人工智能教育的好處精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇人工智能教育的好處范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

隨著科技的發展，社會的進步，人工智能這一嶄新的名詞誕生了，人工智能在給人們提供便利和方便的同時，也給帶來了一群無用群體。這些被機器取代了，的工作的人，被冠上了無用的稱號，近期阿里巴巴開發無人超市，再次引發了人們的熱潮。機器智能的推廣是否給人們帶來了都是好處？

科技讓過去的空想變成了現實，信息技術的飛速傳播，讓人們忽視了距離的存在，人工智能這一產物逐漸走進了我們的生活，無人超市機器帶娃，智能家具……這些新科技著實給我們帶來了巨大的便利，但是隨之引發的社會問題不得不令我們反思，重新審視這一人工智能的潮流。

人工智能挑動的是社會的穩定，就目前的社會形勢來看，技術化高效化的產業，對人們的個人素質能力要求會越來越高，社會的高速發展逐漸演變成了超速發展，這樣的發展步伐難免會使許多滴知識的水平民眾，跟不上。所以說現在人們受教育水平往往很高，但是能接受高知識教育的，畢竟只有少數部分，如果社會以這少數部分的水平來發展，那必然是忽視了余下的大部分，人工智能的開發出自有技術的團隊，用人工智能來取代，本來就是苦苦掙扎底層的人民，民心不平，又無力跟上，久而久之必然會產生反抗情緒，對整個社會的安定產生極大的威脅。

篇(2)

關鍵詞:教學改革;人工智能;游戲設計;游戲編程

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是計算機科學的一個分支,是研究、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學[1]。人工智能技術研究領域包括機器人、模式識別、自然語言處理、機器學習、數據挖掘、人工神經網絡和專家系統等[2],其最為廣泛的應用之一就是游戲設計[3]。游戲設計雖然涉及多門學科,但其作為應用并沒有形成一門單獨的理論[4-5]。由于游戲存在較大的市場以及其作為人工智能的一個重要應用,國外已有多所大學開設了游戲設計課程。如卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University)于1999年設立了娛樂科技碩士學位,并開設了相關課程;南加州大學(The University of Southern California)設立了為期3年的互動媒體藝術(fine arts in interactive media)碩士學位課程,并于大學部設立電子游戲設計(video-game design)副修課程。該校也為美國軍隊創作訓練士兵的電子游戲,透過戰斗情境模擬來進行沙盤演練。麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)提供多種電子游戲設計相關課程,并研發將電玩游戲納入教室教學的方法。斯坦福大學(Stanford University)提供電子游戲設計史及包含最佳電子游戲競賽獎的計算機繪圖課程。華盛頓藝術學院(The Art Institute of Washington)為亞特蘭大藝術學院的分校,提供授予學士學位的視覺及游戲程序設計課程。在初期的藝術與設計重點培訓后,學生將學習立體動畫相關技術。國內也有多所高校開設了游戲設計的相關課程,如北京郵電大學,首都師范大學等,為了適應市場許多培訓機構也開設了游戲設計課程,但培訓機構將課程的重點放在了實際的編輯代碼中而過少的關注理論。中南大學開設人工智能課程已有20多年的歷史,在教學實踐中,中南大學智能系統與智能軟件研究所的教師們在教學科研方面取得了許多令人振奮的成果。在良好的環境中,人工智能與游戲編程課程應運而生[6-7]。

1教學目標與要求

中南大學人工智能與游戲設計課程主要面向智能方向4年級學生,在4年級第一學期開設。學習該門課程之前需要具備人工智能以及計算機編程方面的課程知識,并且需要一定的計算機圖形學的相關知識基礎。

此門課程的學習使學生了解游戲設計與虛擬現實的基本概念和術語及其基本設計方法,理解人工智能在游戲中的相關應用,熟悉游戲設計中編程以及建模技術,為學生將來利用人工智能技術以及游戲設計技術奠定必要的知識基礎。除此之外向學生介紹計算機游戲的基本原理和最新進展,包括計算機游戲動畫的最新概況、游戲程序設計概覽、2D游戲的基本編程技術、3D游戲動畫的基本編程技術、3D游戲場景的組織與繪制、游戲中的高級圖形技術、游戲中的音頻編程、游戲中的人機界面技術、人工智能在游戲動畫中的應用,紋理貼圖、基于圖像的繪制和加速算法等。

基于該教學目標,本課程有兩個重點內容,其分別是人工智能技術如何在游戲設計中的應用,以及游戲編程的相關技術。對于人工智能技術在游戲設計中的應用這一內容,主要采用理論結合實際的理念,將學生已具備的人工智能理論知識與游戲設計的具體應用聯系起來,使學生一方面能體會人工智能的基礎理論,另一方面使學生能夠將其所學用于實踐,避免理論與實踐脫節。游戲編程內容主要從設計模式入手,然后依托多媒體平臺對學生進行講授設計以及編程方面的相關知識。

