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(nèi)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(chuàng)作。

篇(1)

隨著科技的發(fā)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(fā)無人超市，再次引發(fā)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(xiàn)實，信息技術(shù)的飛速傳播，讓人們忽視了距離的存在，人工智能這一產(chǎn)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(fā)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(wěn)定，就目前的社會形勢來看，技術(shù)化高效化的產(chǎn)業(yè)，對人們的個人素質(zhì)能力要求會越來越高，社會的高速發(fā)展逐漸演變成了超速發(fā)展，這樣的發(fā)展步伐難免會使許多滴知識的水平民眾，跟不上。所以說現(xiàn)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(shù)部分，如果社會以這少數(shù)部分的水平來發(fā)展，那必然是忽視了余下的大部分，人工智能的開發(fā)出自有技術(shù)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(chǎn)生反抗情緒，對整個社會的安定產(chǎn)生極大的威脅。

篇(2)

關(guān)鍵詞:教學改革;人工智能;游戲設(shè)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(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學[1]。人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域包括機器人、模式識別、自然語言處理、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等[2],其最為廣泛的應(yīng)用之一就是游戲設(shè)計[3]。游戲設(shè)計雖然涉及多門學科,但其作為應(yīng)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(yīng)用,國外已有多所大學開設(shè)了游戲設(shè)計課程。如卡內(nèi)基梅隆大學(Carnegie Mellon University)于1999年設(shè)立了娛樂科技碩士學位,并開設(shè)了相關(guān)課程;南加州大學(The University of Southern California)設(shè)立了為期3年的互動媒體藝術(shù)(fine arts in interactive media)碩士學位課程,并于大學部設(shè)立電子游戲設(shè)計(video-game design)副修課程。該校也為美國軍隊創(chuàng)作訓練士兵的電子游戲,透過戰(zhàn)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(shè)計相關(guān)課程,并研發(fā)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(shè)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(shù)學院(The Art Institute of Washington)為亞特蘭大藝術(shù)學院的分校,提供授予學士學位的視覺及游戲程序設(shè)計課程。在初期的藝術(shù)與設(shè)計重點培訓后,學生將學習立體動畫相關(guān)技術(shù)。國內(nèi)也有多所高校開設(shè)了游戲設(shè)計的相關(guān)課程,如北京郵電大學,首都師范大學等,為了適應(yīng)市場許多培訓機構(gòu)也開設(shè)了游戲設(shè)計課程,但培訓機構(gòu)將課程的重點放在了實際的編輯代碼中而過少的關(guān)注理論。中南大學開設(shè)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(tǒng)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(huán)境中,人工智能與游戲編程課程應(yīng)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(shè)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(shè)。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(guān)知識基礎(chǔ)。

此門課程的學習使學生了解游戲設(shè)計與虛擬現(xiàn)實的基本概念和術(shù)語及其基本設(shè)計方法,理解人工智能在游戲中的相關(guān)應(yīng)用,熟悉游戲設(shè)計中編程以及建模技術(shù),為學生將來利用人工智能技術(shù)以及游戲設(shè)計技術(shù)奠定必要的知識基礎(chǔ)。除此之外向?qū)W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(shè)計概覽、2D游戲的基本編程技術(shù)、3D游戲動畫的基本編程技術(shù)、3D游戲場景的組織與繪制、游戲中的高級圖形技術(shù)、游戲中的音頻編程、游戲中的人機界面技術(shù)、人工智能在游戲動畫中的應(yīng)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(nèi)容,其分別是人工智能技術(shù)如何在游戲設(shè)計中的應(yīng)用,以及游戲編程的相關(guān)技術(shù)。對于人工智能技術(shù)在游戲設(shè)計中的應(yīng)用這一內(nèi)容,主要采用理論結(jié)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(shè)計的具體應(yīng)用聯(lián)系起來,使學生一方面能體會人工智能的基礎(chǔ)理論,另一方面使學生能夠?qū)⑵渌鶎W用于實踐,避免理論與實踐脫節(jié)。游戲編程內(nèi)容主要從設(shè)計模式入手,然后依托多媒體平臺對學生進行講授設(shè)計以及編程方面的相關(guān)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(shè)計、考核方式這幾個方面分別展開討論。

