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新一代人工智能产业蓝图研究论文

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新一代人工智能产业蓝图研究论文

人工智能在当代社会已经是一个不可阻拦的发展大趋势,而且人工智能的影响和运用也深入到了社会生活等方方面面,对人类的衣食住行产生了巨大的改变,同时也在改变着传统或者现代的产业结构和人员配置。人类生活的各个行业例如农业、体育、医疗卫生、制造业、律师行业、记者和编辑行业等领域都已经在或者将会在未来深入使用人工智能技术,这对于未来世界的改变是巨大而且无法想象的。在未来几年内,机器人与人工智能能给世界带来的影响将远远超过个人计算和互联网在过去三十年间已经对世界所造成的改变。人工智能将成为未来10年内的产业新风口,像200I安钱电力彻底颠覆人类世界一样,人工智能也必将掀起一场新的而且持续深入的产业革命。但是事情的发展总是两面性的,人工智能的发展和百年前的工业革命一样将会在很大程度上造成劳动力的转换,在这个过程中,将会出现一系列的问题,而这些问题很有可能成为阻碍人工智能继续发展的巨大阻力。人工智能领域的最新发展对科技变化的促进作用可能会以两种基本的方式搅乱我们的劳动市场。首先,大部分自动化作业都会代替工人,从而减少工作的机会,这就意味着血药人工作的地方变得更少,这种威胁显而易见,也很容易度量;另外,很多科技进步会通过让商家重组和重建运营的方式来改变游戏规则,这样的组织精华和流程不仅经常会淘汰工作岗位,也会淘汰技能。但从总体上来说,人工智能所带给未来人类世界的好处是要大于其弊端的,而且在未来人类生活的理想蓝图中,人工智能也会发挥着很大的作用和推动力,这是一个必然也无法阻止的趋势。

可以说中国的人工智能领域在世界排名第二,这是由于在人工智能领域的国际科技论文发表量和发明专利授权量已居世界第二,依托于庞大的网络和用户,国内拥有先进的语音、视觉、传感等人工智能相关领域的技术优势。

工智能(Artificial Intelligence,AI)是利用机器学习和数据分析方法赋予机器模拟、延伸

近年来, 在大数据、算法和计算机能力三大要素的共同驱动下,人工智能进入高速发展阶段。

人工智能市场格局

人工智能赋能实体经济,为生产和生活带来革命性的转变。 人工智能作为新一轮产业变革 的核心力量,将重塑生产、分配、交换和消费等经济活动各环节,催生新业务、新模式和 新产品。从衣食住行到医疗教育,人工智能技术在 社会 经济各个领域深度融合和落地应用。同时,人工智能具有强大的经济辐射效益,为经济发展提供强劲的引擎。据埃森哲预测, 2035 年,人工智能将推动中国劳动生产率提高 27%,经济总增加值提升 7.1 万亿美元。

多角度人工智能产业比较

战略部署:大国角逐,布局各有侧重

全球范围内,中美“双雄并立”构成人工智能第一梯队,日本、英国、以色列和法国等发 达国家乘胜追击,构成第二梯队。同时,在顶层设计上,多数国家强化人工智能战略布局, 并将人工智能上升至国家战略,从政策、资本、需求三大方面为人工智能落地保驾护。后起之秀的中国,局部领域有所突破。中国人工智能起步较晚,发展之路几经沉浮。自 2015 年以来,政府密集出台系列扶植政策,人工智能发展势头迅猛。由于初期我国政策 侧重互联网领域,资金投向偏向终端市场。因此,相比美国产业布局,中国技术层(计算 机视觉和语音识别)和应用层走在世界前端,但基础层核心领域(算法和硬件算力)比较 薄弱,呈“头重脚轻”的态势。当前我国人工智能在国家战略层面上强调系统、综合布局。

美国引领人工智能前沿研究,布局慢热而强势。 美国政府稍显迟缓,2019 年人工智能国 家级战略(《美国人工智能倡议》)才姗姗来迟。但由于美国具有天时(5G 时代)地利(硅 谷)人和(人才)的天然优势,其在人工智能的竞争中已处于全方位领先状态。总体来看, 美国重点领域布局前沿而全面,尤其是在算法和芯片脑科学等领域布局超前。此外,美国聚焦人工智能对国家安全和 社会 稳定的影响和变革,并对数据、网络和系统安全十分重视。