圍繞這個教學目標,我們安排了28個學時的課堂教學,4個學時的實驗,總共32個學時的課程。接下來針對課堂教學、實驗設計、考核方式這幾個方面分別展開討論。

2課堂教學設計

本課程采用培訓學校模式與大學理論教育折中的方式進行講授,本節將著重對28個學時的課堂教學內容分別介紹。

1) 游戲程序設計概論與計算機圖形學基礎。

該部分內容可以分為以下兩部分。

(1) 計算機游戲簡介與游戲設計概論(2課時)。

(2) 計算機圖形學基礎(2課時)。

概論部分主要介紹計算機游戲的基本概念、特點以及目前國際上該領域的研究和應用情況。圖形學部分主要是介紹計算機圖形學的相關理論基礎,目的是讓沒有學過計算機圖形學的學生有一定了解,由于考慮到智能專業也開設計算機圖形學的相關選修課,因此,本部分內容只是對之前學習的相關知識的復習,目的是為后續的程序設計課程打好相應的理論基礎。

本次課程是正門課程的開篇之講,一方面,教師要開宗明義,讓學生明確何為計算機游戲,并對計算機游戲有大致的了解,為后續課程學習起鋪墊作用;另一方面,為增強學生學習興趣,必須介紹計算機游戲的類型以及各種知識與其的關聯。

2) 游戲編程技術。

如上所述,游戲編程是本門課程的一個重點內容,游戲編程可以分為如下幾個部分。

(1)Windows編程基礎(2課時)。

(2)DirectX編程基礎(2課時)。

(3)2D游戲的基本編程(2課時)。

(4)3D游戲場景的組織和繪制(2課時)。

(5)3D動畫的基本編程技術(2課時)。

(6)游戲中的人機界面技術(2課時)。

對于Windows編程基礎,其主要內容是Windows操作系統的發展史、Win32程序的基本結構、消息循環與處理、Windows窗口、GDI接口、集成開發環境(IDE)。

DirectX編程[8]基礎的主要內容是DirectX開發包的歷史及其框架、介紹每一個組件的功能、DirectX開發包的安裝以及與IDE連接的配置。

2D游戲基本編程的主要內容是游戲的基本流程和體系結構、游戲開發的基本理念及方法、游戲引擎簡介、游戲的調試與測試。

3D游戲場景的組織與繪制的主要內容是3D場景的組織與管理、游戲場景的幾何優化、3D場景的快速可見性判斷與消隱、地形場景的繪制與漫游、3D游戲場景中的碰撞檢測。

3D動畫的基本編程技術的主要內容是3D動畫技術概述、Direct3D開發包的使用、關鍵幀動畫技術、基于動作捕捉的動畫技術、腳本驅動的動畫技術。

游戲中的人機界面技術主要內容是游戲的可玩性與人機界面、用戶界面設計基礎。

游戲程序設計部分內容主要是讓學生了解和掌握面向Windows平臺的游戲編程的技能?，F在絕大部分游戲和娛樂都是基于Windows平臺,因此掌握Windows平臺的設計模式與編程方法是必須的。又因為DirectX軟件開發包是微軟公司面向Windows平臺開發的一套專門應用于游戲開發的API,因此了解其原理以及掌握其技術能夠提高學生的游戲開發能力。

3) 人工智能在游戲中的應用。

如今的游戲應用了大量的人工智能技術,本門課程將從以下幾個方面介紹人工智能技術在游戲中的應用。

(1)遺傳算法(6學時)。

(2)神經網絡(6學時)。

遺傳算法主要內容是遺傳算法的概念及其相關研究、雜交操作、變異操作、適應性函數選擇、遺傳算法優化的算子、創建和處理矢量圖形。

神經網絡主要內容是神經網絡概述、適應性函數、環境探測、有監督的學習、演化神經網絡的拓撲。

該部分內容主要是介紹如何將人工智能中的理論用計算機語言實現,并介紹如何在游戲設計中應用這些理論。這部分內容是本門課程一個核心內容,通過學習學生們能夠認識到人工智能在游戲設計中的重要性,并提高應用能力。

3實驗設計與課程設計

由于該門課程為選修課,因此課時較少,除課堂課時之外只剩下4個學時的實驗課時。我們針對這4個課時的實驗進行了重點設計,其主要內容是引導學生熟悉Visual Studio .Net 2008集成開發環境、安裝與配置DirectX 軟件開發包、使用有限狀態機設計狀態驅動智能體,設計2D圖形驅動引擎。

雖然課時很短,但學生能夠實際動手操作,熟悉游戲編程的相關開發工具與開發包,另外,學生學習興趣提高了,學習內容從枯燥的抽象概念、理論變成實際的事例。此外,學生還可以在課下完成任務,繼續鉆研新的理論應用。

我們針對本門課程實驗課時少的缺點,特別設定了一個課程設計環節。課程設計并不占用實驗課時,而是要求學生利用課外的時間,自由組合,以團隊的模式完成相應的設計要求。

課程設計主要內容是要求學生完成一個項目設計,該項目設計主要是要求學生使用相關的集成開發環境和開發包,利用一個人工智能技術編寫出一個小的游戲軟件,并給出設計報告?？紤]到學生的實際能力,開發與報告以小組的形式進行設計開發,設計團隊由3～5人自由組合,具體分工必須在報告中體現,報告要求不少于4000字,以軟件開發文檔的形式提交,報告中不僅有游戲軟件的需求分析文檔、設計文檔和測試文檔,還必須包括游戲的內容設計,即游戲的情節創意或功能設計。設計題目以及游戲類型由學生自選,圖形界面可以是3D也可以是2D,開發包可以使用Direct3D也可是Windows自帶的GDI。

