机械工程与人工智能的关系研究

陈斌斌

摘 要：相对而言，电子工程较以往的机械工程是全新的学科，二者在20世纪进行碰撞并加以磨合，在人工智能技术不断发展的同时，机械电子由以往的能量连接与动能连接逐渐发展成为信息连接，进而使得机械电子工程具备了相应的人工智能，而人工智能技术也逐渐的随着机械电子工程日趋复杂化，同时，也取得了长远性的进步与发展。本文针对机械工程与人工智能的关系进行研究，以供参考。

关键词：机械工程；人工智能；关系

中图分类号：TP18 文献标识码：A

引言

机械工程与人工智能技术的结合提高机械工程行业的自动化程度与工作的效率，确保机械工程的安全性和经济性，还能够减少机械工程所带来的环境污染问题。这两者结合主要的就是信息连接，也就是在机械工程中加入人工智能相应理念，从而减少失误，并且可以使得机械工程的操作趋于完美。

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。

2人工智能介绍

2.1人工智能的定义

就人工智能而言，我们可以把定义分为两部分，那就是“人工”和“智能”。对于“人工”非常好理解，几乎没有争议。对于什么是“智能”，这涉及到自我、意识、思维等问题，我们所了解的智能是我们本身的智能，也是普遍认同的观点。由于一直以来存在着争议，我找到了具有权威性的说法，斯坦福大学的尼尔逊教授认为人工智能是有关知识的一门学科，该学科研究的是知识的表达，知识的获取，知识的使用。而麻省理工学院的温斯顿教授这样定义人工智能：人工智能是研究如何通过计算机来做智能工作即只有人才能做的工作。不同的人有不同的看法，我个人认为人工智能是通过计算机软硬件的配合来实现人类所能胜任的工作。人工智能不仅是计算机学科的一个重要分支，同样也是21世纪中最伟大的学科之一。

2.2人工智能的发展

一门学科的出现往往不是一步发展而来，人工智能就历经了以下五个阶段的发展：第一个阶段即萌芽阶段，从法国科学家B.Pascal发明第一部计算器到冯诺依曼发明第一台计算机，人们在这一个过程中积累了丰富的经验，为以后的发展奠定了基础；第二个阶段即第一个发展阶段，该阶段产生了“人工智能”这一术语，这一时期人工智能进入了第一个繁荣发展的阶段；第三个阶段即挫折阶段，这一阶段科学家通过深入的研究，发现用机器模仿人类是一项十分困难的工程，没有什么逻辑可言；第四个阶段即第二个发展阶段，人工智能在这一阶段开始走向实际应用，人工智能在商业领域取得令人满意的成绩；第五个阶段即平稳发展阶段，随着科技的发展和网络的普及，利用分布式主体的方式，人工智能可以实现处理多个目标。

3人工智能与机械电子工程的相关性

3.1相关性分析

科技进步和社会发展共同推动电子化信息的迅猛发展，而基础性学科中的机械电子工程在整个社会生活生产中用着非常普遍的应用。值得注意的是，机械电子工程尚存在诸多的不足，如系统复杂且不稳定和功能多变等，造成这些不足的根本原因便是没有完善的电子信息系统，而人工智能自身具备的信息快速处理与传递优势能够有效的解决这一不足。当机械电子工程在输入过于复杂的信息时，电子信息系统极有可能出现运行错误，此时便要人为干预进行错误处理[3]。将人工智能和机械电子工程有效的结合，便能对机械电子工程当中的问题和缺陷加以解决。

3.2具体应用分析

目前，人工智能在机械电子工程中的具体应用主要有模糊推理系统和神经网络系统两种。

3.2.1模糊推理系统

經过多年的实践与研究，模糊推理系统已经发展成为一个相对较为完善的系统，自身具备较好的信息处理功能，而且其结构相对简单，因此实用性更高。现实中模糊推理系统已经实现广泛的应用，尤其在自动化控制和数据处理两个方面。在机械电子系统工作过程中，该系统能够模拟人脑对输入语言进行处理并对处理指令进行下达，同时网络结构当中产生和处理指令相对应的函数。对于模糊推理系统而言，其主要的应用方式为由域到域，最终实现对信息规则的存储[4]。当然，不可否认的是在实际运行过程中依旧存在一些不足，诸如计算量无法满足实际要求、连接方式无法有效固定等，导致系统在输入和输出环节还存在一定的误差，这也是人工智能技术具有一个优势。目前主要的发展趋势是在模糊推理系统基础上和神经网络系统相互结合使用，实现两个系统间的取长补短，降低系统错误的出现。

3.2.2神经网络系统

人工智能既然是对人的行为和思维进行模拟开展研究的过程，将人工智能应用在计算机中，便能够显著的增加应用范围。而神经网络主要是通过对人脑神经元网络进行模拟，将其在计算机网络上进行分布，最终实现人机互动。对于神经网络系统而言，其结构更为简单，但功能性不足。当然，其也具有非常显著的优势，通过神经元的构成能够将神经系统具有的功能和效用更好的发挥出来，实现对高难度行为加以完成。在神经网络系统中，其主要是通过对数字信号进行模拟输出，再根据结果分析对应的参数值，最终利用神经网络计算出整个关联函数。该系统在实际运用中相对简单，在整个信息输入过程中，各个神经元具有相对固定的联接方式，并且计算量相对更大，在信息输入和输出上均有着极高的精度。该系统的优势能够有效的补充模糊推理系统在计算能力和信息输入、输出上存在的不足，将两个系统融合使用具有非常好的应用前景。

3.2.3智能型机械电子工程的应用研究

目前，智能型机械电子设备主要应用在煤矿山和非煤矿山开采等领域中，实现安全生产和监管，有效的提高生产效率和安全性。在2014年发生的昆山“8.2”爆炸事故当中，造成爆炸的主要原因便是粉尘浓度过大，假设当时安装有粉尘浓度传感器、自动报警系统和自动停线系统，便能够有效的避免该事故的发生。当前，已经实现降智能机械电子设备广泛应用在煤矿行业等实现对爆炸物浓度检测中。此外，智能机械电子在交通运输业、机械加工等领域也拥有着较为普遍的应用。实现工厂机械化、智能化的提高，已然是科技发展的重要方向，尤其在安全生产和监管当中更要极大推广和技术研究。

结束语

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，是科技进步的必然结果，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。

参考文献

[1]刘家念.关于机械电子工程与人工智能的关系探讨[J].天津职业院校联合学报

[2]黄伟鹏.人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J].电子技术与软件工程

[3]桂绍钢.机械电子工程和人工智能相关性[J].电子技术与软件工程，2017（23）：258.

[4]高杨.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].中国高新技术企业，2015（08）：26-27.

[5]王琪.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].科技传播，2012（01）：114-115.

（作者单位：南京凯盛开能环保能源有限公司）