伦理价值观引领,欧洲国家抢占规范制定的制高点。 2018 年,欧洲 28 个成员国(含英国) 签署了《人工智能合作宣言》,在人工智能领域形成合力。从国家层面来看,受限于文化和语言差异阻碍大数据集合的形成,欧洲各国在人工智能产业上不具备先发优势,但欧洲 国家在全球 AI 伦理体系建设和规范的制定上抢占了“先机”。欧盟注重探讨人工智能的社 会伦理和标准,在技术监管方面占据全球领先地位。

日本寻求人工智能解决 社会 问题。 日本以人工智能构建“超智能 社会 ”为引领,将 2017 年确定为人工智能元年。由于日本的数据、技术和商业需求较为分散,难以系统地发展人 工智能技术和产业。因此,日本政府在机器人、医疗 健康 和自动驾驶三大具有相对优势的 领域重点布局,并着力解决本国在养老、教育和商业领域的国家难题。

基础层面:技术薄弱,芯片之路任重道远

基础层由于创新难度大、技术和资金壁垒高等特点,底层基础技术和高端产品市场主要被欧美日韩等少数国际巨头垄断。 受限于技术积累与研发投入的不足,国内在基础层领域相 对薄弱。具体而言,在 AI 芯片领域,国际 科技 巨头芯片已基本构建产业生态,而中国尚 未掌握核心技术,芯片布局难以与巨头抗衡;在云计算领域,服务器虚拟化、网络技术 (SDN)、 开发语音等核心技术被掌握在亚马逊、微软等少数国外 科技 巨头手中。虽国内 阿里、华为等 科技 公司也开始大力投入研发,但核心技术积累尚不足以主导产业链发展;在智能传感器领域,欧洲(BOSCH,ABB)、美国(霍尼韦尔)等国家或地区全面布局传 感器多种产品类型,而在中国也涌现了诸如汇顶 科技 的指纹传感器等产品,但整体产业布 局单一,呈现出明显的短板。在数据领域,中国具有的得天独厚的数据体量优势,海量数 据助推算法算力升级和产业落地,但我们也应当意识到,中国在数据公开力度、国际数据 交换、统一标准的数据生态系统构建等方面还有很长的路要走。

“无芯片不 AI”,以 AI 芯片为载体的计算力是人工智能发展水平的重要衡量标准,我们 将对 AI 芯片作详细剖析,以期对中国在人工智能基础层的竞争力更细致、准确的把握。

依据部署位置,AI 芯片可划分为云端(如数据中心等服务器端)和终端(应用场景涵盖手 机、 汽车 、安防摄像头等电子终端产品)芯片;依据承担的功能,AI 芯片可划分为训练和 推断芯片。训练端参数的形成涉及到海量数据和大规模计算,对算法、精度、处理能力要 求非常高,仅适合在云端部署。目前,GPU(通用型)、FPGA(半定制化)、ASIC(全定制化)成为 AI 芯片行业的主流技术路线。不同类型芯片各具优势,在不同领域呈现多 技术路径并行发展态势。我们将从三种技术路线分别剖析中国 AI 芯片在全球的竞争力。

GPU(Graphics Processing Unit)的设计和生产均已成熟,占领 AI 芯片的主要市场份 额。GPU 擅长大规模并行运算,可平行处理海量信息,仍是 AI 芯片的首选。据 IDC 预测, 2019 年 GPU 在云端训练市场占比高达 75%。在全球范围内,英伟达和 AMD 形成双寡头 垄断,尤其是英伟达占 GPU 市场份额的 70%-80%。英伟达在云端训练和云端推理市场推 出的 GPU Tesla V100 和 Tesla T4 产品具有极高性能和强大竞争力,其垄断地位也在不断 强化。目前中国尚未“入局”云端训练市场。由于国外 GPU 巨头具有丰富的芯片设计经 验和技术沉淀,同时又具有强大的资金实力,中国短期内无法撼动 GPU 芯片的市场格局。

FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片具有可硬件编程、配置高灵活性和低能耗等优点。FPGA 技术壁垒高,市场呈双寡头垄断:赛灵思(Xilinx)和英特尔(Intel)合计 占市场份额近 90%,其中赛灵思的市场份额超过 50%,始终保持着全球 FPGA 霸主地位。 国内百度、阿里、京微齐力也在部署 FPGA 领域,但尚处于起步阶段,技术差距较大。