2課堂教學設(shè)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(jié)將著重對28個學時的課堂教學內(nèi)容分別介紹。

1) 游戲程序設(shè)計概論與計算機圖形學基礎(chǔ)。

該部分內(nèi)容可以分為以下兩部分。

(1) 計算機游戲簡介與游戲設(shè)計概論(2課時)。

(2) 計算機圖形學基礎(chǔ)(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(lǐng)域的研究和應(yīng)用情況。圖形學部分主要是介紹計算機圖形學的相關(guān)理論基礎(chǔ),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(yè)也開設(shè)計算機圖形學的相關(guān)選修課,因此,本部分內(nèi)容只是對之前學習的相關(guān)知識的復習,目的是為后續(xù)的程序設(shè)計課程打好相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。

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(xù)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(guān)聯(lián)。

2) 游戲編程技術(shù)。

如上所述,游戲編程是本門課程的一個重點內(nèi)容,游戲編程可以分為如下幾個部分。

(1)Windows編程基礎(chǔ)(2課時)。

(2)DirectX編程基礎(chǔ)(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(shù)(2課時)。

(6)游戲中的人機界面技術(shù)(2課時)。

對于Windows編程基礎(chǔ),其主要內(nèi)容是Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展史、Win32程序的基本結(jié)構(gòu)、消息循環(huán)與處理、Windows窗口、GDI接口、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。

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

2D游戲基本編程的主要內(nèi)容是游戲的基本流程和體系結(jié)構(gòu)、游戲開發(fā)的基本理念及方法、游戲引擎簡介、游戲的調(diào)試與測試。

3D游戲場景的組織與繪制的主要內(nèi)容是3D場景的組織與管理、游戲場景的幾何優(yōu)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(shù)的主要內(nèi)容是3D動畫技術(shù)概述、Direct3D開發(fā)包的使用、關(guān)鍵幀動畫技術(shù)、基于動作捕捉的動畫技術(shù)、腳本驅(qū)動的動畫技術(shù)。

游戲中的人機界面技術(shù)主要內(nèi)容是游戲的可玩性與人機界面、用戶界面設(shè)計基礎(chǔ)。

游戲程序設(shè)計部分內(nèi)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。現(xiàn)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(shè)計模式與編程方法是必須的。又因為DirectX軟件開發(fā)包是微軟公司面向Windows平臺開發(fā)的一套專門應(yīng)用于游戲開發(fā)的API,因此了解其原理以及掌握其技術(shù)能夠提高學生的游戲開發(fā)能力。

3) 人工智能在游戲中的應(yīng)用。

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

(1)遺傳算法(6學時)。

(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(6學時)。

遺傳算法主要內(nèi)容是遺傳算法的概念及其相關(guān)研究、雜交操作、變異操作、適應(yīng)性函數(shù)選擇、遺傳算法優(yōu)化的算子、創(chuàng)建和處理矢量圖形。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要內(nèi)容是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述、適應(yīng)性函數(shù)、環(huán)境探測、有監(jiān)督的學習、演化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓撲。

該部分內(nèi)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(xiàn),并介紹如何在游戲設(shè)計中應(yīng)用這些理論。這部分內(nèi)容是本門課程一個核心內(nèi)容,通過學習學生們能夠認識到人工智能在游戲設(shè)計中的重要性,并提高應(yīng)用能力。

3實驗設(shè)計與課程設(shè)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(shè)計,其主要內(nèi)容是引導學生熟悉Visual Studio .Net 2008集成開發(fā)環(huán)境、安裝與配置DirectX 軟件開發(fā)包、使用有限狀態(tài)機設(shè)計狀態(tài)驅(qū)動智能體,設(shè)計2D圖形驅(qū)動引擎。

雖然課時很短,但學生能夠?qū)嶋H動手操作,熟悉游戲編程的相關(guān)開發(fā)工具與開發(fā)包,另外,學生學習興趣提高了,學習內(nèi)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(wù),繼續(xù)鉆研新的理論應(yīng)用。

我們針對本門課程實驗課時少的缺點,特別設(shè)定了一個課程設(shè)計環(huán)節(jié)。課程設(shè)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(yīng)的設(shè)計要求。

