人工智能技术论文(收集5篇)
时间:2024-06-17
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人工智能技术及其应用的发展历史虽然只有短短的50余年,但是它作为信息技术的前沿领域,对社会经济和发展的影响却越来越大。在基础教育课程改革的大潮中,许多国家意识到基础教育领域开展人工智能教育的必要性,努力把人工智能列入技术类教育的教学内容中。作为师范类院校,教授人工智能课是有必要的。?
(1)为部分优秀的学生将来做更深入的研究打坚实的基础。在面向知识经济的今天,研究获取、表示和使用知识的人工智能学科越来越受到人们的重视。目前人工智能研究被列为中国高技术领域的重点之一。以专家系统为代表的智能化系统在信息技术中也占有重要地位。因此在高等教育中开展人工智能教育和智能化系统的研发,不仅是计算机科学的应用,也是促进各学科服务于国民经济发展的必然趋势。为使人工智能的理论、方法和技术的研究与应用普及和深入,教育重心必须要下移,即从研究生教育向本科教育普及。开展本科层次人工智能普及教育的有效途径之一是在本科高年级开设相关选修课。开展人工智能教育,不仅能够更好地发挥高等院校的育人和科学研究功能,而且能为学生拓宽专业路径,扩大自主学习空间和发展个性创造条件,同时也为营造一个使学生不仅有宽厚、扎实的理论基础,且具综合分析和解决问题能力的环境。?
(2)为将来从教的学生积聚大量的知识。英国早在1999年,人工智能课程已经作为选修课出现在中学的信息与通讯技术(ICT)课程中。许多中小学还通过机器人竞赛活动来激发中小学生学习人工智能的兴趣,使学生不仅提高了用信息技术解决问题的能力,而且培养了多种思维方式,获得了更多的创新空间。美国现行的中学信息技术课程设置中,将人工智能的内容作为“媒体与技术层面对12年级学生的要求。澳大利亚的部分中学开设的信息处理与技术课程,人工智能、信息系统、算法和程序设计、社会和伦理道德、计算机系统分别作为5个主题共同构成了该课程的教学内容。在该课程的大纲中规定,人工智能部分的教学内容在高中第3学期为12年级的学生开设,教学时间为10周。?
在我国,多年以来中学奥林匹克信息学竞赛中一直包含有人工智能相关的题目,涉及启发式搜索、博弈、智能程序设计等问题。2003年4月,我国教育部正式颁布《普通高中技术课程标准(实验)》,首次在信息技术科目中设立了“人工智能初步选修模块,标志着我国高中人工智能课程的正式起步。?
我国的新课程标准颁布后,教育部评审并通过了分别由教育科学出版社、广东高教出版社、地图出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材,并开发了相应的教辅材料,包括教师用书和配套光盘等。为了配合中学人工智能课程的实施,国内也推出了一些适合中学生学习与体验的人工智能软件和网络资源。另一方面,一些高校的本科生、研究生也逐步关注中学人工智能教育的开展并将其作为毕业论文的研究选题。一些师范院校适应形势要求,已为师范生开设了与此相关的选修课程。?
2人工智能的教育及教学条件现状?
通过对本人多年的教学过程进行总结,我校的《人工智能》课程教育现状可总结为如下几点:?
(1)理论知识充裕。但与实践相脱节,特别是在智能科学技术的教育教学方面。尽管知识面相当广泛,而人工智能理论的普及教育以及智能技术的开发与应用仍然十分滞后。?
(2)同其它普通高等院校一样,在本校,人工智能技术的研究与应用尚未普及,甚至比不上其它院校。这不利于培养学生的科研兴趣及创造精神。?
(3)缺乏配套实验教材,实验教学内容缺乏,无法培养学生的研究能力和创新能力。只有开设实验项目,才能使人工智能的相关知识具有研究性和综合性。?
(4)对中小学智能教育的深度及教学方式、教学特点缺乏研究。做为师范类院校,我认为在对学生进行基础知识教育的基础上,要紧抓中小学智能教育的特点对师范类学生进行相关的教育与培训。?
相对于教育现状,我校的《人工智能》课程教学条件现状要稍好一些,其状态如下:?
(1)教材使用部级规划教材,此教材非常系统地介绍了人工智能的基本原理、方法和应用技术,适合本科及研究生使用。在我们的授课过程中,也会适当为学生提供相关的国内其他先进教材,如中南大学蔡自兴教授的《人工智能及其应用》等。?
(2)为了促进学生自主学习,我们准备了多种类型的扩充性学习资料,加强学生主动学习的意识,包括:课程相关杂志和书籍目录,以及部分重要的参考文献,与人工智能相关的网络资源如优秀BBS、新闻组、网址等。它们包括了大量的文献资料、本领域研究的前沿动态等。使用表明,学生非常乐于查阅这些资源。使学生能通过使用这些资源进行一些人工智能程序设计,探讨一些问题,在课堂讨论中展示他们的收获。?
