导语：在人工智能的发展状况的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
一、人工智能的定义
“人工智能”(ArtificialIntelligence)一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。人工智能是指研究、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。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机，人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。
人工智能理论进入21世纪，正酝酿着新的突破，人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”，并使之在越来越多的领域超越人类智能，人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。
二、人工智能的应用领域
1.在管理系统中的应用
(1)人工智能应用于企业管理的意义主要不在于提高效率，而是用计算机实现人们非常需要做，但工业工程信息技术是靠人工却做不了或是很难做到的事情。在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中刘玉然指出把人工智能应用于企业管理中，以数据管理和处理为中心，围绕企业的核心业务和主导流程建立若干个主题数据库，而所有的应用系统应该围绕主题数据库来建立和运行。换句话说，就是将企业各部门的数据进行统一集成管理，搭建人工智能的应用平台，使之成为企业管理与决策中的关键因子。
(2)智能教学系统(ITS)是人工智能与教育结合的主要形式，也是今后教学系统的发展方向。信息技术的飞速发展以及新的教学系统开发模式的提出和不断完善，推动人们综合运用超媒体技术、网络基础和人工智能技术区开发新的教学系统，计算机智能教学系统就是其中的典型代表。计算机智能教学系统包含学生模块、教师模块，体现了教学系统开发的全部内容，拥有着不可比拟的优势和极大的吸引力。
2.在工程领域的应用
(1)医学专家系统是人工智能和专家系统理论和技术在医学领域的重要应用，具有极大的科研和应用价值，它可以帮助医生解决复杂的医学问题，作为医生诊断、治疗的辅助工具。事实上，早在1982年，美国匹兹堡大学的Miller就发表了著名的作为内科医生咨询的Internist2Ⅰ内科计算机辅助诊断系统的研究成果，由此，掀起了医学智能系统开发与应用的。目前，医学智能系统已通过其在医学影像方面的重要作用，从而应用于内科、骨科等多个医学领域中，并在不断发展完善中。
(2)地质勘探、石油化工等领域是人工智能的主要作用发挥领地。1978年美国斯坦福国际研究所就研发制成矿藏勘探和评价专家系统“PROSPECTOR”，该系统用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等，是工业领域的首个人工智能专家系统，其发现了一个钼矿沉积，价值超过1亿美元。
3.在技术研究中的应用
(1)在超声无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域中，目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质、形状和大小进行判断和归类；专家运用超声无损检测仪器，以其高精度的运算、控制和逻辑判断力代替大量人的体力与脑力劳动，减少了任务因素造成的无擦，提高了检测的可靠性，实现了超声检测和评价的自动化、智能化。
(2)人工智能在电子技术领域的应用可谓由来已久。随着网络的迅速发展，网络技术的安全是我们关心的重点，因此我们必须在传统技术的基础上进行网络安全技术的改进和变更，大力发展数据挖掘技术、人工免疫技术等高效的AI技术，开发更高级AI通用和专用语言，和应用环境以及开发专用机器，而与人工智能技术则为我们提供了可能性。
三、人工智能的发展方向
1.专家系统是目前人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域，它是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统。近年来，在“专家系统”或“知识工程”的研究中已出现了成功和有效应用人工智能技术的趋势。人类专家由于具有丰富的知识，所以才能达到优异的解决问题的能力。那么计算机程序如果能体现和应用这些知识，也应该能解决人类专家所解决的问题，而且能帮助人类专家发现推理过程中出现的差错，现在这一点已被证实。
2.智能信息检索技术的飞速发展。人工智能在网络信息检索中的应用，主要表现在:(1)如何利用计算机软硬件系统模仿、延伸与扩展人类智能的理论、方法和技术。(2)由于网络知识信息既包括规律性的知识，如一般原理概念，也包括大量的经验知识这些知识不可避免地带有模糊性、随机性、不可靠性等不确定性因素对其进行推理，需要利用人工智能的研究成果。
参考文献：
[2]刘玉然.谈谈人工智能在企业管理中的应用[J].价值工程，2003.
[3]焦加麟，徐良贤，戴克昌.人工智能在智能教学系统中的应用[J].计算机仿真，2003，(8).
[4]周明正.人工智能在医学专家系统中的应用[J].科技信息，2007.
[5]张海燕，刘镇清.人工智能及其在超声无损检测中的应用[J].无损检测，2001，(8).
[6]马秀荣，王化宇.简述人工智能技术在网络安全管理中的应用[J].呼伦贝尔学院学报，2005，(4).
