浅谈机械电子工程与人工智能的整合思路构建

来源:用户上传      作者:

　　摘 要 互联网的到来，使得人们逐渐进行了信息化时代。在当前各行各业都在积极与信息化进行深入融合的今天，多学科之间的技术交流，打破学科之间的技术壁垒已成为当下各门学科发展的一致趋势。自然，机械电子工程也不例外。与当前火热的人工智能这一概念相联系，把握两者之间技术以及特点等方面进行深入融合，全面提升机械电子工程行业发展水平，是未来机械电子工程的一种可能的发展方向，其可行性已经得到相关领域专业人员的认可。本文通过对于机械电子工程和人工智能的特点进行分析，尝试构建两者之间的整合思路，希望能够为相关领域人士提供一些参考。
　　关键词 机械电子工程;人工智能;整合思路
　　1 机械电子工程发展背景
　　传统机械工程由于其很强的局限性而在不断寻求新技术的融合发展，在这一需求背景下，多学科之间的技术交流，打破学科之间的技术壁垒已成为当下机械工程学科发展的一个有效出路。将机械工程与电子信息技术以及当前火热的人工智能这一概念相联系，是未来机械电子工程的一种可能的发展方向[1]。
　　2 机械电子工程特点分析
　　机械电子工程是随着信息化时代发展以机械工程为基础，融合了电子工程技术的一门综合性较强学科。该学科涉猎范围广、实践性强，将传统机械工程、电子工程、计算机工程相互整合应用，强调机械操作能力与机电调控能力相结合，因此具备很强的科学性。简要地说，机械电子工程主要有两方面的特点：一是功能全、结构简;二是多学科应用，综合性强。对于传统机械产品来说，大多数产品相对而言较为笨重，结构复杂，不利于产业发展，但是在机械电子工程领域，其不但可以做到传统机械产品的性能要求，功能齐全，同时可以做到对产品结构的大幅度简化，是非常适应行业发展及应用方向的。关于多技术应用方面，机械电子工程除了机械工程與电子工程这两门基础学科外，还综合应用了计算机技术等相关技术领域，因此在对机械电子工程进行设计时，具有很强的综合性，需要对不同技术进行合理分配整合应用，实现设计合理性[2]。
　　3 人工智能功能阐述
　　人工智能与机械电子工程一样，也是一门专业性较强的综合类学科，它不单单应用了计算机技术，还包括信息技术、控制技术、哲学等方面学科，是非常复杂的一门技术。就目前而言，人工智能在人们日常生活生产领域已经逐渐开始普及，在未来也有着非常广阔的应用途径。就其功能性来说，人工智能可以模拟人脑对信息进行处理，能够像人一样对信息做出反应处理，甚至优于人脑。随着人工智能的不断发展，其内涵也在不断地丰富加深，现如今已经发展成为一项系统性工程技术，这为人类科技发展带来了很大的进步，为推动人类社会发展有着举足轻重的地位[3]。
　　4 整合思路分析
　　机械电子工程由于其本身较为依赖数学模型的特性使得在实际应用中有着很强的不稳定性，在系统遇到不稳定情况时，传统的解决方式是通过数学方程推导、建立规则库等来进行问题解决，但这些方法在实际应用中是远远不够的，只能够解决相对简单的一些系统中存在的问题。而人工智能的应用给了机械电子工程很大的发展空间，它能够大大降低机械电子系统的不稳定性，为处理系统中存在的问题带来了新的解决方式，能够帮助机械电子系统建立其完善资料库，能够满足一些相对而言较为复杂系统的应用要求。正是由于机械电子工程与人工智能技术之间存在有这么密切的关系，人工智能与机械电子工程的整合也成为一种必然趋势。
　　人工智能在机械电子系统实际应用上，应用最为普遍的是神经网络系统与模糊推理系统两种应用方式，二者相互结合，实现机械电子系统与人工智能的有机整合。
　　神经网络系统，借助神经元将信息分布于网络，模拟人类大脑思考模式将数据进行分析处理，通过动态形式协同操作，处理信息点对点映射相对应神经元，提升输入输出信息的精确度，借助网络形成连续函数。这种处理方式不仅可以使得信息精确度更高，也可以实现大规模数据的运算，提高了效率，因此被广泛利用与机械电子工程系统中。
　　不同于神经网络系统，模糊推理系统主要是借助网络结构模拟一个与分析结果基本贴合的函数，因此模糊推理系统主要应用在处理模糊信息领域，它在完成近似函数时采用域到域的映射方式规则储存信息。正是由于模糊推理系统的处理方式特点，使得其数据连接性不如神经网络牢靠，计算量较少。这种方式的特性决定了它对输入信息的精确度要求不高，因此在输入信息较为模糊的情况下，多采用该方式进行数据处理。
　　机械电子工程与人工智能整合思路构建过程中，神经网络系统与模糊推理系统是相互融合使用的，对此通常是采取功能相似融合与功能互补融合两种方式。相似融合是对模糊推理系统中变量函数与神经网络中非线性映射部分进行融合，对神经元输出信息调整实现对变量隶属函数的修正，这种方式可以在简化运算的同时保证信息处理量。互补融合则是将神经网学习能力与模糊推理系统信息规则储存方式相结合，提高神经系统逻辑推理性和模糊推理系统的智能性。
　　5 整合应用案例介绍
　　人工智能在机械电子工程领域的实际应用案例中，本文选择以飞机动力地面模拟系统进行介绍，该系统涉及机械、电气、液压等相关技术的相互结合，整个系统相对而言较为复杂，对于数学模型的建立比较困难，很难得到一个正确的模型来实现系统控制。人工智能在系统中的应用打破了这一局限性，它可以克服系统对数学模型的依赖，利用神经网络以及模糊推理方式实现对系统的控制。
　　6 结束语
　　本文从机械电子工程技术发展背景出发，得出人工智能应用是未来机械电子工程发展的必然趋势。基于上述观点，分别对机械电子工程与人工智能特点进行阐述，结合机械电子工程与人工智能二者之间的联系，对二者整合思路构建提出一些看法，着重介绍了人工智能中神经网络系统与模糊推理系统两种应用方式，展示了人工智能在机械电子工程领域应用的优越性。通过这些介绍，我们可以清晰认识到机械电子工程与人工智能的整合对二者发展的推动力，以及对社会经济发展的推动作用。
　　参考文献
　　[1] 秦娇娇.探究机械电子工程与人工智能的关系[J].信息通信，2017， （4）：289.
　　[2] 张俊和.刍议机械电子工程与人工智能[J].装备制造技术，2017， （1）：259-260.
　　[3] 田海虏.关于机械电子工程与人工智能的相关性分析[J].电子技术与软件工程，2016，（11）：104-105.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14728677.htm