(3)校园网的普及与不断优化使本课程有优良的实践性教学环境,能充分满足教学需要。我们拥有较充足的多媒体教室和网络教室,为实现本课程教学提供了物质保障。在网络资源建设方面,全校办公室、教室、学生宿舍和教师宿舍都以宽带网相连,这些硬件设备对本课程教学发挥了重要作用,使本课程教学质量得以明显提高。?
3人工智能教学方法及手段的改革?
针对我们现在所采取的教学方法,我认为存在许多不足,如教学方式比较单一,教学内容偏重理论讲解等,为此,提出以下教学方法的改革:?
(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣。课程的学习效果,直接受到学生兴趣和参与意识的影响。一般来讲,《人工智能》作为一门前沿课程,开始学生学习兴趣很大,当开始接触到抽象理论知识及部分算法时,学生往往感到不易接受。我们通过各种途径和方法,激发和培养学生的学习兴趣,包括鼓励学生参与某部分知识的扩充性资料查找,预留一定时间请学生负责对此内容进行讲解,布置学生对某个基本成型的实验进行纠错及验证,降低问题解决的难度。学生因此产生兴趣从而做更深度研究。?
(2)进行启发式教学。我们可以尝试在教学过程中不断提出问题请学生思考,启发学生求解这些问题,鼓励学生提出自己的猜想和解决方案,然后摆出教材中的解决方案,并与同学所提出的观点进行分析和比较,这足以加强学生学习的主动意识和参与意识,提高学生学习的积极性。?
(3)课堂辩论与交互式教学。组织课堂辩论,讨论的议题可定位为譬如人工智能是否能超过人类智能等有争议的问题。学生通过对这些问题展开激烈争论,激发了学习潜能,明确了学习目标。当然师生间的交流方式还有很多,如邮件互发、QQ留言等,也可在课程网站中的互动平台进行交流。?
(4)分层次因材施教。在授课过程中,通过对每个具体学生的学习进度、课堂作业情况进行及时评估,对学生提出进一步的学习建议和指导,实现个性化的教学。对优秀学生探讨,可以在教学设计和实验设计中要求其选作部分探索性、创新性的功课和实验,以发挥学生个性优势。对于有意于将来从事中小学教育的学生可以在机器人及人工智能技术发展现状等知识层面对其做问题讲解。而那些看似缺乏兴趣的学生,我们可以用多媒体手段如播放人工智能相关电影及科学小片引起其兴趣,实行逐步引导的教学过程。?
另外,我们可以尝试双语教学。采用中文教材和讲授的同时,注重在课程中的关键词同时用英文表示,并适当指定英文参考短文和英文参考书。使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。我们也可以在教学内容安排上,注重理论联系实际,将一些人工智能网络上的虚拟实验给学生进行课外上网练习,从而使学生了解算法的具体运行过程,通过参与达到知识的理解,掌握基本方法和技术。?
根据现有的条件,我们在教学中可以采用多媒体教学和网络课程教学相结合的方法,充分利用多媒体的丰富表现形式,利用网络课程的交互性、情景化等特点,构筑以学生为主体的《人工智能》课程现代教学模式。对于抽象知识,可通过动画和视频演示,通过声音和图像展示人工智能的历史、人物和前景,做到学生直接而深刻地看到知识的内涵外延。网络课程能较好地实现交互并使学习过程情景化,通过网络课程的课堂练习和章节练习,教师可以评价学生的学习情况,并给学生提出学习建议,从而提高学生的研究力和创新力。我们也可以给学生播放中学《人工智能》课程课堂教学录像,以使学生看到初高中学生的知识范围及深度;同时给学生播放现有的《人工智能》科学成果,让学生看到理论背后的实践;也可以播放科幻片,激发学生想象的翅膀从而有兴趣把人工智能作为将来深造的方向。《人工智能》是一门较新的课程,改进教学方法和手段不仅要靠教师,也应增加硬件设备的投入。如果人工智能能采用智能辅助教学系统或机器人辅助教学过程逼真、形象,一目了然,这样可大大提高学生的学习效率,尤其是提高学生的观察判断能力、发现问题和解决问题的能力。?
4人工智能实践教学设计的探讨?
我们可以在教学过程中,适量开设一些实验和设计,提高学生的动手能力,并加深他们对理论知识的理解,降低理论的抽象度,提升理论的实用性。在近两年的教学过程中,我们会适量加入一些人工智能语言的教学过程。例如,在讲解了“野人与传教士过河等问题后,我们可以让学生使用VisualProlog或者C?++?对算法进行实现;在讲解TSP问题的遗传算法解决案例后,指出编码方案、初始种群大小、进化代数、交叉率变异率等因素对求解结果的影响,并要求学生通过实验的方式来分析、理解这些问题,并提出“寻找更有利的解决方案等问题。把学生的兴趣激发后,为解决这些问题,学生会在课外主动查阅相关文献、相互讨论以实现他们所设计的方案,这样既培养了学生善于钻研和勇于创新的精神又提高了学生的实践与创新能力。?
参考文献:?
[1]熊德兰,李梅莲,鄢靖丰.人工智能中实践教学的探讨[J].宿州学院学报,2008(1).?