課程設(shè)計主要內(nèi)容是要求學生完成一個項目設(shè)計,該項目設(shè)計主要是要求學生使用相關(guān)的集成開發(fā)環(huán)境和開發(fā)包,利用一個人工智能技術(shù)編寫出一個小的游戲軟件,并給出設(shè)計報告。考慮到學生的實際能力,開發(fā)與報告以小組的形式進行設(shè)計開發(fā),設(shè)計團隊由3～5人自由組合,具體分工必須在報告中體現(xiàn),報告要求不少于4000字,以軟件開發(fā)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(shè)計文檔和測試文檔,還必須包括游戲的內(nèi)容設(shè)計,即游戲的情節(jié)創(chuàng)意或功能設(shè)計。設(shè)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(fā)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。基于這個原因,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(shè)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(shè)計的開卷試題,可以使學生對虛擬現(xiàn)實知識體系進行一個系統(tǒng)的回顧,同時,它也是對教學的補充。

課程設(shè)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(shè)計以小組的形式有優(yōu)勢也有劣勢,好處在于學生可以根據(jù)自身能力對應(yīng)團隊中的角色,例如,某同學編程能力強,他可以作為程序設(shè)計與開發(fā)人員;另一同學數(shù)學好,或理論方面出色,他就可以擔任算法設(shè)計的工作;某些同學有創(chuàng)意,他則可以擔任游戲情節(jié)設(shè)計的工作,等等。這樣做分工明確,每個人都能夠根據(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(yīng)當強調(diào)每一個學生都要積極主動參與到課程設(shè)計中來,發(fā)揮自己的主觀能動性,協(xié)作完成項目。

5結(jié)語

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

由于人工智能與游戲設(shè)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(tǒng)與智能軟件研究所為依托,它具有很好的研究基礎(chǔ)與良好的實驗平臺,并能夠?qū)⑦@門課程融會貫通,使學生理解人工智能與游戲開發(fā)設(shè)計的基本理念,并培養(yǎng)學生實際應(yīng)用技能。

參考文獻:

[1] 楊剛,黃心淵. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)課程的教學設(shè)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(yīng)用[M]. 3版. 北京:清華大學出版社,2003.

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

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[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(lián)網(wǎng)經(jīng)濟學研究聯(lián)盟的支持下，《財經(jīng)問題研究》編輯部特別組織了“互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的理論與反壟斷政策探討”筆談，邀請數(shù)位專家對相關(guān)問題展開討論，相關(guān)成果發(fā)表于《財經(jīng)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(lián)網(wǎng)能否帶來新的經(jīng)濟增長？

產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將如何影響產(chǎn)業(yè)競爭的格局，其對整個經(jīng)濟的增長有什么樣的影響？

平臺型組織的演變會對社會產(chǎn)生多大的影響？

01

引 言

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

互聯(lián)網(wǎng)在中國經(jīng)歷了20年的快速發(fā)展之后，已經(jīng)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(lián)網(wǎng)在中國已經(jīng)相當發(fā)達。根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2016年中國境內(nèi)活躍的手機上網(wǎng)碼號數(shù)量達12.47億。

得益于中國特殊的市場規(guī)模和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，中國的消費互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)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(guān)注的熱點是中國的互聯(lián)網(wǎng)紅利是否已經(jīng)消失，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型是否會帶來新的增長機會？

此外，人工智能最近這幾年發(fā)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(fā)業(yè)界和學界的思考，是不是會出現(xiàn)新的驅(qū)動經(jīng)濟增長的力量？這個力量如果能夠驅(qū)動經(jīng)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(chuàng)始人蓋茨有一個非常有名的論斷：商業(yè)新法則就是“互聯(lián)網(wǎng)會改變一切”。從他提出這個論斷到現(xiàn)在已近二十年，可以看到，電影、閱讀、新聞等商業(yè)模式都發(fā)生了巨大的變化。

但另一方面，還有很多東西沒有發(fā)生變化，如航空發(fā)動機的數(shù)據(jù)獲取，1960年和2015年的方式并沒有太多的變化。很多產(chǎn)業(yè)，如海關(guān)報關(guān)等，也沒有發(fā)生實質(zhì)性的變化。在今天，一個備受關(guān)注的問題是，人工智能對于社會將有多大影響？

筆者將從產(chǎn)業(yè)競爭和戰(zhàn)略的角度來討論產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能會如何重塑中國經(jīng)濟的問題。主要討論三個問題：

