自动化控制软件的人工智能交互模型研究

孙浦朗，刘丕宇，王鹏，张辰

（黑龙江大学，黑龙江 哈尔滨 150080）

人工智能是一种新兴技术，是在控制软件自动化操作的基础上，通过模拟人类行为，将简单重复的工作进行模块化，并根据智能化模糊实现较高的容错率，从而有效替代人工操作的一门技术。在科技的不断发展下，人工智能已经广泛应用于社会的各个方面，极大的促进各行各业发展。但是从目前我国整体发展看，人工智能的应用还处于比较低级的阶段，为了促进自动化控制软件的高效率应用，进一步解放人工，提高生产力，需要在自动化控制软件优化人工智能交互流程，构建一种新的控制交互模型，使自动化控制软件能够最大限度利用资源，更加科学有效的实现目标任务，节省人力资源成本。自动化控制软件中人工智能交互模型研究是一项涉及计算机软硬件、人体工程学、心理学、信息学等多门学科，经过长期发展，已经具有了基本成效，主要有多通道交互、以逻辑程序设计交互、以用户为中心等交互方法，各有优势领域。在未来还需要不断进行研究，实现人工智能在自动化控制软件中的高效应用。

1 人工智能工作原理

人工智能虽然已经在人们生活的各个方面得到广泛应用，但是作为一种高新技术，人们对它的了解还不够深刻，在人工智能的利用上也是简单的实现自动化和智能化操作等功能，还处于比较起步的研究阶段。人工智能的最终目的是通过科技实现一种类似于人类智能的反应逻辑程序，目前对人工智能的研究集中在语言识别、图像识别、数据分析、自然语言处理等方面，虽然现在人工智能发展还比较低级，无法自主解决复杂问题，但是随着科技发展，人工智能也将会在外部接受声音、画面信息输入等集成众多感知系统，结合内部神经网络工程计算，形成具备超机械能力的智能化操作。

从当前的人工智能理论看，其工作原理是通过基础元件模拟人类神经网络，涉及数理逻辑、仿生学、自动化、生物学、心理学、语言学和哲学等多门学科。最基本的人工智能的实现需要软硬件协同工作，而实现人工智能交互则要求感知生物信息特征和输入信息，利用大量基础数据进行分析。由于交互存在各种各样情况，并且内容和特点各不相同，数据处理和分析十分复杂，交互反馈的精确程度较差，因此，有必要在自动化控制软件的应用中设计人工智能交互模型，优化数据处理和反馈。

2 人工智能技术在自动化控制软件中的优点

2.1 控制不定性参数

在自动化控制软件中，常见故障是由于数据错误导致系统计算出现偏差，造成突出故障，而数据作为计算内容必须十分精准，软件才能正常运行，对此应用人工智能技术，可以有效避免此类突发性问题。人工智能是借助工程元件模拟人类神经，下达相对指令，并对反馈数据进行分析，建立误差区间校正，可以在交互时减少不定性参数造成的影响，使得在交互过程中更具准确和智能。对比人工操作以及自动化控制，人工智能技术的安全程度更高，稳定性更强，并且在未来成长空间也更大。

2.2 有效降低人工成本

人工智能的发展本身就是为了降低人工操作，解放人力资源，节省人工成本。在人工智能应用中，可以对相对复杂的情况进行准确应对，依据目标反馈信息，进行分析，并模拟人类神经系统反馈处理结果，达到预期目的。例如在极端环境中救援任务，人类由于环境恶劣无法进行的任务，可以由人工智能程序控制的机械进行救援，不受环境、位置和空间影响，在具体生产生活中，也能够有效替代人工，现在发达的物流体系，便借助了人工智能进行包裹分类和运输，极大便利人们生活。

3 构建自动化控制软件的人工智能交互模型

3.1 多传感器数据融合

人工智能的实现需要对现实信息进行采集分析，这就需要多个传感器共同工作，实现数据互通融合。具体可以使用关联分析进行数据计算，根据各个传感器之间数据影响系数，对传感器之间进行关联计算，融合数据，首先是判断传感器之间的数据组异同情况，确定每一个传感器的具体参考数列，并比较其他传感器数据，分析出数据的接近程度，为了确保在不同运行模式下，实现融合数据准确性，需要通过主成分分析法计算权重，代入样本指标、综合变量个数与方差矩阵来获取影响系数。

3.2 构建人工智能交互架构

交互架构的构建用到了以下几种表示方法：（1）框架表示，是系统性整体性的表示方法，主要用于过程性表达，能够将抽象对象转换为有序数组，但是需要的节点较多，维护和优化程序繁琐。（2）网络语义表示，实现不确定性表达方式，模块性清晰直观，通过替换字符串构建模型，但是后期修改困难，工程量大。（3）产生表示，根据事物关系进行表达，联想性好，但是表示范围较小。（4）空间状态表示，用于结构知识表达，具备很强的适应性和概括性，但是个性化突出，难以通用。

通过以上表示方法构建的人工智能交互架构，包含了表示模块、接口模块、控制模块三部分，其中表示部件又包括了动作转化部件、词语反馈部件、管理输入设备部件、生成图形部件以及生成屏幕部件。接口模块对应应用API 接口，通过固定模块对计算机内部程序运行结果进行数据交换和使用，该模块能够对输入信息进行分析，判断其语句规则，分析类型和需求。控制模块对用户发布请求进行数据传输和检验，具有协调用户和程序的作用。

3.3 人工智能交互模型的构建

在交互构架的基础上，通过自动化控制软件，实现数据管理、图像识别、通信控制等功能，从而建立人工智能交互模型。为了确保模型功能完善稳定，需要在模型中集成数据库模块、图像处理模块、管理交互数据模块、管理通信指令模块、管理交互者模块、语音模块、管理用户模块以及登录模块等功能。

各个模块负责对应功能的实现，操作数据库模块的主要功能是将各个模块的数据进行存储和数据交互，包括界面层、逻辑层、访问层。图像处理模块可以对图像进行存储、压缩和采集。管理交互数据模块主要对人工智能在交互过程中的数据信息进行记录、分析以及处理。

通信指令模块负责对交互中的通信指令与通信数据进行管理。管理交互者模块面对用户，负责用户个人信息的记录与管理。语音模块能够根据用户需求分析语音内容，并提供交互结果的语音反馈。管理用户模块则主要负责管理、记录用户信息，并设置权限来管理用户账户。登录模块控制用户登录权限，确保用户使用软件的合法性，同时还能够确保模型数据真实有效性。

3.4 人工智能交互模型应用结果对比分析

根据交互模型构建结果，对人工智能在交互模型中的应用结果进行具体分析。应用过程中计算机硬件方面主要针对网卡、显卡、CPU、内存、硬盘等硬件，选用当前主流配置。软件则构建数据库、使用主流编程语言和网络服务器。并将基于组织符号人工智能、基于偏好度模型人工智能和基于定制模型人工智能，与本文设计的基于自动化控制软件的人工智能交互模型进行人工智能语言交互对比实验。根据结果分析可知，本文设计的人工智能交互模型能够准确读取用户需求，并反馈适合的信息，在语言交互方面优于其他类型人工智能交互。

4 结语

人工智能发展前景广阔，且已成为了当前科技革命和产业变革的重要驱动力量，研究自动化控制软件的人工智能交互模型，对智能化技术发展具有重要意义。在未来，越来越多的领域将应用发展人工智能技术，对经济发展、社会进步、国际政治经济格局等方面都产生着重大而深远的影响。这一前瞻性的探索对推动人工智能发展进程有着重要的意义。