[2]何元烈,汪玲.“VisualC?++?在“人工智能教学中的应用与探讨[J].广东工业大学学报:社会科学版,2008(8).?
关键词:电气工程;自动化;智能技术
21世纪是一个全新的时代,在新的时代背景下,我国正处于经济腾飞的关键时期,各行各业都在不断的发展和进步。就电气行业而言,自动化和智能化是未来发展方向。对电气工程自动化的研究一直是热点问题,总的说来传统的自动化控制存在一定的劣势,已经无法满足人们日益增长的需求。智能化技术的出现有效的弥补了传统自动化控制方法的不足之处,极大的促进了电气工程领域的发展和进步。本文以电气工程自动化中的智能技术为研究对象,首先介绍了智能化技术在运用过程中的理论基础,接下来讨论了智能化技术在运用过程中的优势,最后探讨了智能化技术在电气自动化控制中的具体应用。
1智能化技术在运用过程中的理论基础
所谓智能化技术指的就是将人工智能理论和计算机技术有效的融合到一起的一种科学技术,现阶段人们刚开始将智能化技术引入电气工程领域,相关研究还处于初始阶段。但是,智能化技术在电气工程自动化领域具有广阔的应用前景。智能化技术是许多学科融合在一起得到的成果,具体来讲包括:控制技术、信息理论、生物理论和语言学理论等等。智能化技术的研究宗旨就是使得机器在人工智能的协助之下具有一定的自主能力,可以自主的开展一些操作行为。一般来讲人们会使用具有智能化能力的机器来完成一些危险性相对较高的操作,这样就可以有效的保证人的安全性。
对电气工程自动化控制的智能化研究是人们十分关心的问题,具体的研究内容主要包括:第一,对相关信息的采集和整理;第二,对相关电子电气技术的研究等等。在研究人员的不断努力之下,目前有些智能化技术已经在电气工程领域得到了应用,而且取得了令人满意的结果,这充分说明了智能化技术在电子工程自动化领域具有广阔的应用前景。融合了智能化技术的电气工程自动化控制具有下述优势:首先,系统的控制效率得到了显著提升;其次,企业可以在一定程度上降低成本投入,从而获得更多的经济效益;再次,工作人员的工作量得到了显著降低;第四,企业可以对人力资源进行更加合理的配置。
2智能化技术在运用过程中的优势
在电气工程自动化控制领域,智能化技术可以发挥自己的作用,总的说来智能化技术的优势主要体现在以下三个方面:
2.1不再需要建立控制模型
在智能化技术未面世之前,人们在电气工程领域使用的是传统控制方式,传统控制方式具有一定的不足之处,包括:第一,控制对象的动态方程不是很容易实现;控制模型中经常存在一些无法控制的变量。在这种情况之下,人们构建的控制模型和系统实际的过程具有一定的出入,控制模型无法实现对系统的精确控制,这样最终的控制效率也就相对较低。智能化技术的出现有效的解决了上述问题,在智能化的控制器中,人们不再需要对控制系统进行建模处理,这样也就避免模型不准确现象的出现,从而有效的提升了控制器对系统的控制精确度。
2.2便于对电气系统进行调整控制
在对电气系统进行控制时,由于系统处于一种动态变化的状态,在控制过程中智能化控制可以实现对控制过程的动态调整。这样的动态调整过程可以有效的保证电气系统处于正常的工作状态,并提升其工作能力。除此之外,融合了智能化技术的控制系统的另一个特点就是:相关人员只需要远程通过数据来操控整个控制过程,技术人员完全不需要在控制现场开展相关操作。
2.3智能化控制器具有很强的一致性
智能化控制在对电气系统进行控制的过程中可以实现很高的一致性,具体体现在就智能控制器而言,当相关人员向控制器传入不同类型的数据时,智能控制器可以通过一定的处理给出合适的控制输出,从而实现对电气系统的有效的控制。总的说来,影响控制效果的主要因素就是具体的控制对象,在智能控制系统中,如果更改了控制对象,那么控制效果就可以无法达到预期效果。因此,相关人员一定在明确系统中的控制对象,根据控制对象的特点设计科学合理的智能控制系统。
3智能化技术在电气自动化控制中的具体应用
在智能化技术的推动以及研究人员的不断努力之下,现阶段智能化技术已经在电气工程自动化领域得到了一定的应用,具体情况如下:
3.1智能控制
人们将智能化技术融入了电气自动化控制中,这样技术人员就可以对电气系统实现远程智能控制,无需工作人员参与控制过程,控制效率也得到了提升。智能控制不但在电气系统中发挥了巨大的优势,也为智能化技术在电气工程领域中的应用提供了坚实的基础。
3.2优化设计
在电气工程自动化的优化设计中,智能化技术也发挥了作用。现阶段,相关人员借助CAD技术和一些计算机软件实现对电气系统的优化设计,有效的避免了传统方法中不方便修改的劣势。此外,人们在优化设计中还可以使用遗传算法,保证了设计结果的有效性和最优性。
3.3故障诊断
现阶段,人们可以通过智能化技术实现对故障的有效诊断。当系统出现故障时,在故障真正产生之前一般会出现一定的特定现象,利用智能化技术可以对上述特定现象进行有效捕捉,从而实现对故障的预警。
参考文献
[1]蒋敦旗.浅议在电气工程自动化控制中智能技术的应用[J].科技创新导报,2014,v.11;No.32032:106.