4考核方式及其安排

考核一個方面是檢測學生學習的狀況,另一個方面是為了通過考核方式,提高學生的實踐動手能力?；谶@個原因,我們將整個考核分為3個模塊。

1) 期末考試(開卷),占總成績的50%。

2) 項目設計,占總成績的35%。

3) 實驗,占總成績的15%。

期末考試采用開卷形式,主要目的在于檢測學生通過課程學習,對知識點的掌握程度,以及運用知識點解決問題的能力。其占總成績比例的一半。雖然期末考試為開卷,但考核的知識點無法直接從教材中直接找到,需要學生實際運用能力和解題手段才能完成答題。精心設計的開卷試題,可以使學生對虛擬現實知識體系進行一個系統的回顧,同時,它也是對教學的補充。

課程設計需要學生有很強的自主性,認真完成將使學生受益匪淺,敷衍了事不僅學生沒有得到鍛煉,教學目的也難以達成。課程設計以小組的形式有優勢也有劣勢,好處在于學生可以根據自身能力對應團隊中的角色,例如,某同學編程能力強,他可以作為程序設計與開發人員;另一同學數學好,或理論方面出色,他就可以擔任算法設計的工作;某些同學有創意,他則可以擔任游戲情節設計的工作,等等。這樣做分工明確,每個人都能夠根據自己的實際需求和情況得到鍛煉。劣勢在于,如果團隊同學能力重點都一樣,就會出現分工不清,而最大的問題就是團隊合作會導致某些同學出現依賴思想,最終導致整個團隊只有一個人完成整個項目,甚至導致項目無法完成的情況。對此,我們應當強調每一個學生都要積極主動參與到課程設計中來,發揮自己的主觀能動性,協作完成項目。

5結語

本文探討了人工智能與游戲設計教學目標與任務、課堂教學、實驗設計、考核方式,希望能夠給其他相關教學工作者以參考和啟發,共同促進其完善與提高。

由于人工智能與游戲設計這門課程是中南大學新開的一門課程,在許多方面存在考慮不周或欠缺的情況,需要向兄弟單位多學習并且多在教學實踐中摸索與提高。本門課程是以中南大學智能系統與智能軟件研究所為依托,它具有很好的研究基礎與良好的實驗平臺,并能夠將這門課程融會貫通,使學生理解人工智能與游戲開發設計的基本理念,并培養學生實際應用技能。

參考文獻:

[1] 楊剛,黃心淵. 虛擬現實技術課程的教學設計與討論[J]. 計算機教育,2008(2):1-3.

[2] 蔡自興,徐光v. 人工智能及其應用[M]. 3版. 北京:清華大學出版社,2003.

[3] 劉鍇. 應用型院校的虛擬現實技術課程教學探討[J]. 電腦知識與技術,2009,23(5):6486-6487.

[4] 劉明昆. 三維游戲設計師寶典:Virtools開發工具篇[M]. 成都:四川出版集團,2005.

[5] 王一劍. 人工智能在游戲開發中的應用[M]. 上海:同濟大學軟件學院,2008.

[6] 于金霞,湯永利. 人工智能課程教學改革及實踐探討[J]. 教學園地,2009(5):91-118.

[7] 蔡自興,肖曉明,蒙祖強,等. 樹立精品意識搞好人工智能課程建設[J]. 中國大學教學,2004(1):28-29.

[8] Microsoft. DirectX Software Development Kit[EB/OL]. [2010-7-20]. /downloads/details.aspx.

Design in Artificial Intelligent and Game Programming Courses

LI Yi

(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

篇(3)

在國家社會科學基金和互聯網經濟學研究聯盟的支持下，《財經問題研究》編輯部特別組織了“互聯網經濟的理論與反壟斷政策探討”筆談，邀請數位專家對相關問題展開討論，相關成果發表于《財經問題研究》2018年第9期，本文為其中之一。

核心問題

人工智能和互聯網能否帶來新的經濟增長？

產業互聯網將如何影響產業競爭的格局，其對整個經濟的增長有什么樣的影響？

平臺型組織的演變會對社會產生多大的影響？

01

引 言

在過去的十多年時間里，全球經濟面臨一個比較大的挑戰就是如何重塑經濟增長。2005—2014年，全球最發達的經濟體的增長率長期停滯不前，急需要尋找一個新的經濟增長驅動力量。

互聯網在中國經歷了20年的快速發展之后，已經取得了世人矚目的成就。特別是隨著智能手機的普及，移動互聯網在中國已經相當發達。根據中國互聯網協會的數據，2016年中國境內活躍的手機上網碼號數量達12.47億。

得益于中國特殊的市場規模和移動互聯網的發展，中國的消費互聯網市場發展迅速，代表性的電商平臺如阿里巴巴、社交及游戲公司騰訊，這兩個公司以市值計均進入全球財富五百強的前十位。

