机械电子工程与人工智能的关系探究

摘要：在人们的日常生活中，机械电子工程所发挥的作用越来越重要、越来越明显。随着世界各国逐渐发展机械电子工程，进而提升了其生产力水平，同时因为科学技术的快速发展和进步，让机械电子工程已向智能趋势发展，带给机械电子工程新的变化。文章主要就机械电子工程与人工智能的关系进行探讨和研究。

关键词：机械电子工程；人工智能；电子技术；机械工程；信息传递 文献标识码：A

中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

与传统机械工程相比，机械电子工程有着很大的差异，它不仅将电子技术与机械工程两相结合，并充分发挥两者的用途和作用。同时，在将两者各自的功能相连在一起的基础上，在其中还增设了与信息的联系，也就是在基于原有机械工程所具有的功能上，加入信息，让其逐渐转变为智能化的。

1 人工智能概述

人工智能是21世纪中最重要的三门学科之一，为人们的发展历程提供了巨大的帮助。通过对高科技的不断运用，人工智能为人们的交流带来了很大的便利，让人们通过网络和移动终端接收到很多信息，强化了信息的流通。人工智能技术在17～19世纪期间，其发展较为缓慢，但也因为这段缓慢的发展阶段，使得其经验得到不断积累，为之后人工智能技术的发展和进步奠定了坚实的基础，并为技术的革新提前做出了充足的准备。其中几乎都在简单的映射方面进行停留，在逻辑思维方面没获取更好的成效和成果，但是在自然语言理解以及机器人方面得到了很大的发展。在20世纪中期，“人工智能”的概念首次于美国举行的“侃谈会”中被提出，同时还对其范围进行了规定，使其得到了更加规范的发展。在这一阶段，人工智能也得到了迅速的发展，并让其发展也逐渐稳定下来，并且随着科技革命的深入以及互联网技术的不断普及，让人工智能为人们提供了更加方便的服务，进而发挥出其重要作用，还实现其各个主体逐渐转变为分布式主体发展的现象。并且在该阶段的人工智能受到了网络发展的影响，同时网络的迅猛发展，不仅为信息社会创造了很多的便利，还改变了信息传递的方式等。

2 机械电子工程概述

机械工程、电子工程和信息工程共同组成了机械电子工程，并且其是一项多学科的机械活动。电子技术与机械工程的结合，不只在物理上进行了结合，在功能上也进行了信息连接，同时还包括了通过智能化处理所有机械电子信息的计算机系统。而且相比于传统的机械工程，机械电子工程的不同之处就是其具有相对简单的机械电子产品结构，其运动部件以及元件都不多，相应所占据的空间、面积等都比较少，虽然其内部结构较为复杂，但只要保证设计合理，就能让机械电子工程的面貌不像传统那样笨重，还能使其产品性能得到提高。而且作为一门非独立的学科，在设计的过程中，工程师会根据不同的其标准和要求，所开展的设计工作也会不同，这些设计所要求的专业知识也来源于不同的领域和方面。但也因此让设计出来的产品的实用性更强。

可以将机械电子工程的发展可划分为三个阶段：第一个阶段主要是依靠工人的劳动力来开展机械电子工程的手工作业，同时也是制约其生产力的一个主要因素，并且因为这种极低的生产力，也是对机械工业的发展起到了促进作用；第二个阶段是工业革命技术的改革，随着生产设备的不断更新以及规模逐渐扩大的流水线作业，不仅大大提高了社会生产力，也让相当一部分的人工劳动力得到了解放。但也因为其技术与社会的需求和要求还不相符，其生产模式老化并没有足够的灵活性，使其迫切需要进一步的革新。第三个阶段是转型时期的到来，为机械电子工程带来了质的变化，虽然科学技术的不断发展，让当前的时代更加讲究效率，并且对其灵活性提出了更高的要求，但这也为机械电子工程的革新指明了方向，从而逐渐形成了适应性强、质量高的灵活生产方式，不仅使得现代工业生产的效率得到提高，最大限度地带来更高的效益，还让人工智能进一步融入到机械电子工程中，进而对机械电子工程的发展起到了促进作用。

3 机械电子工程与人工智能的关系分析

在机械电子系统中应用人工智能应该从建模开始，再到控制并诊断，从某种程度上可以说其问题的解决是通过信息来进行。机械电子系统通常都包含有本质的不稳定性亦或是非线性，所以难以描述这种复杂系统中输入、输出的关系。描述该系统输入输出的关系在通常情况下是有三种方法：第一种是通过物理方程来进行数学关系式的建立；第二种方法是在具有丰富经验的基础上进行规则库的建立；第三种方则是基于实践的学习进而形成知识。以数学推导和理论分析为指导，在运用解析数学方法的基础上，建立起系统因果关系方法，该方法会更加严密和精确，但不足之处在于只能在线性定常等相对简单的系统中适用。因为在复杂的系统中，其相应的数学解析式仍然很难给出的，而且即使给出了相应的数学解析式，往往又因为很多因素的影响，例如不确定性、非线性以及不完全的信息等，这样就有可能急剧增加其计算的复杂性，甚至不能进行计算。同时随着机械电子系统变得越来越复杂，因此不得不处理不同类型的信息。智能化的处理过程往往是以已知信息作为基础的，其过程既是未知的，是繁杂的，并且没有具体的实现途径。对于在解决问题方面不能采取解析数学方法，人工智能可以为其补充，而且也为其提出了解决问题的新途径。

在建立复杂的系统模型过程中，其神经网络和模糊逻辑系统是其实现目的的两种途径。模糊逻辑系统是通过对人脑功能的模拟，进而对语言信息进行处理，具有较为明确的物理意义。而神经网络则是对人神经结构加以仿照，进行数字信号的处理。在对输入输出关系的处理上，这两种方法具有相同之处，同时也存在相应的差异性。模糊逻辑系统采用的是通过规则方式进行信息储存的实现，而神经网络则是通过分布式的方式进行信息储存的实现。神经网络在输出的时候因为在各个神经元之间存在固定的联系，因此通常都具有较大的计算量，而模糊逻辑系统的连接是不固定的，因此相比于神经网络，其计算量会比较小。但是针对输入输出的精度方面，神经网络具有精度又比较高，而且呈现光滑的曲面，而模糊逻辑系统的精度较低，并且呈现台阶状。

虽然这两种途径都能在一定程度上缓解和控制复杂的机械电子系统这一挑战，但当系统更为复杂的时候就不能通过单一的方法加以解决。随着不断深入的研究和分析，让人们认识到综合系统对机械电子工程与人工智能进行有机结合的重要性与必要性。模糊神经网络正是将上述两种途径综合后所形成的一种全新系统，也就是将两者所具有的优点都集集中到该系统中，将两者的可取之处加以融合，并去掉了不需要并且存在缺陷的部分，进而形成了一个具有一定可操作性和实用性的新方法。

4 结语

科学技术的发展以及各类理论知识范围的不断扩展和丰富，使其交叉融合的现象逐渐出现在了当前很多学科中。而在长期的发展中，机械电子工程和人工智能也相互发生了交叉和融合，并且还有很多相关理论学科及其相关产业得到了衍生，进而不断推进了机械电子工程的发展，还促进了社会的进步和发展。

参考文献

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[2] 郑福奎.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].科技创业家，2012，（22）.

[3] 万绍强.机械电子工程与人工智能的关系[J].门窗，2014，（9）.

作者简介：高杨（1986-），女，河北秦皇岛人，河北广电网络集团秦皇岛有限公司助理工程师，研究方向：电子工程。

（责任编辑：周 琼）