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[5]李鑫.试论电气工程自动化中智能技术的应用[J].中国高新技术企业,2015,No.35035:51-52.
[6]杨振兴.电气工程自动化控制中智能技术的应用研究[J].科技传播,2013,v.5;No.8807:143+133.
论文关键词:智能电网;电力特色教学模式;电力信息化和智能化
随着智能电网、绿色能源席卷全球,电力行业迎来了蓬勃发展的新时期,电力不但要信息化还要智能化,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又有电力专业背景的人才,这给电力大学计算机专业人才培养带来机会和挑战。结合电力大学的大电力特色,为培养智能电网急需的高素质复合型人才,开展计算机专业电力特色教学模式的研究和实践具有重要的意义。为了培养智能电网急需的信息人才,需要开展计算机专业的电力特色教学,首先要开设“电力信息化”课程。
一、我国电力信息化现状及智能电网的目标
电力信息化是指计算机、通讯等信息技术在电力工业各个环节应用全过程的统称。我国当今电力信息化现状是实施电力工业生产过程各个环节的信息化,包括电力工业规划、设计、施工、发电生产、输电、变电、配电、用电、电网调度、供电营销、物资及管理等各个环节。由此可见,信息技术是电力信息化的基础,各类电力资源的开发和利用是电力信息化的核心。提高电力企业的经营决策水平和经济效益是电力信息化的宗旨。智能电网将使电力信息化从数字化向智能化发展。智能电网是电力信息化的延续和飞跃。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物。中国的智能电网目标是分三个阶段推进:2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术、装备实现重大突破和广泛应用并自主可控;2016年至2023年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。
通过分析我国电力信息化现状及智能电网的目标可见,各国探索智能电网建设的先行策略是信息技术应用。为实现智能电网的战略目标,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又懂电力信息化业务的复合型人才,因此,对计算机专业学生开展电力特色教学是非常必要的。
二、电力大学计算机专业电力特色教学模式
面对电力行业信息化飞速发展的形势,特别是智能电网席卷全球,电力大学计算机专业的教学模式在保有原有优势的基础上创建特色,开展以计算机技术为主、电力专业背景为辅的特色教学模式。2010年学校设立了计算机专业电力特色教学模式研究和实践的教改项目,以实现计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养。电力特色教学重点要放在计算机技术和电力专业交叉点上,电力特色教学的先行策略是由电力信息化这门课程承担此重任。2010年学校将电力信息化课程列入433门核心课程中。修改后的2008版教学大纲中电力信息化这门课程是计算机专业学生的必修课程,这不但要求电力信息化这门课程的内容不断优化,同时也要求对电力信息化课程的教学进行改革。
电力大学计算机专业电力特色教学模式的后行策略是在电力信息化这门课程改革和研究的基础上进行课程群建设,开设代表计算机技术和电力专业最新技术交叉点的“电力云平台”、“电力物联网技术”等课程,并将“电力信息化”、“电力云平台”及“电力物联网技术”三门课程纳入到一个课程群来建设。可见电力大学亟待探索并建立适合计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养模式。
三、电力信息化课程特点与教学现状分析
1.电力信息化课程的特点
电力信息化这门课程具有如下特点:
(1)涉及面广。电力信息化这门课程内容涵盖电力工业生产发电、输电、变电、配电、用电、电网调度等全过程的信息化与智能化。课程内容包括发电企业的信息化与智能化、变电站的信息化与智能化、电力调度中心信息化与智能化、配用电生产管理信息化和智能化、电力信息安全技术及物联网在智能电网中的应用等。
(2)技术先进前沿。电力信息化这门课程内容涵盖当今信息和电力领域的前沿技术、热点技术。如在讲解变电站的信息化与智能化这部分内容时要详细分析电力领域的热点技术IEC61850。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时要详细分析信息领域的热点技术SOA和电力领域的热点技术CIM及其在电力调度的应用。在讲解物联网在智能电网中的应用这部分内容时要详细分析当今信息和电力领域的前沿技术物联网、智能电网及云平台。
(3)与电力行业实际工程紧密结合。在讲解课程的各部分内容时紧密结合实际工程。如在讲解发电企业的信息化与智能化这部分内容时紧密结合发电企业的实际工程,如水电站厂级监控系统、火电站的DCS系统、发电厂?SIS系统、发电厂智能管理信息系统等。
