浅谈人工智能技术的发展(4)

篇三：浅谈人工智能的现状与未来

浅谈人工智能的现状与未来

摘要：作为二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能），同时也被认为是二十一世纪三大尖端技术之一（基因工程、纳米科学、人工智能）。人工智能在很多科学领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，本文将对人工智能的发展历程，现状以及发展趋势作一个初步的解读，人工智能应用于工程是是目前工程技术研究的热点之一，本文也将就人工智能中的专家系统、模拟逻辑、神经网络控制在机电一体化中的应用进行了探讨。

关键词：人工智能；机电一体化；专家系统；模糊控制；神经网络控制；AI发展前景；

什么是人工智能

人工智能(Artificial Intelligence) ，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。

人工智能与机电一体化系统的统一

近几十年来， 人工智能得到了长足的发展， 譬如，IBM 公司制造的深蓝计算机运用人工智能于1997年5月， 战胜了国际象棋冠军卡斯帕洛夫。人工智能用于机电一体化是机电一体化发展的方向之一。这种智能主要通过控制技术加以设计和实现， 即由机电一体化系统中的控制系统来具体实现。

专家系统、模糊逻辑、神经网络控制、学习控制和分层递阶是目前人工智能研究主要的几个领域， 它们各自发展， 又相互渗透， 走向结合。其中， 前三个领域是目前机电一体系统实现智能化的较成熟的领域。

一，自从第一个专家系统于1968年问世以来， 经过30多年的发展， 专家系统已经成为人工智能应用最活跃的领域。已经从最初的应用于医疗、科技等领域， 向财政、金融、保险、商业和法律方向扩展， 下面就与机电一体化有关的应用予以探讨。

（1） 在装配制造业的应用：产品的生产， 总是用零件来构造的， 将不同的零件

一起装配成一种新产品， 叫做配里任务。专家系统应用于装配制造方面可以取得可观的经济效益。比如， DEC公司的专家系统XCON， 是应用于计算机配置的第一个专家系统， 现在每年为DEC公司盈利1。5亿美元

（2） 在设备故障诊断中的应用：专家系统用于设备故障诊断， 特别是针对大型的

结构、复杂的故障诊断， 可以尽快找到故障， 大大缩短检修时间， 有很多成功的例子， 比如美国西屋电气公司研制的GEN一AID专家系统， 已经成功地应用于诊断汽轮发动机的故障。IBM公司也曾经为其IBMATPC机配备了一个专家系统， 用来精确定位系统故障。

（3） 在控制方面的应用：专家系统可以在机电一体化设备控制方面发挥作用， 在

伺服控制、数控机床、加工中心以及其它控制领域， 已取得了进展。在这方面成功的例子如AT&T公司为控制机械手， 研制出在单个芯片上实现的专家系统。最早的芯片包括16条规则的ROM， 控制器以及处理数据与规则的推理机。采用2。5um线宽的CMOS工作， 最初只使用了芯片面积的四分之一，

改用1。5um线宽后可容纳256条规则， 建立规则时采用模糊逻辑， 执行速

度可达到80000LISP， 比常规专家系统快1000倍。尽管大型专家系统的造

价是很昂贵的，但其经济效益大， 通常一年之内可收回成本。因此， 专家

系统在机电一体化中的应用前景十分广阔。

二，属于模糊概念的全体对象称为模糊集合。例如， 说“ XX是青年人。” 这个青年 就是模糊集合。基于模糊集合基础之上的逻辑与控制称为模糊逻辑与控制。它可用较少的代价传递足够的信息， 并能对复杂事物做出高效率的判断和处理。模糊控制对某些参数变化不敏感。由于模糊控制器的决定往往要根据十几条甚至数十条规则才能做出， 如果由于传感器或元器件出故障而导致某些规则失误， 其它规则可起补偿作用， 从而使输出保持连续平滑。所以， 模糊控制较适用于一些要求鲁棒性能好的机电一体化系统中。

三，人工神经网络能模拟人类大量脑细胞的高度连接， 当有输人信号将神经元激活时， 经过神经回路产生输出。神经网络具有学习能力和联想记忆， 它经过学习能在输人信号后产生预期的输出。如果某一信息回路没学习过， 它也能得出合理的输出。人工神经网络在机电一体化系统应用中有明显进展， 与专家系统、模糊逻辑结合起来是重点的发展方向。用于机电一体化系统中的现场总线LONWORKS， 其核心技术就是采用神经元芯片。这种芯片内部装有3个微处理器:MAC处理器完成介质访问控制;网络处理器完成ISO/OSI参考模型的3一6层网络协议;应用处理器完成用户现场控制应用。它们之间通过公用存储器传递数据。该神经元芯片还具有多种I/O和时间计算器等。一个小小的神经元芯片， 不仅具有强大的通信功能，还集控制和数据于一体。在某些情况下， 此芯片再配以其它一些器件， 就可承担集散控制系统中一个独立控制单元的任务。

总之， 专家系统、模糊逻辑与人工神经网络三者， 不仅各自发挥其独特的作用还日益走

上综合集成形成全新的技术， 进一步提高机电一体化系统的智能化水平， 并不断扩展其应用水平。

人工智能的发展历程

人工智能的传说可以追溯到古埃及，但随着1941年以来电子计算机的发展，技术已最终可以创造出机器智能，“人工智能”一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的，从那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展，在它还不长的历史中，人工智能的发展比预想的要慢，但一直在前进，从40年前出现到现在，已经出现了许多AI程序，并且它们也影响到了其它技术的发展。

1941年的一项发明使信息存储和处理的各个方面都发生了革命。这项同时在美国和德国出现的 发明就是电子计算机。第一台计算机要占用几间装空调的大房间，对程序员来说是场恶梦:仅仅为运行一个程序就要设置成千的线路。1949年改进后的能存储程序的计算机使得输入程序变得简单些，而且计算机理论的发展产生了计算机科学，并最终促使了人工智能的出现。计算机这个用电子方式处理数据的发明， 为人工智能的可能实现提供了一种媒介。