第一，人工智能和互聯(lián)網(wǎng)對經(jīng)濟增長的影響。人工智能和互聯(lián)網(wǎng)是否有可能提高經(jīng)濟的長期增長水平？

第二，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將如何影響產(chǎn)業(yè)競爭的格局？它對整個經(jīng)濟的增長有什么樣的影響？

第三，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能如何影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化？特別是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能是否會導致產(chǎn)業(yè)的平臺化？這種平臺型的組織又會對社會產(chǎn)生多大的影響？

分析表明：

第一，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能會大幅度提升生產(chǎn)力。而且產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能會提升要素配置的效率，進而提升生產(chǎn)率。因此，可以樂觀看待長期經(jīng)濟的增長率。

第二，平臺和組件的模式會影響一切組織和經(jīng)濟形態(tài)。平臺會影響國家的競爭、城市的演變和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。一切組織都會向平臺化的方向發(fā)展。

02

人工智能和經(jīng)濟增長

經(jīng)濟的長期增長，主要是來自全要素生產(chǎn)率的增長。全要素生產(chǎn)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(shù)據(jù)都表明，經(jīng)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(jīng)濟增長將繼續(xù)下臺階。Gordon研究了美國過去150年的經(jīng)濟發(fā)展史，認為美國的發(fā)展呈現(xiàn)倒U型的特征。美國經(jīng)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(fā)現(xiàn)是，從20世紀70年代開始，美國經(jīng)濟的增長表現(xiàn)非常普通，特別是創(chuàng)新的步伐和技術(shù)進步帶來的增長并沒有惠及到更多人。

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

人工智能是否會推動經(jīng)濟增長和提升生產(chǎn)率，對中國同樣非常重要。

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

第二個原因是人工智能對組織生產(chǎn)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(jīng)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(jīng)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(jīng)濟增長很重要的一部分，但最主要的增長還是來自于經(jīng)濟效率的提升。他的這一發(fā)現(xiàn)在學術(shù)界受到了越來越多的關(guān)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(jīng)濟增長的潛力有非常大的參考意義。

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

這是因為在經(jīng)歷了40年的高速增長后，中國的全要素生產(chǎn)率仍然只有美國的20%多。這表明通過提升全要素生產(chǎn)率來促進中國經(jīng)濟增長的空間非常大。這就是為什么人工智能和新的經(jīng)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(jīng)濟增長的微觀理論基礎(chǔ)來對當前的經(jīng)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(jīng)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(jīng)濟增長的影響。

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

根據(jù)這一模型，可以推導出一個重要的結(jié)論：經(jīng)濟的增長速度與自動化的比例正相關(guān)，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(chǎn)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(jīng)濟的持續(xù)增長。人工智能比例的提升，會帶來經(jīng)濟增速的持續(xù)提高。這實際上就是從經(jīng)濟學上定義的奇點。經(jīng)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(jīng)濟學角度來說，就是持續(xù)的超高增速。

第二，資本和勞動在產(chǎn)出中的占比關(guān)乎收入的分配及平等和長期的社會穩(wěn)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(jīng)濟增長的影響，在給出確定結(jié)論前，可以簡要回顧一下歷史。關(guān)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(shù)一出現(xiàn)，大家就在討論這個問題。

20世紀90年代《經(jīng)濟學人》的說法是，計算機不會提升人們的生產(chǎn)力。Zachary（1991）認為數(shù)據(jù)過載限制了生產(chǎn)率的提高。而信息技術(shù)對生產(chǎn)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(shù)帶來的生產(chǎn)力的提升。

人工智能鼻祖和行為經(jīng)濟學鼻祖西蒙也認為計算機和自動化會推動生產(chǎn)力的持續(xù)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(yīng)當會持續(xù)提升生產(chǎn)率。業(yè)界的研究也支持這一判斷。

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

經(jīng)濟增長的源泉無外乎生產(chǎn)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(jīng)濟增長？

第一，從資本的角度，對人工智能的投資會產(chǎn)生很多不會折舊的資產(chǎn)，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(tǒng)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(guān)系和互補關(guān)系同時存在。在國民經(jīng)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(chǎn)率的提升。