ASIC(Application Specific Integrated Circuits)是面向特定用户需求设计的定制芯片, 可满足多种终端运用。尽管 ASIC 需要大量的物理设计、时间、资金及验证,但在量产后, 其性能、能耗、成本和可靠性都优于 GPU 和 FPGA。与 GPU 与 FPGA 形成确定产品不 同,ASIC 仅是一种技术路线或方案,着力解决各应用领域突出问题及管理需求。目前, ASIC 芯片市场竞争格局稳定且分散。我国的 ASIC 技术与世界领先水平差距较小,部分领域处于世界前列。在海外,谷歌 TPU 是主导者;国内初创芯片企业(如寒武纪、比特大陆和地平线),互联网巨头(如百度、华为和阿里)在细分领域也有所建树。

总体来看 ,欧美日韩基本垄断中高端云端芯片,国内布局主要集中在终端 ASIC 芯片,部分领域处于世界前列,但多以初创企业为主,且尚未形成有影响力的“芯片−平台−应用” 的生态,不具备与传统芯片巨头(如英伟达、赛灵思)抗衡的实力;而在 GPU 和 FPGA 领域,中国尚处于追赶状态,高端芯片依赖海外进口。

技术层面:乘胜追击,国内头部企业各领风骚

技术层是基于基础理论和数据之上,面向细分应用开发的技术。 中游技术类企业具有技术 生态圈、资金和人才三重壁垒,是人工智能产业的核心。相比较绝大多数上游和下游企业聚焦某一细分领域、技术层向产业链上下游扩展较为容易。该层面包括算法理论(机器学 习)、开发平台(开源框架)和应用技术(计算机视觉、智能语音、生物特征识别、自然 语言处理)。众多国际 科技 巨头和独角兽均在该层级开展广泛布局。近年来,我国技术层 围绕垂直领域重点研发,在计算机视觉、语音识别等领域技术成熟,国内头部企业脱颖而 出,竞争优势明显。但算法理论和开发平台的核心技术仍有所欠缺。

具体来看,在算法理论和开发平台领域,国内尚缺乏经验,发展较为缓慢。 机器学习算法是人工智能的热点,开源框架成为国际 科技 巨头和独角兽布局的重点。开源深度学习平台 是允许公众使用、复制和修改的源代码,是人工智能应用技术发展的核心推动力。目前, 国际上广泛使用的开源框架包括谷歌的 TensorFlow、脸书的 Torchnet 和微软的 DMTK等, 美国仍是该领域发展水平最高的国家。我国基础理论体系尚不成熟,百度的 PaddlePaddle、 腾讯的 Angle 等国内企业的算法框架尚无法与国际主流产品竞争。

在应用技术的部分领域,中国实力与欧美比肩。 计算机视觉、智能语音、自然语言处理是三大主要技术方向,也是中国市场规模最大的三大商业化技术领域。受益于互联网产业发 达,积累大量用户数据,国内计算机视觉、语音识别领先全球。自然语言处理当前市场竞 争尚未成型,但国内技术积累与国外相比存在一定差距。

作为落地最为成熟的技术之一,计算机视觉应用场景广泛。 计算机视觉是利用计算机模拟 人眼的识别、跟踪和测量功能。其应用场景广泛,涵盖了安防(人脸识别)、医疗(影像诊断)、移动互联网(视频监管)等。计算机视觉是中国人工智能市场最大的组成部分。据艾瑞咨询数据显示,2017 年,计算机视觉行业市场规模分别为 80 亿元,占国内 AI 市 场的 37%。由于政府市场干预、算法模型成熟度、数据可获得性等因素的影响,计算机视觉技术落地情况产生分化。我国计算机视觉技术输出主要在安防、金融和移动互联网领域。而美国计算机视觉下游主要集中在消费、机器人和智能驾驶领域。

计算机视觉技术竞争格局稳定,国内头部企业脱颖而出。 随着终端市场工业检测与测量逐 渐趋于饱和,新的应用场景尚在 探索 ,当前全球技术层市场进入平稳的增长期,市场竞争格局逐步稳定,头部企业技术差距逐渐缩小。中国在该领域技术积累丰富,技术应用和产 品的结合走在国际前列。2018 年,在全球最权威的人脸识别算法测试(FRVT)中,国内 企业和研究院包揽前五名,中国技术世界领先。国内计算机视觉行业集中度高,头部企业 脱颖而出。据 IDC 统计,2017 年,商汤 科技 、依图 科技 、旷视 科技 、云从 科技 四家企业 占国内市场份额的 69.4%,其中商汤市场份额 20.6%排名第一。