关键词：新一代计算机；人工智能技术；发展趋势
“人工智能”是在1956年的Dartmouth学会上提出的，英文缩写是AI。它是计算机科学等多种学科互相渗透而发展起来的综合性、交叉性学科。从计算机应用系统的角度出发，人工智能是研究如何模拟人类智能活动，使机器能够胜任一些需要人类智能才能完成的复杂工作，以延伸人类智能的科学。
二、人工智能技术的发展状况
随着计算机、信息和并行程序设计技术的发展，人工智能的研究已经发展成为智能体系的研究。到目前为止，人工智能程序已经知道考虑他们要解决的问题，从而寻找比较好的答案。智能体体系可以被认为是智能体的软件工程模型，智能体语言是智能体的软件系统。在我国，智能体技术多被应用到处理具有异构、布、态、规模及自主性的系统中，如Internet，是人工智能技术的新应用。
目前，人工智能技术在美国等欧洲国家仍保持非常快的发展速度。在人工智能技术领域十分活跃的IBM公司，已经为加州劳伦斯利佛摩尔国家实验室制造了号称具有人脑的千分之一智力能力的ASCIWhite电脑。据称，其正在开发的更为强大的bluejean电脑的智力水平将与人脑相当。
三、新一代计算机和人工智能技术的应用
随着人工智能技术的不断发展，越来越多的技术发展都涉及到人工智能，人工智能已经被广泛应用到许多领域。
（一）人工智能技术在计算机符号计算中的应用
计算机最主要的用途之一就是科学计算，通常分为纯数值的计算和符号计算两种。其中符号计算是一种智能化的计算。随着新一代计算机的开发和普及以及人工智能技术的发展，多种功能计算机代数系统软件相继出现，都是用C语言写成的，可以在绝大多数计算机上使用。
（二）人工智能技术在计算机模式识别中的应用
计算机用数学方法研究模式的自动处理就是模式识别。用计算机实现模式的自动识别和判断，是利用人工智能技术开发智能机器的关键，计算机模式识别的特点是效率高，速度快，准确率高，也为人类认识自身智能提供了有利线索。
（三）计算机的机器翻译
计算机把一种语言转变为另一种语言的过程就是机器翻译。目前，我国的机器翻译软件的翻译特点，大致可以分为三类：词典翻译、汉化翻译和专业翻译。词典翻译软件可以迅速查询英文单词或词组的词义，并提供发音；汉化翻译软件提出“智能汉化”的概念，辅助翻译作用更加明显。
（四）人工智能技术在计算机机器学习中的应用
计算机的机器学习主要研究如何使计算机能够模拟或实现人类的学习能力。机器学习是机器具有智能能力的重要标志，也是机器获取知识的根本途径。机器学习是一个难度较大的研究领域，它与认知科学和逻辑学等学科都有着密切的联系，并对人工智能的其他分支也会起到重要的推动作用。
（五）人工智能技术在计算机问题求解中应用
人工智能技术在今天的计算机程序已能够达到各种方盘棋和国际象棋的锦标赛水平。但是，尚未解决包括人类棋手的表达能力和洞察能力等。人们通常都能根据具体问题找到思考问题和解决问题的办法，目前，人工智能技术已能通过计算机程序知道如何考虑要解决的问题，寻找较为准确的解答方法。
（六）人工智能技术在计算机推理证明中应用
（七）人工智能技术在计算机语言处理中的应用
自然语言处理是人工智能技术应用于实际领域的典型范例，经过多年艰苦努力，这一领域已获得了大量令人瞩目的成果。目前该领域的主要课题是：计算机系统如何以主题和对话情境为基础，注重大量的常识——世界知识和期望作用，生成和理解自然语言。这是一个极其复杂的编码和解码问题。
（八）人工智能技术在计算机专家系统中的应用
专家系统是人工智能技术中最活跃、最有成效的研究领域，是具有特定领域内大量知识与经验的程序系统，已出现成功应用人工智能技术的趋势。计算机程序如果能体现和应用人类知识，就应该可以帮忙解决问题，而且能发现人类专家在推理过程中出现的差错。
四、新一代计算机和人工智能技术的发展趋势
新一代计算机和人工智能技术的发展潜力巨大，其作为一个整体的研究才刚刚开始。人工智能技术的发展总是超乎人们的想象，要准确地预测人工智能的未来，从目前一些前瞻性的研究中可以看出，未来人工智能技术可能会朝以下几个方向发展：模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。
（1）自动推理是新一代计算机和人工智能技术最经典的研究分支，其基本理论是新一代计算机和人工智能技术其它分支的共同基础。其中知识系统的动态演化特征及可行性推理的研究，是最新的热点，很有可能取得突破。
（2）机器学习的研究使得许多新的学习方法相继问世，并获得了成功应用。但是也应看到，现有的机器学习方法尚不够有效，寻求一种新的方法，以解决新一代计算机和人工智能技术研究中的在线学习问题，是研究人员共同关心的问题。
（3）自然语言处理是新一代计算机和人工智能技术应用于实际领域的典型范例，这一领域已获得了大量令人瞩目的理论与应用成果。智能信息检索技术近年来已成为新一代计算机和人工智能技术的一个独立研究分支，将新一代计算机和人工智能技术应用于计算机科学与技术领域的研究，是人工智能走向应用的突破口。
五、结束语
很多新一代计算机和人工智能技术研究的成果已经进入人们的日常生活。未来，人工智能技术的发展将会给人类的知识、思考、生活、工作和教育产生巨大的影响，在人类的生活中占据一席之地，成为人类生活的伙伴。
[1]吴艳.关于“人工智能”技术发展的思考[J].和田师范专科学校学报.2010.