從歷史的經(jīng)驗來看，可以參考信息技術(shù)對生產(chǎn)率的影響。1996—1999年，是美國信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)開始發(fā)展的時期。這段時期，美國全要素生產(chǎn)率年均增長2.8%，是1980—1995年的兩倍。這一數(shù)據(jù)表明人工智能這種新的技術(shù)會使得生產(chǎn)力有大幅度的提升。

第一次工業(yè)革命時期，1850—1910年，蒸汽機驅(qū)動的經(jīng)濟增長是0.3%，而第三次工業(yè)革命也就是信息技術(shù)驅(qū)動的經(jīng)濟增長是0.6%。

有估算認為，人工智能驅(qū)動的經(jīng)濟增長在0.8%—1.4%。雖然這個數(shù)字還難以確認，但有充分的理由相信，人工智能對整個經(jīng)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(jīng)濟增長，還有兩個與人工智能間接相關(guān)并會提升經(jīng)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(yè)管理水平差別很大。假設(shè)企業(yè)管理水平的總分是5分，將各國企業(yè)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(jīng)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(chǔ)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(yè)管理經(jīng)驗，提升組織管理效率，就可以大幅提升中國的經(jīng)濟增長水平。

第二，要素錯配的問題。

要素錯配對經(jīng)濟增長的影響近年來在學術(shù)界引起了很大的關(guān)注。提升經(jīng)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(jīng)濟效率的損失，如果中國能夠改善經(jīng)濟要素的配置效率，就可以提升經(jīng)濟效率，進而促進經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)濟增長的潛力就會持續(xù)提升。

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

中國消費互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)證明了提升要素配置促進經(jīng)濟增長的作用。阻礙要素配置效率方面有幾個重要的調(diào)整成本，包括企業(yè)所有權(quán)和政治的聯(lián)系、大量的非正式部門等。

但人工智能的發(fā)展會導致這些非正式部門的快速消失。這就是為什么產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能的出現(xiàn)會改善要素配置效率，促進經(jīng)濟增長的原因。

03

產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響

在消費互聯(lián)網(wǎng)中，已經(jīng)出現(xiàn)的代表性企業(yè)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(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還正在發(fā)展中，目前還看不到明確的巨頭。美國的通用電氣是在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面轉(zhuǎn)型最堅定的企業(yè)，但目前仍然沒有看到非常明顯的競爭優(yōu)勢。

什么是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？筆者的定義是，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是通過互聯(lián)網(wǎng)來重構(gòu)產(chǎn)業(yè)的價值鏈和創(chuàng)造新的價值。而不是簡單地在互聯(lián)網(wǎng)上加一個東西，其范圍其實是非常廣泛的。

需要正確理解產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與通常所講的“互聯(lián)網(wǎng)+”或“+互聯(lián)網(wǎng)”的區(qū)別。

以婚介市場為例，婚介市場是一個具有很大的商業(yè)價值和社會價值的大市場。簡單的“互聯(lián)網(wǎng)+”就是把婚介搬到網(wǎng)上去，即國內(nèi)很多婚戀網(wǎng)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(wǎng)站，叫做eHarmony。

中國的很多婚戀網(wǎng)站注冊很容易，但美國這家公司卻不同。如果想要成為該網(wǎng)站的會員，需要花四個小時做心理學專家仔細設(shè)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(gòu)。整個網(wǎng)站是在信任的基礎(chǔ)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(wǎng)站的商業(yè)模式和治理方式，這就是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”的區(qū)別。

產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個巨大的市場，發(fā)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(jù)思科的估計，到2020年，美國公司的利潤通過產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以增長21%。

雖然目前中國市場上沒有明確的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)巨頭，但可以期待產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會為中國帶來同樣的巨變。

革命性的新產(chǎn)品或新服務(wù)一定會出現(xiàn)，類似于蘋果創(chuàng)造新的市場，或是特斯拉改變世界汽車產(chǎn)業(yè)的方式。特斯拉的意義在于其完全顛覆了一個產(chǎn)業(yè)。

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(qū)動汽車產(chǎn)業(yè)大發(fā)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(chǎn)業(yè)的兩個根本性改變：自動駕駛系統(tǒng)和充電電池系統(tǒng)。這就是為什么特斯拉的市值會超過傳統(tǒng)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(chǎn)業(yè)的微軟和英特爾的結(jié)合體。