应用层面:群雄逐鹿,格局未定

应用场景市场空间广阔,全球市场格局未定。 受益于全球开源社区,应用层进入门槛相对较低。目前,应用层是人工智能产业链中市场规模最大的层级。据中国电子学会统计,2019 年,全球应用层产业规模将达到360.5 亿元,约是技术层的1.67 倍,基础层的2.53 倍。 在全球范围内,人工智能仍处在产业化和市场化的 探索 阶段,落地场景的丰富度、用户需 求和解决方案的市场渗透率均有待提高。目前,国际上尚未出现拥有绝对主导权的垄断企 业,在很多细分领域的市场竞争格局尚未定型。

中国侧重应用层产业布局,市场发展潜力大。 欧洲、美国等发达国家和地区的人工智能产 业商业落地期较早,以谷歌、亚马逊等企业为首的 科技 巨头注重打造于从芯片、操作系统 到应用技术研发再到细分场景运用的垂直生态,市场整体发展相对成熟;而应用层是我国 人工智能市场最为活跃的领域,其市场规模和企业数量也在国内 AI 分布层级占比最大。据艾瑞咨询统计,2019 年,国内77%的人工智能企业分布在应用层。得益于广阔市场空间以及大规模的用户基础,中国市场发展潜力较大,且在产业化应用上已有部分企业居于 世界前列。例如,中国 AI+安防技术、产品和解决方案引领全球产业发展,海康威视和大 华股份分别占据全球智能安防企业的第一名和第四名。

整体来看 ,国内人工智能完整产业链已初步形成,但仍存在结构性问题。从产业生态来看, 我国偏重于技术层和应用层,尤其是终端产品落地应用丰富,技术商业化程度比肩欧美。 但与美国等发达国家相比,我国在基础层缺乏突破性、标志性的研究成果,底层技术和基 础理论方面尚显薄弱。初期国内政策偏重互联网领域,行业发展追求速度,资金投向追捧 易于变现的终端应用。人工智能产业发展较为“浮躁”,导致研发周期长、资金投入大、 见效慢的基础层创新被市场忽略。“头重脚轻”的发展态势导致我国依赖国外开发工具、 基础器件等问题,不利于我国人工智能生态的布局和产业的长期发展。短期来看,应用终 端领域投资产出明显,但其难以成为引导未来经济变革的核心驱动力。中长期来看,人工智能发展根源于基础层(算法、芯片等)研究有所突破。

透析人工智能发展潜力

基于人工智能产业发展现状,我们将从智能产业基础、学术生态和创新环境三个维度,对 中国、美国和欧洲 28 国人工智能发展潜力进行评估,并使用熵值法确定各指标相应权重 后,利用理想值法(TOPSIS 法)构建了一个代表人工智能发展潜力整体情况的综合指标。

从智能产业基础的角度

产业化程度:增长强劲,产业规模仅次美国

中国人工智能尚在产业化初期,但市场发展潜力较大。 产业化程度是判断人工智能发展活 力的综合指标,从市场规模角度,据 IDC 数据,2019 年,美国、西欧和中国的人工智能 市场规模分别是 213、71.25 和 45 亿美元,占全球市场份额依次为 57%、19%和 12%。中国与美国的市场规模存在较大差异,但近年来国内 AI 技术的快速发展带动市场规模高速增长,2019 年增速高达 64%,远高于美国(26%)和西欧(41%)。从企业数量角度, 据清华大学 科技 政策研究中心,截至 2018 年 6 月,中国(1011 家)和美国(2028 家) 人工智能企业数全球遥遥领先,第三位英国(392 家)不及中国企业数的 40%。从企业布局角度,据腾讯研究院,中国 46%和 22%的人工智能企业分布在语音识别和计算机视觉 领域。横向来看,美国在基础层和技术层企业数量领先中国,尤其是在自然语言处理、机器学习和技术平台领域。而在应用层面(智能机器人、智能无人机),中美差距略小。展 望未来,在政策扶持、资本热捧和数据规模先天优势下,中国人工智能产业将保持强劲的 增长态势,发展潜力较大。

技术创新能力:专利多而不优,海外布局仍有欠缺

专利申请量是衡量人工智能技术创新能力和发展潜质的核心要素。在全球范围内,人工智 能专利申请主要来源于中国、美国和日本。2000 年至 2018 年间,中美日三国 AI 专利申 请量占全球总申请量的 73.95%。中国虽在 AI 领域起步较晚,但自 2010 年起,专利产出 量首超美国,并长期雄踞申请量首位。