当我们想忽视它的时候，一些陈旧的科幻故事会跳出来，将当时的设想和如今的技术产品摆到我们眼前：看，多少个荒谬的想象，在现实中就是不可思议地成真，还被应用了！当我们想推辞说，拥有人类智慧的机器人，技术实现上还远得很呢！但一个个机器人打败人类的例子又活生生地公布在新闻中，把这个技术性“能够”和道德性“应该”的话题，不断地逼到我们面前。
如今越来越多的人，在新奇地看着那些会说、会笑、会动的机器人时，会忍不住疑问，未来会不会发生我们都不曾理解和预想的事情？像宇宙大爆炸一般的技术奇点会不会不期而至？人类会成功主宰我们自己的世界吗？那个时候，我们又该说人类是聪明还是愚蠢呢？
在人工智能再次成为当下热点话题的今天，英国伦敦帝国理工学院认知机器人学系教授默里沙纳汉带着他的新书《技术奇点》来到中国，希望为这个人工智能起步不久的国度，带来更多的思考和讨论。
人工智能新的春天
默里沙纳汉：人工智能指的是计算机机器人，他们能在不同环境之下做出正确决定，完成任务。目前，人工智能技术最新的进展是让机器人拥有学习力，以及拥有更强大的处理庞大数据的能力。比如说，我们可以教一个电脑辨认和创造图像，给每个图像编号，电脑学习这些无数的图片后，可以创造一个新的图像，我们从来没有见过的。
《凤凰周刊》：人工智能的发展过程是什么样的？
默里沙纳汉：在西方，“人工智能”并非新鲜词汇。上世纪八九十年代，人工智能研发热潮兴起，美国、日本等国家热情高涨，政府进行了大量投入和研究，后来很多预想并没有实现，人工智能又陷入了引人疑问的寒冬期。近20年来，人工智能经历了三个里程碑：1997年，IBM机器人“深蓝”打败世界国际象棋冠军加里卡斯帕罗夫；2001年，又有IBM的机器人在一款美国游戏中，打败人类对手获得冠军；2016年，谷歌的机器人“AlphaGo”打败了围棋大师李世石。
《凤凰周刊》：人工智能对我们目前的生活有何影响？
默里沙纳汉：这一轮人工智能的影响，可以分为短期和长期来看。短期内5至10年，人工智能可以用在个性化医疗，搜集个人全面的健康数据，为治疗提供全面的数据服务；另一方面，一些产品很可能会融入我们现在已经高度依赖的金融、能源、媒体、安全等领域。从50至100年的长阶段来看，人工智能可能出现我们在科幻电影中，看到的人性化的人工智能技术。作为研究人工智能40年的专家，我认为，到2100年人性化的人工智能技术将会达到一个新的高度。
和人类一样的机器人
《凤凰周刊》：您的新书《技术奇点》正是讨论了这两个阶段的影响，为什么叫“技术奇点”？
默里沙纳汉：听说因为一部大陆电视剧，“奇点”一词在中国很热。“奇点”在物理学、数学中都有定义，在人类历史中，“奇点”指的是，由于技术的迅速发展，人类社会的一切都出现了改变，生活在今天的我们将无法理解。
这本书就是讨论，人工智能和神经技术两个领域的技术进步，会加速这个“技术奇点”的到来。我们可以把目前的人工智能兴起和应用，称为人工智能的第一次浪潮，这个短期的发展是商业化、产业化的；而未来一个世纪可能会出现超人工智能（即有人类意识的人工智能），这个长期的发展，我们需要用一个更大的人类与机械关系视角去看待和讨论。后者看起来离我们还很遥远，但是从技术变革的历史来看，也不过是一瞬。
《凤凰周刊》：从现实技术的角度，人工智能拥有人类的意识和感情，这离我们还有多远？您最近担任科学顾问的科幻电影《机械姬》也有涉及这个主题。
近年来，我把注意力更多地放在神经技术领域，目前我们正在小白鼠的大脑上进行实验，看是否可以实现全脑仿真，与生物大脑不同，数字基质的大脑可以多次复制。数字基质的大脑还可以加速，这一点也与生物大脑不同。所以，如果我们能通过全脑仿真制造人类水平的人工智能，那么只要运算能力足够强大，就可以制造一个以超高速运转的人类水平的人工智能社区。如果人工智能不是按照仿生方法制造，而是从无到有创造的，这个道理也适用。事实上，只要是电脑程序，都可以复制或加速。而且，目前有很多仿生技术，也让这个预言越来越有成真的希望。
记者：你认为，我们可以在多大程度上把人类的意识和生理功能放到机器人身上？
默里沙纳汉：让机器人多大程度上拥有人类的思考和创造能力，以及是否要有性能力等，这是一个复杂的问题。涉及到社会层面的道德和责任，以及人类和机器人的关系。但我想指出的是，很多科幻小说和电影，把有意识的机器人最后妖魔化、邪恶化，说它会代替人类或者谋反人类等，这些都是因为人性对未来的恐惧而产生的想象，我们不要被这些想象带得太深。事实上，机器人是安全的，很多风险是可控的。
一次突破就可能改变世界
《凤凰周刊》：有时候，技术发展可以达到一个新的高度，但是人性本身或者说人类社会未必能接受或承受，所以会使得技术在一定程度上发展减慢停滞。你认为这是一件好事还是坏事？
《凤凰周刊》：按照您在书中说的，从长远历史来看，人类现在只是走在人工智能的开始阶段。那么我们在研发人工智能的时候，我们到底在研发什么？一个机械奴隶，一个人类伙伴，还是有可能比人类还聪明的“老师”？
默里沙纳汉：这是个很有意思的问题。在未来40到50年，我们需要很严肃地思考和面对这个问题。现在我自己也没有答案。
关键词：人工智能；学习兴趣；教学方法
1956年，在美国Dartmouth大学，由数学家J.McCarthy和他的三位朋友M.Minsky、N.Lochester和C.Shannon共同发起一个历时两个月的夏季学术讨论班，他们在此讨论班上第一次正式使用了人工智能(ArtificialIntelligence)这一术语。人工智能是一门多学科交叉的课程，涉及计算机科学、数学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、哲学及语言学等多个学科，是新理论和新技术不断出现的综合性学科。当前，人工智能领域加强了从人类智能与生命现象中汲取养分的趋势，加快了向分布式系统与复杂系统靠拢的步伐，智能化的应用更为深入，影响更为广泛，其发展已对人类的经济、社会、文化等方面产生了深远影响[1]。
1人工智能导论课程特点