新的應(yīng)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(chǎn)、服務(wù)領(lǐng)域，都會有非常大的改變。

提到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，如果效率的提升會帶來整個產(chǎn)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(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能對上述產(chǎn)業(yè)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(jīng)濟的商業(yè)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(chǎn)業(yè)。人工智能的出現(xiàn)，會加劇這個過程的演變。

以PC產(chǎn)業(yè)的演變?yōu)槔瑐鹘y(tǒng)計算機產(chǎn)業(yè)的典型代表是早期具有垂直整合結(jié)構(gòu)的IBM，即計算機的所有零部件都由自己生產(chǎn)。但今天的計算機產(chǎn)業(yè)是一個非常碎片化的產(chǎn)業(yè)，由極少數(shù)的關(guān)鍵玩家主導，如芯片由因特爾主導，操作系統(tǒng)則由微軟主導，其他的部件則由標準化配件提供商生產(chǎn)。

計算機產(chǎn)業(yè)從垂直整合結(jié)構(gòu)演變?yōu)榉稚⑺浇Y(jié)構(gòu)，意味著這個產(chǎn)業(yè)的利潤被少數(shù)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(chǎn)業(yè)的演變，將來有可能會在很多產(chǎn)業(yè)中復制。

任何一個行業(yè)，如果像PC產(chǎn)業(yè)一樣演變，那就意味著產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)演變的平臺型公司則將領(lǐng)導整個產(chǎn)業(yè)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(chǎn)生的影響主要有三個趨勢：

第一個趨勢是平臺化后，產(chǎn)業(yè)的合作和融合更加明顯。

一些提供單一功能或服務(wù)的企業(yè)存在通過其獨特服務(wù)滲透到其他產(chǎn)業(yè)進行平臺覆蓋的可能。產(chǎn)業(yè)的分散化意味著核心的主導公司可能會通過技術(shù)來顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

如在汽車產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)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(shù)或充電技術(shù)顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。新興的科技公司也有可能通過智能手術(shù)技能來顛覆傳統(tǒng)的醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。

第二個趨勢是人工智能的基礎(chǔ)設(shè)施能夠促進增長，包括硬件、數(shù)據(jù)。龐大的數(shù)據(jù)會使大公司的優(yōu)勢加強。

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

人工智能會使得中美兩國在資本、技術(shù)方面的優(yōu)勢進一步強化。而平臺型城市會使得人才和資本的規(guī)模效應(yīng)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(chǎn)業(yè)的普遍化。

現(xiàn)在還沒有看到人工智能這個產(chǎn)業(yè)里出現(xiàn)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(tǒng)。這個產(chǎn)業(yè)一定會產(chǎn)生一個領(lǐng)導性的企業(yè)，類似于微軟的超級平臺。

可以肯定的是，目前經(jīng)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。

05

結(jié) 論

本文主要討論了三個問題：人工智能和互聯(lián)網(wǎng)能否帶來新的經(jīng)濟增長？產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將如何影響產(chǎn)業(yè)競爭的格局，它對整個經(jīng)濟的增長有什么樣的影響？平臺型組織的演變會對社會產(chǎn)生多大的影響？

無論是歷史的數(shù)據(jù)還是理論分析都表明，可以適度樂觀看待產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能對經(jīng)濟的影響。人們有理由相信產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能會大幅度提升生產(chǎn)力，并推動長期經(jīng)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(tài)，包括國家、城市和產(chǎn)業(yè)，整個社會都會全面向平臺化發(fā)展。

篇(4)

語音搜索≠聽+說

“語音搜索最常見的誤區(qū)是簡單以為只是聽和說的簡單串聯(lián)，其實并非如此。”王海峰開門見山說道。

這位百度技術(shù)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(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了語音技術(shù)、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(jié)果。

王海峰現(xiàn)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(zhuǎn)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(tǒng)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(jié)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(jīng)能夠滿足用戶的多種復雜需求。”王海峰總結(jié)說。

此外，這位百度技術(shù)副總裁也談到了語音搜索和當下火熱的人工智能的關(guān)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(guān)，后者是思考必需的知識和思維的載體。

王海峰強調(diào)說，語音搜索可以降低用戶搜索門檻，而且在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上可以轉(zhuǎn)換為更多的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用，實現(xiàn)人與信息及服務(wù)的更廣泛連接。