(4)多学科的交叉。电力信息化课程是计算机技术、通讯技术、控制技术、电力系统背景知识的融合与交叉。在讲解课程的各部分内容时处处是多学科的交叉,如在水电站厂级监控系统中涉及计算机的网络通讯技术,涉及控制领域的PLC技术和现场总线技术,涉及水力发电特性专业背景知识等。
(5)电力信息化课程的教学内容是动态的,是与时俱进的,随着电力信息化和智能化的发展而不断地补充新内容,没有现成的教材。当今世界电力信息化和智能化发展非常迅速,如国家电网公司已经开展广域全景分布式一体化的电网智能调度技术支持系统研制。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时就必须补充这部分新技术。
2.电力信息化课程教学现状分析
(1)没有现成的教材,课程难度大,师资紧缺。从上述分析的电力信息化这门课程的特点可见,要求老师具备丰富的知识储备及电力工程经验。
(2)课程内容与电力实际紧密结合,学生没有现场工程概念,又是多学科的交叉,学生感觉课程难度大且抽象,学习兴趣不足。很多学生很想学好这门课,但他们中只了解信息技术,没有其他学科技术知识的积累。本课程开设在大三的第六学期,很多学生感觉困难后就放弃了,准备考研复习。
四、电力信息化教学改革的思想和方法
电力信息化这门课程是综合应用课程,教学思想和方法的改革是必要的,具体措施如下:
1.组建一支优秀的教学团队
通过引进发掘培养人才,组建一支优秀的教学团队。吸纳不同学科的拥有前沿的信息技术、丰富的电力背景和工程经验的老师进入团队,可以根据老师的特长安排讲解相应的章节。电力信息化这门课程可由若干老师共同完成。由于国内市场几乎没有相关专著和教材,已经组织讲课团队老师撰写并出版电力信息化教材。教材包含当今电力信息化和智能化最新技术并提供老师们的最新研究成果。该团队的老师需要及时了解电力行业的信息化和智能化最新动态的最新技术。除了合作项目途径外,老师要利用一切机会参加合作、进修和交流。通过团队的力量来解决没有现成的教材、课程难度大的问题。
2.补充课程中需要的其他学科知识
鉴于计算机专业学生的知识结构比较单一,在学习电力信息化课程时先为学生补充必需的计算机控制与通讯基础技术知识,包括计算机控制通道接口技术、PLC技术、串行通讯技术、现场总线技术及工业以太网技术等。在学习电力信息化的具体相关内容时为学生铺垫必需的电力背景知识和工程背景内容,如讲解水电站厂级监控系统时要先补充水力发电厂相关内容。通过利用一定的学时补充课程中需要的其他学科知识来降低学生课程学习的难度,使学生能快速全面地了解并掌握电力信息化技术。
3.新技术、新理念的引入
由于没有现场工程概念,学生在学习电力信息化课程时会感觉抽象、难以理解,老师有必要与时俱进地将新的技术和理念引入课堂中。例如可以引入当今电力行业流行的先进仿真培训软件,比如三维变电站仿真培训软件,让学生在软件上仿真漫游变电站并模拟各种操作。通过仿真软件让学生模拟接触电力工业现场,建立对电力工业现场的感性认识,提高学生的学习兴趣。
为了加强学生课后巩固教学环节,帮助学生消化和应用所学知识,可以将新的理念引入课堂中。借鉴西方本科教学及我国研究生培养的经验,本课程课后作业巩固环节可以尝试不同于常规计算机专业课程的方法。本课程要求学生在课后查阅大量的文献资料。每章的作业是查阅与本章相关的文献资料并撰写提交小论文,期末每个学生制作PPT文件并开展讨论。
在学生课后巩固教学环节中老师起着重要的引导作用。指导本科学生查阅相关文献资料时,首先要教会学生如何在海量信息中查找到需要的优秀文献,如何充分利用校图书馆提供的优质库资源,然后指导学生如何读文献,如何写小论文。要求学生在每章节后阅读15篇以上相关文献资料并提交小论文。教师要认真批阅学生的小论文,总结学生容易出现的普遍性问题,在下次写小论文时提醒学生注意。
4.实施案例教学
新的电力信息化教学实施方案与国内外电力发展紧密结合,既具有理论性又有很强的实用性。此课程在教学方法上必须将理论与工程案例结合,实施案例教学。案例可以来源于实际经典案例,也可以来源于老师们的最新研究的相关成果。在案例教学的过程中要培养学生如何将工程应用问题转化为计算机问题的能力。如在讲解IEC61850和CIM技术时,要剖析IEC61850和CIM是如何利用计算机技术中的面向对象技术来建模的。
论文关键词:人类智能,人工智能,认知,心理学
人工智能技术无论是在过去,现在还是将来,都作为科学研究的热点问题之一。人类对自己本身的秘密充满好奇,随着生物技术的飞速发展,人类不断破译人体的生命密码。而以生物科学为基础的人工智能技术也得到了长足的发展。人们希望通过某种技术或者某些途径能够创造出模拟人思维和行为的“替代品,帮助人们从事某些领域的工作。为了让计算机能够从事一些只有人脑才能完成的工作,解脱人的繁重的脑力劳动,人类对自身的思维和智能不断地研究探索。但是,科学技术是一柄双刃剑,人们对人工智能技术的飞速发展存在着恐慌。如果机器真的具有了人类的智能,在未来的某一天,他们会不会取代人类而成为地球的主宰者?人类智能和人工智能,谁才是未来的传奇?