2教学内容安排
人工智能的研究和应用领域非常广泛，包括问题求解、机器学习、自然语言理解、专家系统、模式识别、计算机视觉、机器人学、搏弈、计算智能、人工生命自动定理证明、自动程序设计、智能控制、智能检索、智能调度与指挥、智能决策支持系统、人工神经网络、数据挖掘和知识发现等。人工智能导论旨在为这些具体领域的研究提供引导和基础保障。
人工智能导论课程涵盖内容较多，因此需要明确“精讲”和“泛讲”的内容，以使教师和学生在教学活动中都有所侧重。当然，首先应和学生说明，泛讲并不代表内容不重要，只是由于课程性质和课时的关系，暂时不作深入探讨。日后如有需要，可在此基础上进一步学习和研究。结合当前人工智能学科的发展状况，根据教学大纲和作者的教学经验，对人工智能导论课程教学内容的精讲和泛讲安排如表1所示。
3提升学生学习兴趣的教学方法
3.1穿插背景故事
为激发学习积极性，针对学生喜欢听奇闻轶事、想象力丰富的心理特点，通过讲述一些与教学内容有关的故事或者趣事来吸引其注意力，辅助思维并丰富联想，使学生在愉悦中完成学习[2]。下面列举几个我们在课程教学中用到的背景故事，通过这些故事，不但传授了知识，也活跃了课堂气氛。
1)人类智能的计算机模拟与人机大战。
2)问题规约法与老和尚说教。
问题规约法是从要解决的问题出发逆向推理，建立子问题以及子问题的子问题，直到最后把初始问题归约为一个本原问题集合。本原问题指不能再分解或变换且直接可解的子问题。可见，问题规约的本质是递归的思想。此时，可以给学生简述我们小时候就听说过的老和尚说教的故事，即“从前有座山，山上有座庙，庙里有个老和尚，老和尚对小和尚说，从前有座山……”。
3)模糊理论与秃头悖论。
模糊推理是一种重要的不确定性推理方式，是指基于模糊理论进行的推理。讲授模糊理论时，可以先讲一下秃头悖论让学生讨论。一个人有10万根头发，肯定不能算秃头，不是秃头的人，掉了一头发，仍然不是秃头，按照这个道理，让一个不是秃头的人一根一根地减少头发，就得出一条结论，即没有一根头发的光头也不是秃头！秃头悖论的出现源于在严格的逻辑推理中使用了“秃头”这一模糊概念，因此需要以模糊逻辑代替传统的二值逻辑解决该问题。
3.2课堂辩论和多媒体教学
人工智能从其诞生之日起就充满争议，各种学派的争论使得人工智能的发展更趋完善，加快了其纵深发展。目前，人工智能的争论主要有两方面，即研究方法的争论和技术路线的争论。前者争论的主要问题有人工智能是否得模拟人的智能；对结构模拟和行为模拟是否可以分离研究；对感知、思维和行为是否可分离研究；对认知与学习以及逻辑思维和形象思维等问题是否可以分离研究；是否有必要建立人工智能的统一理论体系。后者争论的主要问题是沿着什么样的技术路线和策略来发展人工智能。
3.3应用实例分析
普遍而言，本科学生对单纯的理论讲解不太感兴趣，因此在教学过程中，适当增加一些实验和设计，提高学生分析问题的能力和实际动手能力。比如，讲解知识的产生式表示法时，给出产生式的概念和基本表示形式之后，可以通过“野人与传教士过河”问题来说明产生式表示法的具体应用过程；讲解计算智能的进化计算部分时，给出进化算法的几种具体形式和算法流程之后，可以通过中国旅行商问题(CTSP)来说明算法求解问题的过程。教师在教学过程中，可以根据需要，选择一些合适的应用实例进行分析。通过这些实例，既能加深学生对知识的理解，又能增加学习的兴趣。下面给出两个实例的简单描述。
1)产生式表示法求解“野人与传教士过河”问题。
问题：传教士和野人各N人过河，现只有一条船，传教士和野人都会划船，船一次只能载k人，船上野人多于传教士时野人就会吃掉传教士，问如何安全过河？(不失一般性，以N=3，k=2为例求解)。
求解简述：设综合数据库中状态用三元组(m,c,b)表示，其中m、c、b分别表示传教士、野人和船的数目，则有：
0≤m,c≤3,b∈{0,1}
以左岸为参照点，则初始状态和目标状态分别为(3，3，1)和(0，0，0)。据此，可以给出一条产生式规则如下：
IF(m,c,1)THEN(m-1,c,0)
以此类推，把所有可行的规则都求出之后，就可按照规则集和控制策略得到问题的解。
2)遗传算法求解31个城市的CTSP问题[5]。
问题：给定有限个城市的集合C={c1,c2,…,cm}及每两个城市之间的距离矩阵D＝[dij]m×m，其中m∈N，dij=d(ci,cj)∈Z+，ci、cj∈C，1≤i、j≤m，求出满足的城市序列cπ(1)、cπ(2)、…、cπ(m)，其中π(1)，π(2)，…，π(m)是1、2、…、m的一个全排列。我们以CTSP问题为例，即求解中国31个城市之间最短巡回路线的问题。
求解简述：路径表示直接使用城市在路径中的相对位置，如有编号分别为1、2、3、4、5的5个城市的一条路径4－1－2－5－3，用路径表示方法直接可写为(41253)。适应度函数值用路径的实际长度表示。交叉算子采用次序杂交，即选择父体的两杂交点，交换相应的段，其它城市则保持在父体中的相应次序。变异算子采用倒位算子，即随机选择两个位置，然后将它们之间的城市反序。通过运用遗传算法求解，可得最优解为15404km，对应的巡回路线为“北京―呼和浩特―太原―石家庄―郑州―西安―银川―兰州―西宁―乌鲁木齐―拉萨―成都―昆明―贵阳―南宁―海口―广州―长沙―武汉―南昌―福州―台北―杭州―上海―南京―合肥―济南―天津―沈阳―长春―哈尔滨―北京”。实例讲解完成后，可要求学生采用相同或者不同的方案自己去实现一下问题的求解过程。
4结语
人工智能是计算机科学与技术专业的一门核心课程，同时也是一门交叉学科，涉及面广，理论性强，教学难度较大，学生的学习兴趣有待提高。本文作者根据自己在人工智能导论课程中的教学实践和课程特点，明确了教学中的精讲内容和泛讲内容，总结了三种提高学生学习兴趣的教学方法，并给出相应的实例说明，旨在为本门课程的教师提供教学参考。
[1]蔡自兴,徐光v.人工智能及其应用(本科生用书)[M].北京:清华大学出版社,2003:288-296.