鍵盤要被消滅

關(guān)于搜索門檻被降低的問題，百度多模搜索部總監(jiān)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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。”

不過，這位多模搜索部總監(jiān)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(jīng)在開發(fā)中。

孫雯玉認為語音搜索的最大意義在于：通過技術(shù)讓人獲得信息和服務(wù)的門檻更低，隨著智能語音搜索進一步向前，可能會出現(xiàn)重大卻潤物無聲地變革——鍵盤交互將成為歷史，“我們的調(diào)研顯示，90后、00后有50%的群體的主要搜索方式已經(jīng)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(lián)網(wǎng)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(xiàn)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(diào)戲Siri一樣——只是個消遣游戲。

百度搜索產(chǎn)品架構(gòu)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(zhuǎn)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(jīng)被微信完成了市場教育，現(xiàn)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。”

其次是物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)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(lián)網(wǎng)進一步發(fā)展，人機交互突破了手機終端，需要在更多更廣泛的領(lǐng)域進行應(yīng)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(yōu)勢會不言自明。

景鯤認為，大的潮流和趨勢目前是可以預(yù)見的，語音搜索的普及只是時間問題而已。現(xiàn)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(lián)網(wǎng)大趨勢下，在硬件方面如何考慮，是否會涉足硬件領(lǐng)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?nèi)ツ晖瞥隽诵C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(chǎn)品，這些能力也可以放到廠商的設(shè)備上，我們做百度最擅長的，其他廠商做他們擅長的方面。”景鯤回答說，這個回答也得到了百度技術(shù)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(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。筆者結(jié)合自身的學習心得淺談如下幾點看法：

一、機電一體化技術(shù)的特點

1、在當前科學技術(shù)日新月異的時代，各種新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的出現(xiàn)，已不再是單純某一門學科的發(fā)展，而是各門相關(guān)學科，多種先進技術(shù)的互相滲透和相輔相成的結(jié)果。機電一體化技術(shù)就是一種這樣的新技術(shù)，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的綜合技術(shù)。其實質(zhì)是從系統(tǒng)觀點出發(fā)，運用過程控制原理，將機械、電子與信息、檢測等有關(guān)技術(shù)進行有機地組合，實現(xiàn)整體最佳化。具體地講，它是將微機技術(shù)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(guī)的控制系統(tǒng)。機械結(jié)構(gòu)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(shù)的變化，并反饋到大腦（微機）中，各種執(zhí)行機構(gòu)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(tǒng)，一般包括微機、傳感器、動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)等部分。它摒棄了常規(guī)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(shù)融為一體，給包裝機械在設(shè)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(shù)的發(fā)展趨勢

1、智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)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(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)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(diào)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(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)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(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3、網(wǎng)絡(luò)化

20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、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(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（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(tǒng)（computer integrated appliance system， CIAS），使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4、系統(tǒng)化

系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)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(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)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(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)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(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

篇(6)

關(guān)鍵詞： 機電一體化； 特點； 發(fā)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(shù)是在微型計算機為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機電一體化的發(fā)展概況

機電一體化的發(fā)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(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)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(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)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(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)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(chǔ)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(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)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(chǎn)品的構(gòu)成及特點

機電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機電一體化產(chǎn)品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現(xiàn)這種多功能一般需要機電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實現(xiàn)這些功能的各個組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

1．機械系統(tǒng)。機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和聯(lián)接等機械部分。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對機械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

2．動力系統(tǒng)。動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能，去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源。機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅(qū)動電路等。

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

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

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

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

1.智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)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(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)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(diào)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(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)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(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化

20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏铩８鞣N網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)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(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

5.綠色化

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

6.系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)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(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)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(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。

參考文獻：

[1] 李建勇．機電一體化技術(shù)[M].北京：科學出版社，2004．

篇(7)

論文摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1 機電一體化概要

機電一體化是指在機構(gòu)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(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)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(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)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(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)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(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)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(zhì)區(qū)別。

2 機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)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(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)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(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)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(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)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(chǔ)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(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)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(fā)展趨勢

3.1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)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(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)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(diào)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(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)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(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、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(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)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(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3.5 綠色化

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

3.6 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)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(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)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(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

結(jié)語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)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(shù)．北京：科學出版社，2004．