电子工程中的描述应用

人工智能在机械电子工程中的应用远不止系统应用，计算机控制系统、算法系统的指令下达与分析反馈都需要一个输入与输出的媒介，机械电子工程2.0时代，因为追求更复杂的功能性，所以系统方面也比较复杂，此时的机械电子工程是缺乏合适的输入与输出媒介的，仅凭当时的能力，机械电子工程没有办法合理的描述出输入与输出系统，所以就造成了机械电子工程操作复杂的问题。但是人工智能的加入为机械电子工程描述输入与输出关系提供一个好的环境，让机械电子工程系统拥有了整套的输入与输出媒介，完成了操作由繁到简的蜕变。

1.3 在机械电子工程中的表达应用

人工智能带给机械电子工程改变的还有软硬件空间的优化。存储空间是计算机软硬件发展过程中都十分重视的内容。拿互联网发展为例，便捷聊天软件在使用过程中需要用到信息传送，在每一个传输协议的标准下都有一个信息传输速度与传输量的阈

值，一旦超过了这个阈值就会导致软件崩溃、网络崩溃，之后软件公司及网络维修人员就需要对网络进行维修。且不说维修时间漫长的问题，维修期间用户的流失量就已经十分庞大了。而在机械电子工程中，如果中央系统不能合理的分配信息的存储和传输空间，电子机械产品就会经常性的发生工作瘫痪，这个后果是无法计量。如果是普通的加工机器人，会造成加工货物的堆积，延期工厂产品的交付时间，但是如果是采矿机械，一旦控制器发生瘫痪，后果就十分严重了。这些例子都表明了空间表达对机械电子工程的重要性。人工智能可以帮助电子机械优化空间表达的合理性，还可以通过增强其他函数的联系来使整个系统的信息存储空间更严谨。

2 结束语

总结机械电子工程的发展历史，如果把它分为三个阶段，那么人工智能就是机械电子工程的3.0时代。通过本文对人工智能在机械电子工程的应用研究，我们可以发现人工智能与机械电子工程的结合是必然的，未来他们之间还会碰撞出更多的可能性。

参考文献

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