[2]薛占熬,齐歌,杜浩翠,等.离散数学的课堂导入法研究[J].计算机教育,2010(8):95-99.
[3]徐新黎,王万良,杨旭华.“人工智能导论”课程的教学与实践改革探索[J].计算机教育,2009(11):129-132.
[4]李春贵,王萌,何春华.基于案例教学的“人工智能”教学的实践与探索[J].计算机教育,2008(9):53-54.
[5]杨利英,覃征,贺升平,等.改进的演化近似算法求解TSP问题[J].微电子学与计算机,2004,21(6):126-128.
TeachingMethodsforPromotingLearningInterestsinIntroductiontoArtificialIntelligence
YANGLiying
(SchoolofComputerScience,XidianUniversity,Xi’An710071,China)
Abstract:ThispaperpresentsthreeteachingmethodsforpromotinglearninginterestsbasedonthecharacteristicsofIntroductiontoArtificialIntelligenceandourteachingexperience.Thesemethodshavebeenusedinpractice.Theteachingpracticeshowsthatthemethodsproposedinthispapercanpromotelearninginterestseffectively.
[关键词]工业设计；互联网；计算机技术；辅助；发展
1引言
在科技迅猛发展的今天，计算机在人们的生活中逐渐成为了一个不可替代的产品，而计算机技术更是被广泛应用到各行各业中，形成了如今的“互联网时代”[1]。“互联网+”时代下，计算机技术更新速度增快，应用更加广泛。如今计算机技术应用在各行各业中，大至航天、医疗等行业，小到餐饮、服务等行业。同样的，计算机技术在工业设计行业中的广泛应用也使得近年来我国工业设计行业有了重大突破，使其进入了一个全新的领域。计算机技术大力帮助工业设计，使其水平得到了大力提升；同时，工业设计行业本身也在不断地建立、完善、提高其技术、人才系统，激发企业创造力、提高创新意识、加大创新力度，为实现我国发展目标，遵循发展方针，在新一轮产业革命浪潮中做出积极的举措，在“经济新常态”和“供给侧改革”的大背景下，从要素驱动、投资驱动转化为创新驱动，从制造大国升级为创造强国[2]，提高工业行业竞争力，从而提高国家竞争力，使我国工业设计在国际中逐步提升地位，使我国工业技术得到更专业、更稳健的发展。在这其中，计算机技术对工业设计行业的发展起着决定性作用。
2计算机新技术
2.1移动互联网
移动互联网技术是移动通信和互联网技术的结合，是随着智能手机用户的增多而逐渐发展的。2010年，移动互联网出现，到了2014年我国已进入全民移动互联网时代。移动互联网的出现，给人们生活、工作带来了极大的改变，而这一技术将继续深入到日常工作、生活中。
2.2云计算
云计算是计算机技术和网络技术互相融合的产物，是基于互联网的一种新服务模式，在这种模式中能够为用户提供动态、扩展性较好、虚拟化的资源。如Intel、IBM是典型的云计算。随着云计算的发展，其服务范围不断扩大，影响力也逐渐增强。
2.3数据挖掘
2.4人工智能
人工智能是对人的意识、思维活动等进行模拟。人工智能发展和应用时，涉及到计算机、哲学、语言学、心理学等众多学科，即将自然科学、社会科学有机融合在一起才能实现人工智能。人工智能发展的目的是促使机器完成人类需要智能才能完成的工作。随着人工智能的发展，其应用前景十分广阔。
2.5物联网
物物相连而成的互联网便是物联网。物联网是互联网应用的深入扩展，是互联网应用的趋势。物联网能够在多个领域和行业内应用，如智能交通、公共安全、工业、环境监测、照明管控和食品溯源等，都是物联网应用的范围。未来物联网将是推动社会发展的重要生产力，拥有广阔的发展市场。
3计算机技术在工业设计中的应用
在如今这个信息时代，人们对商品功能形态的要求越来越高，已不再是满足其自身功能的基本需求，更倾向于对产品的各方面进行筛选比较。传统的工业产品，在形态及其功能上早已无法满足人们日益增长的物质文化需求，故而计算机对工业设计行业的辅助便应运而生，即计算机辅助设计，这迫使我国工业设计在原本不发达的阶段快速进入另一个新高阶段。现阶段的计算机辅助设计是通过计算机技术开展产品的辅助化设计，把工业设计理念与计算机先进技术二者有机结合，充分调动工业行业积极性、创新性，连接计算机网络平台，使设计人员的创意更快捷、更准确地通过计算机来实现。总的来说，计算机辅助工业设计主要可划分为2个大方面：一方面是计算机对工业设计产品建模的辅助，这也是现今计算机辅助设计的主要方面；另一方面是计算机技术中软硬件技术对工业技术网络平台的辅助及计算机技术对工业设计产品功能的辅助，相信这也是今后计算机技术发展的一大方向。
3.1对工业技术产品建模的辅助
3.2对工业技术网络平台的辅助及对工业设计产品功能的辅助
4.1计算机软件的普遍应用
4.2并行设计与协同设计
4.33D打印技术
4.4人机交互产品
如今，工业设计师对人机交互这个概念已不陌生，智能交互产品也在市场上大量涌现。通过计算机技术实现产品与人的交流互动已成为工业设计发展的大趋势。人们可以通过声音、影像、动作等与产品沟通，为生活增添了很多色彩。智能手机的快速发展更是实现人机交互的重要渠道之一。手机越来越智能，那么交互的需求也将越来越大，除了手机之外，现在的交互产品在很多方面也有很多设想没有实现，因此，人机交互将会是工业设计领域有待继续开发研究的重要方向。而随着人工智能、大数据和云计算等的发展，人机交互方式将和大数据、云计算结合在一起，人机交互方式也将更加智能，将朝着以用户为中心、个性化的生物识别、全方位感知等几个方向发展，将人和机器的交互，从机械的交互形式上升至情感交互。
4.5基于VR和AR技术的产品设计
4.6人工智能
5结束语
综上所述，计算机技术对于工业设计的发展起到了重要的作用，计算机的加入使得设计的完整度更高、效率更高，计算机辅助设计也成为了现代技术前进的必然趋势，提升了人们的生活质量并推动了社会甚至是人类的发展。我国提倡创新，在计算机技术的辅助下，更多的设计创新点应运而生，为设计师拓宽了设计思路，提供了很大的便利，也为很多设计学者指出了更多的研究方向，真正地向产品设计的多元化、数字化、网络化和智能化迈进了一步。
参考文献
[1]夏妍娜,赵胜.中国制造2025产业互联网开启新工业革命[M].北京:机械工业出版社，2016.