1.你在和谁说话?
“先进的人工智能机器人不但拥有可以乱真的人类外表,而且还能像人类一样感知自己的存在。这是人工智能发展到高级阶段的目标和任务。那么,我们在不久的未来能否实现这样一个目标呢?人类真的能发明出足以乱真的智能人类吗?隔着一堵墙,我们是否能分辨出正在与我们对话的是一部机器还是人类?
1.1.人工智能的定义
人工智能(ArtificialIntelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是相对于人的智能而言的。正是由于意识是一种特殊的物质运动形式,所以根据控制论理论,运用功能模拟的方法心理学,制造电脑模拟人脑的部分功能,把人的部分智能活动机械化,叫人工智能。人工智能的本质是对人思维的信息过程的模拟,是人的智能的物化。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能发展的过程归纳为机器不断取代人的过程。
1.2.人工智能技术的发展
几个世纪以来,人类依靠智慧,发明了许多机器,使人类能够从许多体力劳动中解放出来。从1956年正式提出人工智能学科算起,40多年来取得长足的发展,成为一门广泛的交叉和前沿科学。科学家发明了汽车,火车,飞机,收音机等等,它们模仿我们身体器官的功能,但是这些不能模仿人类大脑的功能毕业论文格式范文。当计算机出现后,人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具,在以后的岁月中,无数科学家为这个目标努力着。1997年5月,IBM公司研制的深蓝(DeepBlue)计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫(Kasparov)。在一些地方计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作,计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。计算机的出现,使得人工智能有了突破性的进展。计算机不仅能代替人脑的某些功能,而且在速度和准确性上大大超过人脑,它不仅能模拟人脑部分分析和综合的功能,而且越来越显示某种意识的特性。真正成了人脑的延伸和增强。
1.3.人工智能的研究领域
人工智能是一种外向型的学科,也是一门多领域综合学科。它不但要求研究它的人懂得人工智能的知识,而且要求有比较扎实的数学基础,哲学和生物学基础,只有这样才可能让一台什么也不知道的机器模拟人的思维。而人工智能的最根本目的是模拟人类的思维,因此,它的研究领域与人类活动息息相关。什么地方只要有人在工作,他就可以运用到那个领域。
现阶段主要研究领域有专家系统,机器学习,模式识别,自然语言理解,自动定理证明,自动程序设计心理学,机器人学,博弈,智能决定支持系统和人工神经网络等等。
2.机器真的可以思考吗?
机器真的可以思考吗?机器的思考归根结底还是模仿人类的思维模式,正是“思考这一人类的本质属性,使得人工智能和心理学从最初就紧密地联系在一起。心理学研究人脑中信息的输入、输出、存储和加工,并研究人脑各个部位的功能。最早的双核计算机模仿人的左右脑,在人脑不同区域主管各个不同功能这一原理的基础上,来设计负责不同功能的芯片。以此为出发点,心理学家和计算机学者进一步合作,通过研究人解决问题的方法来研究开发人工智能。随着人工智能的发展,所要求实现的职能愈加复杂,但最基本的方式还是逻辑推理和归纳,这正是心理学家和逻辑学家的专业领域。心理学家以研究探讨人类逻辑思维方式为人工智能提供了基本原理和原则。
2.1.人类意识的本质
意识是世界的内在规定、一般规律和组成部分,是具有客观实在性同世界的其它组成部分处在对立统一关系中的事物。意识普遍存于世界和万物之中,世界是包含意识的世界,万物是包含意识的万物。没有意识存在于其中的世界不是我们现实生活中的世界,没有意识存在于其中的万物也不是我们天天眼见手触的万物。有了意识的存在,世界和万物就有了生机和活力。
2.1.1.意识是与物质相对应的哲学范畴,与物质既相对立又相统一的精神现象。
意识是自然界长期发展的产物,由无机物的反应特性,到低等生物的刺激感应性,再到动物的感觉和心理这一生物进化过程是意识得以产生的自然条件。意识是社会的产物,人类社会的物质生产劳动在意识的产生过程中起决定的作用。辩证唯物主义在强调物质对意识起决定作用的前提下肯定意识对于物质具有能动的反作用,在意识活动中人们从感性经验抽象出事物的本质、规律形成理性认识,又运用这些认识指导自己有计划、有目的地改造客观世界。
2.1.2.从意识的起源看,意识是物质世界发展到一定阶段的产物;从意识的本质来看,意识是客观存在在人脑中的反映。