當前，人們關注的熱點是中國的互聯網紅利是否已經消失，傳統產業的互聯網轉型是否會帶來新的增長機會？

此外，人工智能最近這幾年發展迅速。2017年中國的人工智能（AI）投資僅次于美國，成為投資熱點，政府也不斷推出鼓勵和支持政策。

這種變化引發業界和學界的思考，是不是會出現新的驅動經濟增長的力量？這個力量如果能夠驅動經濟增長，其對于整個社會的改變會有哪些影響？

1999年，美國微軟的創始人蓋茨有一個非常有名的論斷：商業新法則就是“互聯網會改變一切”。從他提出這個論斷到現在已近二十年，可以看到，電影、閱讀、新聞等商業模式都發生了巨大的變化。

但另一方面，還有很多東西沒有發生變化，如航空發動機的數據獲取，1960年和2015年的方式并沒有太多的變化。很多產業，如海關報關等，也沒有發生實質性的變化。在今天，一個備受關注的問題是，人工智能對于社會將有多大影響？

筆者將從產業競爭和戰略的角度來討論產業互聯網和人工智能會如何重塑中國經濟的問題。主要討論三個問題：

第一，人工智能和互聯網對經濟增長的影響。人工智能和互聯網是否有可能提高經濟的長期增長水平？

第二，產業互聯網將如何影響產業競爭的格局？它對整個經濟的增長有什么樣的影響？

第三，產業互聯網和人工智能如何影響產業結構的變化？特別是產業互聯網和人工智能是否會導致產業的平臺化？這種平臺型的組織又會對社會產生多大的影響？

分析表明：

第一，產業互聯網和人工智能會大幅度提升生產力。而且產業互聯網和人工智能會提升要素配置的效率，進而提升生產率。因此，可以樂觀看待長期經濟的增長率。

第二，平臺和組件的模式會影響一切組織和經濟形態。平臺會影響國家的競爭、城市的演變和產業轉型。一切組織都會向平臺化的方向發展。

02

人工智能和經濟增長

經濟的長期增長，主要是來自全要素生產率的增長。全要素生產率的增長，除了科技（包括人工智能）的進步，還包括管理效率和要素錯配這兩個問題帶來的影響。

大量的數據都表明，經濟的長期增長率一直在下降。無論是20世紀80、90年代還是千禧年后，整個世界的GDP增長一直在下降。

Gordon（2016）提出，美國的長期經濟增長將繼續下臺階。Gordon研究了美國過去150年的經濟發展史，認為美國的發展呈現倒U型的特征。美國經濟大約從19世紀70年代開始起飛，到20世紀50年代達到頂點，之后逐步下降。

Gordon的一個略為意外的發現是，從20世紀70年代開始，美國經濟的增長表現非常普通，特別是創新的步伐和技術進步帶來的增長并沒有惠及到更多人。

為什么現在大家如此關心人工智能的發展？很重要的一個原因是希望能夠找到提升經濟增長新的關鍵要素，希望找到推動經濟持續增長的新動力。這是大時代的背景。

人工智能是否會推動經濟增長和提升生產率，對中國同樣非常重要。

一是因為目前對中國經濟長期增長源泉的解讀有很多誤區。很多人認為中國經濟的增長來自于投資的驅動，認為由于投資占比已經很高，且投資回報率逐步降低，所以中國的經濟增長必然下行。

第二個原因是人工智能對組織生產活動的要素配置會有影響。如果人工智能可以提升要素配置效率，那經濟增長的潛力也會提高。

Zhu（2012）的研究表明，與很多人想象的不同，中國經濟的增長主要來自于效率的提升，而不是來自于投資的增加。雖然投資的增加是經濟增長很重要的一部分，但最主要的增長還是來自于經濟效率的提升。他的這一發現在學術界受到了越來越多的關注。

這一研究的重要性不僅在于其給出了一個與主流很不一樣的觀點，更重要的在于這個研究對判斷經濟增長的潛力有非常大的參考意義。

根據這一研究，1978—2007年，在中國經濟增長的貢獻中，有70%是來自于全要素生產率的增長。這一結論非常重要，意味著中國長期經濟增長仍然有非常大的空間。

這是因為在經歷了40年的高速增長后，中國的全要素生產率仍然只有美國的20%多。這表明通過提升全要素生產率來促進中國經濟增長的空間非常大。這就是為什么人工智能和新的經濟增長動力如此重要的根本原因。

由此，需要一個堅實的支持經濟增長的微觀理論基礎來對當前的經濟形勢進行解釋和指導。人工智能可以看作是廣義的機器自動化。在經典的索羅模型中，可以借助一個簡單的增長模型來討論人工智能對經濟增長的影響。

參考ZEIRA（1998）的經濟增長模型，簡單來說，經濟增長實際上可以看成一個抽象的生產函數。一個國家的產出是由生產力、資本和勞動共同決定的。

根據這一模型，可以推導出一個重要的結論：經濟的增長速度與自動化的比例正相關，即自動化的提升會增加長期的增長。此外，自動化比例的提升意味著資本在總產出中的占比提高。