[2]孙志鹏.中国经济新常态下的创新驱动发展研究[J].中国新高技术企业,2015（7）:37.
[3]杨海成,陆长德,余隋怀.计算机辅助工业设计[M].北京:北京理工大学出版社
[4]陆永平,郭俐,夏南海.计算机辅助工业设计（CAID）技术与展望[J].期刊，2001-11-30
【关键词】电力系统；故障诊断；人工智能；优化技术；多Agent技术
引言
对于电力系统故障诊断，识别故障元件是解决问题的关键也是难点。当发现电力系统故障后，需通过各种手段，了解故障元件所在位置、故障类型以及误动作的装置等等。随着电力系统自动化水平的不断提高，当电网发生故障后，大量的报警信息通过远程终端装置（RTU）传送到各级电网调度中心，可以此作为故障诊断的数据源[2，3]。
专家系统、人工神经网络、优化技术、Petri网络、粗糙集理论、模糊集理论、多Agent技术等是目前国内外的电力系统故障诊断所主要采取的技术和方法。以下将分别对各技术理论的发展状况进行介绍。
1国内外研究发展状况
1.1专家系统
专家系统（expertsystem）是一种带有智能功能的计算机程序。其基本原理是在某一领域内，通过一定的规则和推理过程，来解决往往需要具有专家水平的知识和经验才能解决的复杂问题。
目前，专家系统已广泛应用于设备故障诊断领域，这一是由于设备故障诊断的技术复杂性，需要结合多方面领域知识的工作，才能胜任此项工作并且高效地解决问题；二是由于设备数量、自动化程度和复杂程度不断提高，专家系统有助于提高故障设备诊断和维修效率，能向设备维修人员提供故障诊断技术咨询和辅助指导。然而，专家系统也有其缺陷，首先，知识库的完备程度是专家系统能否得出正确结论的关键所在，其次是其容错能力较差，可考虑通过与模糊理论结合来进行改善。
1.2人工神经网络
人工神经网络（artificialneuralnetwork，缩写为ANN）是一种通过模拟人类智能来工作的方法和技术。它只需根据问题组织训练样本，便可以自学方式，获得知识，不需要获取已有的知识库。众多专家学者将ANN用于电力系统故障诊断都取得了很好的效果。
1.3优化技术
在电力系统故障诊断领域，优化技术（optimizationmethods）正发挥着愈发重要的作用。通过把问题描述成0-1的整数规划问题，进行寻优，从中获取最优解，可以避免人为因素的干扰。目前应用最为广泛的是遗传算法。
在电力故障诊断系统中，优化技术的关键是如何形成目标函数。在计算寻优的过程中，所利用的是保护配置原则和保护与断路器之间的逻辑关系，通过这种方式建立的函数关系可自动形成二者间的期望状态，由此。而在寻优过程中，由于存在随机因素，有可能得不到最优解。同时，诊断过程中的迭代速度较慢也是该方法的缺陷。
1.4Petri网络
1.5粗糙集理论
粗糙集理论（roughsettheory）是在1982年由Z.Pawlak提出的，能有效处理各种不确定、不完备信息。粗糙集是一个强大的研究不精确、不完整信息数据分析工具，它能表达和处理不完备信息；以保留关键信息为前提，它能对数据进行充分的化简，得到知识的最小表达；能识别并评估数据之间的依赖关系，揭示出概念简单的模式；能从经验数据中获取易于证实的规则知识，这对于智能控制是特别适合的。
当然，粗糙集理论也有其弊端。由于训练样本的质量直接关系到该方法诊断规则的选取，因此故障诊断结果会受到关键信号的影响；同时，与Petri网络一样，易出现组合爆炸问题。
1.6模糊理论
模糊理论（fuzzysettheory）是一种具有完整推理体系的智能技术，它将经典集合理论模糊化。由于它能够用模糊集合来反映事物的模糊性，适用于电力设备故障诊断，因此，近年来许多专家学者对其进行深入研究，定量表示模糊性信息，可以有效解决专家系统中知识获取、表达及推理问题以及神经网络中的一系列模糊问题。
1.7多Agent技术
多Agent技术（multi-agentsystem）在处理复杂问题方面可以展示出它的优势。可以把它看成分布式人工智能的试验平台。该技术目前尚处在发展的初级阶段，有许多研究应用仍有待完善。应建立于其系统实现相应的硬件和软件，并完善推理和学习算法的模型。
2电力系统故障诊断发展趋势
目前，对于电力系统故障诊断的研究大多停留在理论和建模阶段，尚未形成实际应用系统，可见虽然目前存在诸多研究方法，但仍然存在着各类弊端。对于电力系统的故障诊断，今后应重点注意以下几方面：
（1）针对不完整信息情况下的故障诊断。当所获取的信息不完整时，故障诊断系统有可能得出错误的结果，通过粗糙集理论、模糊集理论等方法有可能解决这一问题。
（2）采用多种智能方法结合的方式，实现多方法的优势互补。如上所述，采用单一的诊断方法必然存在着弊端，只有用多种方法向结合，才能构建出较为理想的故障诊断系统，满足实际应用需求。
（3）建立实时网络监控，进行设备故障的早期、及时诊断。由于网络化的不断发展，在线网络监控已成为可能，基于网络的故障诊断是未来的发展趋势。
（4）构建智能化的故障诊断。故障诊断系统的创始初衷便是更加高效地替代人工查找故障，利用智能化的诊断系统，则可随时对出现的故障进行诊断及维修，有效提高诊断效率。
3结语
由于电力系统故障诊断的重要性逐渐被人们所认知，国内外的专家学者也对此作了许多细致而深入的工作。本文分析介绍了电力系统故障诊断目前所常用的研究方法，通过阐述其优劣，分析得出未来的诊断系统研究，需将各种算法有机结合，方能满足实际需求。
[1]徐青山.电力系统故障诊断及故障恢复[M].北京：中国电力出版社，2007.