意识是人脑对客观存在的反映:第一,正确的思想意识与错误的思想意识都是客观存在在人脑中的反映;第二,无论是人的具体感觉还是人的抽象思维,都是人脑对客观事物的反映;第三,无论是人们对现状的感受与认识,还是人们对过去的思考与总结,以至人们对未来的预测,都是人脑对客观事物的反映。意识的能动作用首先表现在,意识不仅能够正确反映事物的外部现象,而且能够正确反映事物的本质和规律;意识的能动作用还突出表现在,意识能够反作用于客观事物,以正确的思想和理论为指导心理学,通过实践促进客观事物的发展。
2.2.人类意识与人工智能的关系
认知心理学和人工智能,是认知科学的两个组成部分。人工智能使用了心理学的理论,心理学又借用了人工智能的成果。人类意识与人工智能两者具有以下关系:
l人工智能是研究用机器模拟和扩展人的智能的科学。它撇开了人脑的内在结构和意识的社会性,而只是把人脑作为一种信息处理的过程,包括信息的接收、记忆、分析、控制和输出五部分。现代科学技术用相应的部件来完成着五个过程,就构成了人工智能或电脑。
l人工智能可以代替人的某些脑力劳动,甚至可以超过人的部分思维能力,随着现代科学技术的发展,它发挥着越来越重要的作用。人工智能的出现不仅解放了人的智力,而且为研究人脑的意识活动提供了新的方法和途径。它说明了人的意识活动不管多么复杂,都是以客观物质过程为基础的,而不是什么神秘的超物质的东西,人们完全可以用自然科学的精确方法来加以研究和模拟,它进一步证实了辩证唯物主义意识论的科学性毕业论文格式范文。
l人工智能的产生和发展,深化了我们对意识相对独立性和能动性的认识。机器思维即人工智能表明,思维形式在思维活动中对于思维内容具有相对独立性,它可从人脑中分化出来,物化为机械的、物理的运动形式,部分地代替人的思维活动。
随着科学技术的发展,人工智能将向更高水平发展,反过来推动科学技术、生产力和人类智慧向更高水平发展,对人类社会进步将起着巨大的推动作用。
3.人工智能的未来
人工智能是为了模拟人类大脑的活动而产生的科学,人类已经可以用许多新技术新材料模拟人体的许多功能,诸如皮肤,毛发,骨骼等等,也就是说,人类可以创造出“类人体。只要能够模拟人的大脑的功能,人就可以完成人工生命的研究工作,人创造自己,这不但在科学上,而且在哲学上都具有划时代的意义。这就是人工智能承担的历史使命。
在科学技术日新月异的今天,知识爆炸,科技的增长超出了人类承受的速度。各种新科技的出现层出不穷,随之而来的成果简直让人瞠目结舌,克隆、基因芯片、转基因等等,人类自身的秘密开始一层一层的揭开。我们人脑的复杂结构,人体的基因链也逐渐被科学技术解剖。我们希望将来的人工智能机器能将我们从繁重的体力劳动和脑力劳动中解放出来心理学,例如机器人做家务,带孩子,做司机,秘书等等一系列我们不愿意花太多精力或者有太多限制条件的工作。然而,人类由于多种“性能都不如机器人,反而退化成为机器人的奴隶?他们会不会有一天无法忍受人类对他们的“剥削和“压迫,挑战人类的统治?很多的科幻作品和电影中都预言了这样的场景,未来的智能机器人和人类争夺有限的地球资源,并最终打败人类,成为新的地球统治者。这也正是绝大多数心理学家和哲学家对人工智能的发展忧心忡忡的原因。
人工智能的发展,也只能无限接近于人的智能,而不能超越人的智能。因为人工智能技术的本质,是模拟人类的思维过程,是为人类服务的。我们在进行发明创造的同时,担心被我们所发明的物质所毁灭。正如人类发明了原子能,用于取代正在逐渐消逝的矿物能源,然而当原子能用于军事领域的时候,他产生的力量也足以毁灭人类文明。科技本身并不是问题,人类如何运用自己掌握的技术,才是问题的关键。我们最大的敌人不是我们发明的技术,而是我们自己本身。
【参考文献】
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关键词:机电一体化;系统;智能控制;应用
中图分类号:TH-39文献标识码:A
1对智能控制系统进行分类
所谓智能控制系统主要是一种多项控制技术,智能控制的正常运行需要仰仗于各类智能控制的子系统,进而构建出集成、混合的控制系统,只有这样,众多的智能技术才能够在智能系统中发挥其应有的作用。当下,各个行业所采取的控制系统主要有以下几个类别:(1)学习控制系统,类似于人类大脑的功能,人类的学习能力是智慧的主要表现形式,而学习控制系统主要通过对结构进行认知、辨别以及调整以后,利用对数据的处理及对信号的循环输入以保障其良好的运行效果,该系统还能结合一些基本信息自动地进行控制。(2)分级控制系统,该系统采取分级递进的智能模式,主要利用自组织控制、自适应控制等条件。再改控制系统中主要表现了三个级别,即:协调级别、组织级别以及执行级别,而对于每个级别来说,他们都具备该级别独有的作用。(3)专家控制系统,这种智能系统主要是将技能、知识、经验等因素进行有机的融合,并将这些因素整合到计算机系统当中,系统会根据相应的程序指令进行相应的操作。在该系统中,包括了众多的理论内容,这些理论内容都为智能系统在对实际问题进行处理时提供了一定的帮助,让处理后得出的结果具备较高的性能。(4)神经网络系统。当前,人工神经网络控制系统仍旧是运用最多的系统,该种智能系统的网络结构主要借鉴了人工神经元、人工细胞的相关技术,智能控制和模仿真人是该系统的主要功能。