這個簡單的模型有兩個非常重要的含義。

第一，人工智能在理論上有可能會帶來經濟的持續增長。人工智能比例的提升，會帶來經濟增速的持續提高。這實際上就是從經濟學上定義的奇點。經濟學家在這方面向自然科學學習了很多。這里的所謂奇點，從經濟學角度來說，就是持續的超高增速。

第二，資本和勞動在產出中的占比關乎收入的分配及平等和長期的社會穩定。資本占比提升和勞動的占比越來越低意味著貧富差距會增加。資本家是成為人工智能的投資者和獲益者，而普通的工人則可能成為受害者。

對于人工智能對經濟增長的影響，在給出確定結論前，可以簡要回顧一下歷史。關于人工智能的爭論其實是一個歷久彌新的話題，從信息技術一出現，大家就在討論這個問題。

20世紀90年代《經濟學人》的說法是，計算機不會提升人們的生產力。Zachary（1991）認為數據過載限制了生產率的提高。而信息技術對生產率的提升是顯而易見的。

但1996—1999年，美國私人部門的年均增長率達到2.8%，是1980—1995年間的2倍。這段時間可以明顯看到信息技術帶來的生產力的提升。

人工智能鼻祖和行為經濟學鼻祖西蒙也認為計算機和自動化會推動生產力的持續提升，但可能不是加速的提升。加速就是前面提到的奇點，即人工智能應當會持續提升生產率。業界的研究也支持這一判斷。

埃森哲的研究表明，美國生產率的增長受益于人工智能，到了2030年可以實現翻倍，意味著全球的經濟增長可能會重新進入高速增長的環境，全球經濟將進入新的增長周期。

經濟增長的源泉無外乎生產率的增長、資本投入的增加或是勞動人口的增長。如何理解抽象的增長模型中人工智能會導致長期的總經濟增長？

第一，從資本的角度，對人工智能的投資會產生很多不會折舊的資產，甚至還會增值，這是因為人工智能有學習能力，如阿爾法狗，它一天比一天聰明。這與傳統的資本完全不同。

第二，從勞動力的角度，人工智能與勞動力之間的替代關系和互補關系同時存在。在國民經濟的很多部門，人工智能會逐漸替代人工，但在其他很多部門，人工智能與勞動力之間是互補的。而且人工智能對勞動力的替代，有可能意味著人們會接受更多的教育，從而帶來勞動生產率的提升。

從歷史的經驗來看，可以參考信息技術對生產率的影響。1996—1999年，是美國信息技術、互聯網開始發展的時期。這段時期，美國全要素生產率年均增長2.8%，是1980—1995年的兩倍。這一數據表明人工智能這種新的技術會使得生產力有大幅度的提升。

第一次工業革命時期，1850—1910年，蒸汽機驅動的經濟增長是0.3%，而第三次工業革命也就是信息技術驅動的經濟增長是0.6%。

有估算認為，人工智能驅動的經濟增長在0.8%—1.4%。雖然這個數字還難以確認，但有充分的理由相信，人工智能對整個經濟效率的提升有非常大的幫助。

除了人工智能直接帶來的經濟增長，還有兩個與人工智能間接相關并會提升經濟增長的原因。

第一，來自于管理和組織效率的提升，這個是在微觀層面上的。

Bloom（2007）等學者的研究表明，不同國家的企業管理水平差別很大。假設企業管理水平的總分是5分，將各國企業管理水平得分排名，美國、日本、德國名列前茅，中國則仍然處在一個非常低的水平上。這一研究對于理解中國經濟增長的長期潛力有非常重要的含義。

中國是在如此低的管理水平的基礎上取得近四十年的高速增長的。如果中國能夠借鑒國際先進的企業管理經驗，提升組織管理效率，就可以大幅提升中國的經濟增長水平。

第二，要素錯配的問題。

要素錯配對經濟增長的影響近年來在學術界引起了很大的關注。提升經濟增長的另外一種方式是改善要素錯配。要素錯配會導致經濟效率的損失，如果中國能夠改善經濟要素的配置效率，就可以提升經濟效率，進而促進經濟增長。

謝長泰[6]等的研究表明，與理想狀況相比，中國的全要素生產率提升可以超過100%；即使是與美國的實際水平相比，中國的全要素生產率仍然會有3%—50%的提升，這表明如果中國能夠改善要素配置，經濟增長的潛力就會持續提升。

總體來講，跨部門、跨行業的生產率都存在差別。一個國家的企業生產率越集中，表示企業之間的生產效率越是接近的；越分散則表示不同企業的生產效率有差別。而中國企業的生產效率有很大的提升空間。

中國消費互聯網的發展已經證明了提升要素配置促進經濟增長的作用。阻礙要素配置效率方面有幾個重要的調整成本，包括企業所有權和政治的聯系、大量的非正式部門等。

但人工智能的發展會導致這些非正式部門的快速消失。這就是為什么產業互聯網和人工智能的出現會改善要素配置效率，促進經濟增長的原因。

03

產業互聯網的影響

在消費互聯網中，已經出現的代表性企業有美國的谷歌、蘋果、臉書、亞馬遜，中國的百度、阿里巴巴、騰訊。

但產業互聯網還正在發展中，目前還看不到明確的巨頭。美國的通用電氣是在產業互聯網方面轉型最堅定的企業，但目前仍然沒有看到非常明顯的競爭優勢。

什么是產業互聯網？筆者的定義是，產業互聯網是通過互聯網來重構產業的價值鏈和創造新的價值。而不是簡單地在互聯網上加一個東西，其范圍其實是非常廣泛的。

需要正確理解產業互聯網與通常所講的“互聯網+”或“+互聯網”的區別。

以婚介市場為例，婚介市場是一個具有很大的商業價值和社會價值的大市場。簡單的“互聯網+”就是把婚介搬到網上去，即國內很多婚戀網站的模式。這種做法只是把線下的婚介搬到線上。其目標是盡可能多地促進互動（interaction）。但美國有一家與眾不同的婚戀匹配的網站，叫做eHarmony。