[2]郭创新，朱传柏，曹一家，等.电力系统故障诊断的研究现状与发展趋势[J].电力系统自动化，2004（1）.
【关键词】智能建筑；弱电系统；安装
智能建筑弱电系统的安装过程中所涉及的技术要求是相当高的，具体包括了有线电视、网络系统、警报系统等多个系统的安装。可以说弱电系统的安装项目与智能建筑的智能性有着相当密切的关系。
一、智能建筑
1、智能建筑的发展状况简析。智能建筑发展距今已经有20多个年头，当前智能建筑已经步入了“第三代”新的发展阶段。在第一代的智能建筑中，各个系统是相互独立开来的；第二代的智能建筑则是利用计算机技术将各个楼层的智能化联系起来，实现了远程性的多个系统任务的开展；而第三代基本上实现了人工智能化，这对我国的经济发展有着极大的促进作用。2、智能建筑弱电系统安装项目的发展状况简析。伴随着科学技术的不断深入和发展，智能建筑弱电系统安装项目也在迅猛发展。弱电系统安装是信息网络时代的产物，对于弱电系统的安装与运行方面的要求极高。当前大部分的智能建筑弱电系统安装都是由较为出名的企业来提供服务的，有较好的质量保证。智能建筑弱电系统安装的内容有系统设计、质量检测、施工运行、安全测试等环节组成，具备较高的科技含量。不过弱电系统安装过程中仍然存在着不少的问题。
二、智能建筑弱电系统安装项目存在的问题
三、提高智能建筑弱电系统项目管理质量的对策
四、结束语
[1]高素萍.智能建筑弱电系统工程实践中的几种抗干扰措施[J].低压电器,2008,08:53-57.
[2]张岩.强化智能建筑弱电系统施工管理工作的思考[J].才智,2011,09:39.
[3]郑辉,刘芳,周保飞.智能建筑中弱电系统的设计和施工[J].邯郸职业技术学院学报,2003,02:63-65.
关键词：工程机械液压技术液压机
一国内外发展状况
近三十年来，随着科学技术的不断发展，国内外液压技术的发展已经达到了相当成熟的地步。特别是随着电子信息技术的不断运用，不但提高了液压机的性能和稳定性，而且使它的操作更为简单和便利。国外液压技术的发展起步比国内要早的多，因而其技术水平要远远超过国内。而我国虽然液压机的种类较为齐全，但在技术水平、稳定性、操作性能上与国外的技术还相差很远。目前国外的产品主要以生产高性能的工业控制式液压机为主。例如，美国的MULTI-PRESS，丹麦的STENHQJ以及加拿大的BROWNBOGGS等公司，就是专门生产工业控制式液压机的厂家。这种先进的控制方式对液压机的整体性能和生产效率都有极大的提升。相比较国外的发展，我国这一方面的技术水平还十分有限。目前我国的所使用的液压机按类型划分主要有以下三种：一、以继电器为主控元件的传统型液压机。二、采用可编程控制器控制的液压机。三、应用高级微处理器的高性能液压机。这三种类型功能各异，运用范围也不尽相同。
以继电器为主控元件的传统型液压机，电路简单，对技术的依赖程度较低，因而它的应用范围较广。但是正因如此，它在技术上的弊端就较为明显了。它在控制功能上较为简单，适应能力也不强，精度范围小，同时由于电路的限制，稳定性也很差。目前主要应用于对精度要求不高的大批量加工产业之中。
可编程控制器控制的液压机，是随着计算机控制技术用于机械工程以后开发出来的。早期的可编程控制器功能比较单一，只是进行初步的逻辑控制。为了提升机械的性能，一部分厂家将微电子技术运用到了液压机当中，不但丰富了控制器的功能，而且提高了效率。之后可编程控制器就并逐渐发展成以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通讯技术溶为一体的新型工业自动控制装置。这种控制器功能相对丰富，具有一定的灵活性和稳定性，但与工业控制机相比还有很大的差距。因而，可编程控制器控制方式是只是功能介于继电器控制方式和工业控制机控制方式之间，运用范围较广的一种方式。
工业控制机控制方式可以说是目前最为先进的控制方式。这种控制方式是以工业控制机为主控单元，通过使用接口器件（如A/D，D/A板等）或应用数字阀实现对液压系统的有效控制，从而达到精确控制的目的。这种控制方式具有良好的人机交互性、操作简单，控制精度高，高效化容易提高生产效率等特点。
二未来发展趋势
通过对国内外发展现状的梳理，可以清晰的看到，液压技术的提高对于整个行业的巨大推动作用，以及液压技术在朝着以下几个方向飞速发展。
（一）高速化、高效化、低能耗。随着经济的发展，未来机械的生产能力要求液压系统必须实现高速化，高效能及低能耗。这就要求在产品开发及技术研究中要进一步提高液压机的加工制作效果，降低生产成本以及提高稳定性。
（二）机电液一体化。通过技术的不断进步以及加工工艺的不断提高。可以通过气体与液体的转换，减少能量损失，提高效率。真正实现机电与液压的有效融合，进一步完善液压技术，最终实现机电液一体化。
（三）智能化。人工智能是未来机械工程的发展趋势。液压技术的研究与使用也要充分利用电子信息技术，这样才能进一步提高液压系统的稳定性与精确度，实现自我诊断与预调，最终实现人机交互。
（四）元件集成化、标准化。未来元配件的集成化可以缩小液压系统的体积，提高液压系统的实用性，而标准化可使配件相互统一，使机械的维修更为便利，从而提高产品的利用效率。
随着时代的不断进步，人们对工程机械的要求不再只是实现操作简便、精确度高等功能，不但要求机械具有人工化的控制能力，而且能够实现智能化，可以自我调整、自我诊断，真正将人从生产劳动中解放出来。随着电子信息技术的运用，使得工程机械的发展出现了新的机遇，尤其是机电液一体化为代表的智能技术的出现，使得液压技术与电子信息技术的相互融合，不但提高液压系统的性能，而且还实现人机交互、自我诊断等功能。这些就是未来工程机械液压技术的发展方向，而今我国在这一领域的技术水平还远远落后于发达国家，大部分技术、设备还依赖于国外，但是对着我国自主创新能力的不断加强，相信在不久的将来，我国一定可以拥有具有真正自主产权的智能化工程机械液压技术。
[1]孙新学，苏曙，周玉平，工程机械液压技术发展综述[J].河北建筑工程学院学报，2001年01期.