2将智能控制运用到有关机床
机电一体化是当今工业中的一项重要技术,智能化则是当今科技的主要发展趋势,在机电一体化当中发挥着巨大的作用,智能控制的主要表现形式之一就是数控机床与机器人的智能化。
对于数控机床来说,衡量机电一体化技术的重要指标便是精度。在陈旧的数控机床设备中,由于没有对智能技术进行过多的融合,进而导致产品加工不理想以及机床的精度不达标,智能数控系统中运用了许多RISC芯片以及多CPU控制系统,这些芯片以及系统将大幅度提高机床的精度。
在数控系统最初设计的过程中,大多数运用到的设计方法是模块化设计,其具有较为良好的裁剪性能,而且功能所设计的方面非常之广,针对各类不同的机电一体化生产基本上都能够达到要求,而在群孔系统的效果控制中,对于相同或者类似的群孔系统可以对各种操作流程进行参照,进而保证系统调整符合相关要求。
系统的操作程序是正常运行的重要指令,根据所需要加工产品的精度和尺寸对操作程序进行编程,才能够让产品加工以后达到预期的智能效果,从前,产品加工都是在普通车场进行,操作流程则需要依靠人工进行控制,所以要求操作工人具有较高的技术水平,而在当今的数控车床中,我们只需要依据相关的程序,对机器进行调试之后就可以进行加工工作,这恰恰是智能化的重要表现。
3在设备装置中的智能元件
将智能控制运用到机电一体化系统中,不仅可以促进系统控制形式的调整以及转变,更加可以保障系统实现自动控制,机电一体化的典型设备就是数控机床,数控机床在元件的控制上更加能够反映出其发挥的具体作用。
数控机床中最基本的装置就是平面显示器,它的主要作用是显示相关的程序指令,进而让机床的操作人员对机床的运行状态更加深入的了解,在机床改造技术更新换代的同时,智能元件的种类也在不断翻新变化,近些年来出现的FPD平板显示技术具有能耗低、重量轻、显示大等诸多优势,完全可以应对最基本的智能操作。
而硬件模块则是保障数控机床达到指标的主要装置,生产商采用相关的智能技术,加之融合相关的智能元件创造出了良好的模块结构,譬如存储器、CPU、PLC、位置私服等,在具体的操作过程中进行了对模块形式的删减,建立了不同性能的模块。
在数控机床进行加工时,利用动态监控系统,完全可以将各种不同的现代化技术进行融合,这其中包括网络技术、计算机技术、多媒体技术、模拟技术等。有的时候甚至可以将一些经常用的控制装置改造成具有严密制造过程的控制体系,进而推进智能化进程。而网络技术是当今智能控制中应用最广的一项技术,它可以通过机床联网的形式利用计算机进行编制、输入、调节程序、执行命令等工作,进而实现无人操作的智能化控制。而网络装置主要包括的是数据线以及计算机,只要具备这两样装置,就可以完全将数据准确地显示在机床面板上。
4智能控制的主要特点
智能控制是多领域的交叉学科,从最初的“二元论”到后来的“三元论”发展至今,已经成为“四元论”,智能控制已经得到了长足的发展,我们有理由认为,智能控制理论的根基是自动控制理论、信息论、运筹学以及人工智能的交叉。其具有相对完善的理论基础。
相比于传统理论,我们可以认为智能控制对对于传统理论的延伸和发展,也可以说传统理论是智能控制所包括的一部分,是智能控制的最初形式。智能控制具有分级、开放、分布的结构特点,具备很强的信息处理能力。智能控制追求的是对系统的全面优化。而智能控制的主要任务和所针对的对象具有不确定性,传统的控制方法在通常情况下仅仅适用于单一任务和精确的数学模型。而只能控制系统的重点在于对数学模型符号、环境以及描述的识别,在数据库的设计上,它与传统控制常用到的运动学方程、函数等数学描述方法有着本质上的差别。只能控制具有混合控制的基本特点,该系统能以数学广义模型来表述混合的控制过程,采用定性决策以及定量控制结合的控制方式。
智能控制系统对于传统控制理论并不加以排斥,智能控制当中往往包含常规控制,而智能控制同样经常利用常规控制的基本方法来对低端的控制问题加以解决,并对常规的控制方法力图扩充,而且智能控制系统具备非常强的学习功能、组织功能以及适应功能,能够克服环境所具有的不确定性以及复杂性,最终实现有效控制。
结语
现如今,智能控制已经成为机电一体化系统中被应用最多的控制方法,智能控制以其独有的高水平、高效率、高性能的控制优势对传统的控制方法造成了猛烈的冲击,并大有取代之势,文章中提到的数控机床仅仅是机电一体化技术中的一个典型代表,在现代工业生产生活中,智能控制在机电一体化系统当中的运用还有诸多方面,人们发现,智能控制的控制效能具有非常明显的优势,其优越性也越来越多地得到了人们的认可。
参考文献
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