中國的很多婚戀網站注冊很容易，但美國這家公司卻不同。如果想要成為該網站的會員，需要花四個小時做心理學專家仔細設計的250道問題。這種做法的好處在于可以剔除哪些不是嚴肅找婚戀對象的用戶，有效提升匹配效率。

這里的核心就是進行價值鏈的重構。整個網站是在信任的基礎上，給用戶提供嚴肅、有效的匹配。這種做法完全改變了婚戀網站的商業模式和治理方式，這就是產業互聯網與“互聯網+”的區別。

產業互聯網是一個巨大的市場，發展空間巨大。通用電氣的估計是32萬億美元，占到了美國46%的GDP。根據思科的估計，到2020年，美國公司的利潤通過產業互聯網可以增長21%。

雖然目前中國市場上沒有明確的產業互聯網巨頭，但可以期待產業互聯網會為中國帶來同樣的巨變。

革命性的新產品或新服務一定會出現，類似于蘋果創造新的市場，或是特斯拉改變世界汽車產業的方式。特斯拉的意義在于其完全顛覆了一個產業。

電動車并不是新東西，愛迪生是最早看到電動車前途的。但真正驅動汽車產業大發展的是福特的T型車和汽車能源的使用方式。

特斯拉的重要性在于其對汽車產業的兩個根本性改變：自動駕駛系統和充電電池系統。這就是為什么特斯拉的市值會超過傳統的汽車巨頭通用汽車。需要看到的是，特斯拉試圖做的是成為汽車產業的微軟和英特爾的結合體。

新的應用效率可能會降低成本，提升滿意度和安全性。因為在整個生產、服務領域，都會有非常大的改變。

提到工業物聯網，如果效率的提升會帶來整個產值的增加，那么無論是航空、電力、健康、鐵路，還是石油、天然氣，產業互聯網和人工智能對上述產業的改變都會非常大。

04

平臺化組織

今天全球十大公司很多都是平臺型公司，包括谷歌、蘋果、騰訊、阿里巴巴等。平臺經濟的商業模式會影響到很多層面，包括國家層面、地方政府、城市，以及各個產業。人工智能的出現，會加劇這個過程的演變。

以PC產業的演變為例，傳統計算機產業的典型代表是早期具有垂直整合結構的IBM，即計算機的所有零部件都由自己生產。但今天的計算機產業是一個非常碎片化的產業，由極少數的關鍵玩家主導，如芯片由因特爾主導，操作系統則由微軟主導，其他的部件則由標準化配件提供商生產。

計算機產業從垂直整合結構演變為分散水平結構，意味著這個產業的利潤被少數平臺型公司獲取，其他公司只能賺非常薄的利潤。這是非常重要的演變趨勢，PC產業的演變，將來有可能會在很多產業中復制。

任何一個行業，如果像PC產業一樣演變，那就意味著產業里絕大部分公司只能退化成一個提供標準化組件并獲取市場平均利潤的普通公司，而主導產業演變的平臺型公司則將領導整個產業并獲取絕大部分的蛋糕，如智能手機平臺蘋果、搜索平臺谷歌、電商平臺阿里巴巴和社交平臺騰訊。

平臺型組織的演變會對社會產生的影響主要有三個趨勢：

第一個趨勢是平臺化后，產業的合作和融合更加明顯。

一些提供單一功能或服務的企業存在通過其獨特服務滲透到其他產業進行平臺覆蓋的可能。產業的分散化意味著核心的主導公司可能會通過技術來顛覆傳統產業。

如在汽車產業，傳統的主導公司是通用、福特、奔馳等汽車制造商，但在自動駕駛和新能源時代，谷歌和特斯拉可能通過其全新的駕駛技術或充電技術顛覆傳統產業。新興的科技公司也有可能通過智能手術技能來顛覆傳統的醫療產業。

第二個趨勢是人工智能的基礎設施能夠促進增長，包括硬件、數據。龐大的數據會使大公司的優勢加強。

平臺的演變會影響一切經濟形態和組織形態，意味著平臺的模式將主導一切，平臺型的國家會出現。未來，美國和中國將會成為全球經濟的超級兩強，其他國家則會成為全球政治和經濟上的組件和配角。