[2]黄传火，工程机械中液压技术发展的新动向[J].采矿技术，2006年02期.
[3]曾富平，电子液压技术与工程机械智能化的探讨[J].科技风，2014年03期.
[4]杨联英，浅谈国内外液压技术的现状及其未来发展趋势[J].科技创业家，2014年03期.
[摘要]随着技术的发展和应用领域的不断推广，机电一体化的发展越来越快，分析机电一体化发展状况和总体的趋势，可以让人们把握发展方向，再度创新。
[关键词]机电一体化；电子技术；机电技术；定位控制
doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2017.07.072
0前言
几十年以来，高新技术推动了远程操控无人值守系统技术的发展并取得了巨大进步，其发展趋势和主要特征如下：①具有比较明显的机电化属性。而更为重要的是其改变了以往的纯C械属性。②高新技术带来崭新的生命力。远程操控无人值守系统在高新技术推动下成为多种技术的综合体。③我国远程操控无人值守系统技术以机电融合技术为基础。自动化、自主化和智能化是我国远程操控无人值守系统发展的方向。在机械技术、信息技术与电子技术进行有机结合的条件下，机电一体化技术成为一种最新的技术实现了生产过程和工业产品的整体优化。远程操控系统是机电一体化系统进一步发展的结晶，它结合了机械、微电子与计算机、精密机械、自动控制与驱动装置、传感器及信息处理技术、人工智能等多个学科领域的最新科研成果。
1国内外机电一体化发展状况
1.1发展概述
机电一体化起源于日本，伴随着电子信息技术向传统机械产品渗透的过程中产生了机电一体化，其发展大致分为三个阶段。
初级阶段即20世纪前期是第一阶段。在第一阶段期间，由于初步发展的电子技术对机械产品的性能的优化。特别是在第二次世界大战期间，为适应战争的迫切需要，电子技术进一步优化了纯机械产品的性能，在战争结束后，与军用技术相结合的机电技术转为民用，此新兴技术加速了战后经济的恢复。那个时期研制及开发整体上处于自发阶段。因为当时的电子技术发展水平还不是很高，电子技术和机械技术还不能很好的结合与渗透，导致已开发的产品不能得到大量快速地推广。
20世纪末期，机电一体化技术迈向智能化方向舞台。发展出微机电一体化和光机电一体化等新分支领域；与此同时，开创了以光纤技术、神经网络技术、人工智能技术等领域推动的发展新纪元。诸多研究促进机电一体化进一步发展并更加完善。
1.2机电一体化装置主要完成功能及组成
凡是系统，其内部都有动力、检测、控制等功能。机电一体化系统的主要功能是实现动力和运动的转换和传递，动力功能是向系统提供动力，能量应与动力和运动的传递和转换相匹配。使系统得以正常运转。对整个系统的内部信息、外部信息加工处理，控制系统实现正常运转，并实现其工作目的。机电一体化装置及系统由以机械部分、信息检测控制部分和驱动单元等为主体部分组成，如图1所示。
此系统在电动驱动方式下，利用部分信息处理指令，规定的运动即可在驱动执行部分作用下完成。检测部分将检测到的信息送回信息处理与控制部分，作为发送信息的依据。传动部分由光杆、滚珠丝杠副组成，驱动部分由电机组成，信息处理和控制部分作为信息处理和控制的核心，它将传感器检测的信号，根据一定的算法，对数据和信息进行存储、变换等处理，并通过接口向执行机构发出执行命令，完成规定的动作，同时，电源部分为系统提供所需的动力和能量。
2国内外机电一体化发展的趋势
2.1智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品（系统）实现智能化的4种主要技术，它们各自独立发展又彼此相互渗透。随着制造自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策。例如，在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
2.2集成模块化
模块化是一项重要而艰巨的任务，研制具有标准化的机械接口，动力接口，信号接口很有必要。模块化也给机电一体化企业带来美好的发展未来。
2.3微型化
微型化是指机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。它是一个新兴的、多学科交叉的高科技领域，面临许多课题，涉及许多关键技术。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。微型机械加工技术作为微型机械的最关键技术，也必将有一个大的发展。硅加工、LIGA加工和准LIGA加工正向着更复杂、更高深度适合各种要求的材料特性和表面特性的微结构以及制作不同材料特别是功能材料微结构，更易于与电路集成的方向发展，多种加工技术结合也是其重要方向。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
2.4系统化
系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。它的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要以及模仿生物机理等方面的产品。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。
2.5自源化
自源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。
2.6环保化
工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。