人工智能會使得中美兩國在資本、技術方面的優勢進一步強化。而平臺型城市會使得人才和資本的規模效應更強，更集中在大城市。深圳就是非常典型的平臺城市。

第三個趨勢是平臺型產業的普遍化。

現在還沒有看到人工智能這個產業里出現非常典型的突出玩家，但將來一定會有某個公司提供主導機器的操作系統。這個產業一定會產生一個領導性的企業，類似于微軟的超級平臺。

可以肯定的是，目前經濟體量較大的國家在人工智能方面的投入會非常多，并進一步導致國家間的強弱分化。

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結 論

本文主要討論了三個問題：人工智能和互聯網能否帶來新的經濟增長？產業互聯網將如何影響產業競爭的格局，它對整個經濟的增長有什么樣的影響？平臺型組織的演變會對社會產生多大的影響？

無論是歷史的數據還是理論分析都表明，可以適度樂觀看待產業互聯網和人工智能對經濟的影響。人們有理由相信產業互聯網和人工智能會大幅度提升生產力，并推動長期經濟增長。

同時，筆者認為，平臺加組件的模式會橫掃一切組織形態，包括國家、城市和產業，整個社會都會全面向平臺化發展。

篇(4)

語音搜索≠聽+說

“語音搜索最常見的誤區是簡單以為只是聽和說的簡單串聯，其實并非如此?！蓖鹾７彘_門見山說道。

這位百度技術副總裁緊接著對百度語音搜索的最新進展進行了介紹，表示目前的技術已經實現了語音技術、自然語言處理、智能搜索三方面的融合，以更自然的交互方式，對用戶所說更準確地識別，對需求理解更精準，進而能提供更滿意的結果。

王海峰現場進行了演示，“請問三亞明天的天氣怎么樣？”他按住語音助手說，搜索框隨機“打出”了王海峰的問題，并跳轉到天氣頁面，還自動朗讀起來：明天三亞天氣多云，23℃到31℃……

不過王海峰認為詢問天氣只是最基本的語音搜索，他緊接著演示了三個問題：“謝霆峰的兒子是誰”、“謝霆峰是誰的兒子”，“吳奇隆比劉詩詩大多少歲”……

王海峰表示，前兩個問題從傳統搜索認知來看，文字是完全一樣的，但問題缺截然不同，這其中涉及到了對于語言的理解和語義分析。最后一個問題則涉及兩個結果綜合之后的計算。

“百度語音搜索目前已通過人工智能做到了’聽’和’說’，而且還嘗試完成人類復雜的行為——溝通。集成了語音識別、語義理解、深度問答、知識推理、多輪對話、智能摘要、情感分析、語言生成、語音合成等能力，百度語音搜索已經能夠滿足用戶的多種復雜需求?！蓖鹾７蹇偨Y說。

此外，這位百度技術副總裁也談到了語音搜索和當下火熱的人工智能的關系。他表示人工智能實際上是希望讓機器可以擁有若干能力，可以讓機器學會人的聽、說、看、行，進而開始有思考——即機器學習，但就人的思考而言，和語言密切相關，后者是思考必需的知識和思維的載體。

王海峰強調說，語音搜索可以降低用戶搜索門檻，而且在大數據的基礎上可以轉換為更多的互聯網產品應用，實現人與信息及服務的更廣泛連接。

鍵盤要被消滅

關于搜索門檻被降低的問題，百度多模搜索部總監孫雯玉進行了進一步演示介紹。

她表示語音搜索的好處是比鍵盤輸入“更直接、更快捷”。作為年輕媽媽，孫雯玉海舉例說，女兒現在找動畫片會直接通過語音搜索，“小孩基本不用教，甚至看你做一遍她就會了，她知道按住說話，就能找到自己想要的。”

語音搜索的直接和快捷同樣體現在老人群體身上，孫雯玉介紹說父母有山東口音，但是搜索在語音識別上沒有問題，“以前搜索需要組織語言思路，明確自己的問題，但是現在像我爸媽一樣在文字輸入上不習慣的群體，可以直接說，所說即所得?！?/p>

不過，這位多模搜索部總監也表示，針對中國方言眾多的情況，目前的主要版本還只是針對以普通話為主的北方方言和相近方言，粵語版、上海話版和西南官話等版本已經在開發中。

孫雯玉認為語音搜索的最大意義在于：通過技術讓人獲得信息和服務的門檻更低，隨著智能語音搜索進一步向前，可能會出現重大卻潤物無聲地變革——鍵盤交互將成為歷史，“我們的調研顯示，90后、00后有50%的群體的主要搜索方式已經變成了語音，而我女兒為代表的10后一代，基本從小的習慣就是語音搜索，她們這一代未來會覺得語音搜索是一件自然而然且天生如此的事情。”

物聯網大趨勢

語音搜索比鍵盤輸入搜索更便捷并不令人否認，但現場有記者認為語音搜索存在“場景”問題。

有媒體提問稱，不懷疑語音搜索的效率和便捷程度，但目前來講，拿著手機不斷說話搜索需要場景，特別涉及多輪交互，可能會變得調戲Siri一樣——只是個消遣游戲。

百度搜索產品架構師景鯤重點解答了場景問題。他覺得之所以目前還存在“場景”上的尷尬，主要有兩方面的原因。

首先是當前的用戶習慣了鍵盤輸入，對于語音搜索的轉換還需要一段時間，但不可否認的是隨著年輕群體進一步壯大，語音搜索會成為潮流，“這個群體已經被微信完成了市場教育，現在在地鐵上對著手機說話’看起來傻’的問題，估計以后大家都在做并且習慣了，就成為潮流了?！?/p>

其次是物聯網的進一步發展。景鯤表示，目前人機交互的最主要終端是手機，不過一旦物聯網進一步發展，人機交互突破了手機終端，需要在更多更廣泛的領域進行應用的時候，鍵盤輸入可能會變得很不方便，相反，語音輸入的優勢會不言自明。

景鯤認為，大的潮流和趨勢目前是可以預見的，語音搜索的普及只是時間問題而已?，F在手機屏幕承載的東西特別多，有屏幕的東西大家都愿意看，沒有屏幕的東西就只能搜了。從潮流來看，語音交互絕對是主流。

新浪科技也就此向百度方面提問：“在物聯網大趨勢下，在硬件方面如何考慮，是否會涉足硬件領域？”

百度方面給出的回答是：不會涉足硬件。

“我們給語音搜索提供一個全方面的方案，跟各種各樣的廠商一起來合作，我們提供的是能力、信息和資源。我們去年推出了小機器人度秘，通過它來告訴外界我們有什么樣的能力，畢竟口說無憑，百度得把這個能力包裝成這樣一個產品，這些能力也可以放到廠商的設備上，我們做百度最擅長的，其他廠商做他們擅長的方面?！本蚌H回答說，這個回答也得到了百度技術副總裁王海峰的贊同。

“但度秘在推出后似乎聲勢不大？”新浪科技進一步問道。

篇(5)

機電一體化 趨勢

機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。筆者結合自身的學習心得淺談如下幾點看法：

一、機電一體化技術的特點

1、在當前科學技術日新月異的時代，各種新技術、新工藝、新材料、新設備的出現，已不再是單純某一門學科的發展，而是各門相關學科，多種先進技術的互相滲透和相輔相成的結果。機電一體化技術就是一種這樣的新技術，它是在信息論、控制論和系統論的基礎上建立起來的綜合技術。其實質是從系統觀點出發，運用過程控制原理，將機械、電子與信息、檢測等有關技術進行有機地組合，實現整體最佳化。具體地講，它是將微機技術引入到包裝機械中。

2、機電一體化從根本上改變了包裝機械的面貌。在這種包裝機械中，微機作為它的大腦，取代了常規的控制系統。機械結構是其主體和軀干，各種儀器、儀表、傳感器是其感官，它們感受各種包裝參數的變化，并反饋到大腦（微機）中，各種執行機構則是它的手足，用以完成包裝操作所必需的動作。

3、一個完整的機電一體化系統，一般包括微機、傳感器、動力源、傳動系統、執行機構等部分。它摒棄了常規包裝機械中的繁瑣和不合理部分，而將機械、微機、微電子、傳感器等多種學科的先進技術融為一體，給包裝機械在設計、制造和控制方面都帶來了深刻的變化，從根本上變了包裝機械的面貌。

二、機電一體化技術的發展趨勢

1、智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2、模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

3、網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育以及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（home net）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統（computer integrated appliance system， CIAS），使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

4、系統化

系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

5、微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

篇(6)

關鍵詞： 機電一體化； 特點； 發展趨勢

中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）06-0113-02

一、機電一體化的基本概念

機電一體化技術是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展，向機械工業領域迅猛滲透，機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統理論出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質運動，能量變換進行研究，使得整個系統有機結合與綜合集成，并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。

二、機電一體化的發展概況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

三、機電一體化產品的構成及特點

機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其結構來看，機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現這種多功能一般需要機電一體化產品具備五種內部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能，而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。

1．機械系統。機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎，因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。

2．動力系統。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能，去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅動電路等。

3．傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現，對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。

4．信息處理及控制系統。根據機電一體化產品的功能和性能要求，信息處理及控制系統接收傳感與檢測系統反饋的信息，并對其進行相應的處理、運算和決策，以對產品的運行施以按照要求的控制，實現控制功能。機電一體化產品中，信息處理及控制系統主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成。

5．執行機構。執行機構在控制信息的作用下完成要求的動作，實現產品的主功能。機電一體化產品的執行機構一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構。執行機構因機電一體化產品的種類和作業對象不同而有較大的差異。執行機構是實現產品目的功能的直接執行者，其性能好壞決定著整個產品的性能，因而是機電一體化產品中最重要的組成部分。機電一體化產品的五個組成部分在工作時相互協調，共同完成所規定的目的功能。在結構上，各組成部分通過各種接口及其相應的軟件有機地結合在一起，構成一個內部匹配合理、外部效能最佳的完整產品。

四、機電一體化的發展趨勢

1.智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

3.網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育以及人們日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

4.微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

5.綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

6.系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。

參考文獻：

[1] 李建勇．機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004．

篇(7)

論文摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,本文簡述了機電一體化技術的基本概要和發展背景。綜述了國內外機電一體化技術的現狀，分析了機電一體化技術的發展趨勢。

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1 機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2 機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

3 機電一體化的發展趨勢

3.1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3.3 網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

3.4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5 綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

3.6 系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

結語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻

[1]李建勇．機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．