从专利申请领域来看, 深度学习、语音识别、人脸识别和机器人等热门领域均成为各国重 点布局领域。其中,美国几乎全领域领跑,而中国在语音识别(中文语音识别正确率世界 第一)、文本挖掘、云计算领域优势明显。具体来看,多数国内专利于 AI 科技 热潮兴起后 申请,并集中在应用端(如智能搜索、智能推荐),而 AI 芯片、基础算法等关键领域和前 沿领域专利技术主要仍被美国掌握。由此反映出中国 AI 发展存在基础不牢,存在表面繁 荣的结构性不均衡问题。

中国 AI 专利质量参差不齐,海外市场布局仍有欠缺。 尽管中国专利申请量远超美国,但技术“多而不强,专而不优”问题亟待调整。其一,中国 AI 专利国内为主,高质量 PCT 数量较少。PCT(Patent Cooperation Treaty)是由 WIPO 进行管理,在全球范围内保护 专利发明者的条约。PCT 通常被为是具有较高的技术价值。据中国专利保护协会统计,美国 PCT 申请量占全球的 41%,国际应用广泛。而中国 PCT 数量(2568 件)相对较少, 仅为美国 PCT 申请量的 1/4。目前,我国 AI 技术尚未形成规模性技术输出,国际市场布 局欠缺;其二,中国实用新型专利占比高,专利废弃比例大。我国专利类别包括发明、实 用新型专利和外观设计三类,技术难度依次降低。中国拥有 AI 专利中较多为门槛低的实 用新型专利,如 2017 年,发明专利仅占申请总量的 23%。此外,据剑桥大学报告显示, 受高昂专利维护费用影响,我国 61%的 AI 实用新型和 95%的外观设计将于 5 年后失效, 而美国 85.6%的专利仍能得到有效保留。

人才储备:供需失衡,顶尖人才缺口大

人才的数量与质量直接决定了人工智能的发展水平和潜力。目前,全球人工智能人才分布 不均且短缺。据清华大学统计,截至 2017 年,人才储备排名前 10 的国家占全球总量的 61.8%。欧洲 28 国拥有 43064 名人工智能人才,位居全球第一,占全球总量的 21.1%。美国和中国分别以 28536、18232 列席第二、第三位。其中,中国基础人才储备尤显薄弱。根据腾讯研究院,美国 AI 技术层人才是中国 2.26 倍,基础层人才数是中国的 13.8 倍。

我国人工智能人才供需严重失衡,杰出人才缺口大。 据 BOSS 直聘测算,2017 年国内人 工智能人才仅能满足企业 60%的需求,保守估计人才缺口已超过 100 万。而在部分核心领域(语音识别、图像识别等), AI 人才供给甚至不足市场需求的 40%,且这种趋势随 AI 企业的增加而愈发严重。在人工智能技术和应用的摸索阶段,杰出人才对产业发展起着 至关重要的作用,甚至影响技术路线的发展。美国(5158 人)、欧盟(5787 人)依托雄 厚的科研创新能力和发展机会聚集了大量精英,其杰出人才数在全球遥遥领先,而中国杰 出人才(977 人)比例仍明显偏低,不足欧美的 1/5。

人才流入率和流出率可以衡量一国生态体系对外来人才吸引和留住本国人才的能力。 根据 Element AI 企业的划分标准,中国、美国等国家属于 AI 人才流入与流出率均较低的锚定 国(Anchored Countries),尤其是美国的人工智能人才总量保持相对稳定。具体来看, 国内人工智能培育仍以本土为主,海外人才回流中国的 AI 人才数量仅占国内人才总量的 9%,其中,美国是国内 AI人才回流的第一大来源大国,占所有回流中国人才比重的 43.9%。 可见国内政策、技术、环境的发展对海外人才的吸引力仍有待加强。

从学术生态的角度

技术创新能力:科研产出表现强劲,产学融合尚待加强

科研能力是人工智能产业发展的驱动力。从论文产出数量来看,1998-2018 年,欧盟、中国、美国位列前三,合计发文量全球占比 69.64%。近些年,中国积极开展前瞻性 科技 布 局, AI发展势头强劲,从1998年占全球人工智能论文比例的8.9%增长至2018年的28.2%, CAGR17.94%。2018 年,中国以 24929 篇 AI 论文居世界首位。中国研究活动的活跃从 侧面体现在人工智能发展潜力较大。

我国论文影响力仍待提高,但与欧美差距逐年缩小。 FWCI(Field-Weighted Citation Impact, 加权引用影响力)指标是目前国际公认的定量评价科研论文质量的最优方法,我们利用 FWCI 表征标准化1后的论文影响力。当 FWCI≥1 时,代表被考论文质量达到或超过了世 界平均水平。近 20 年,美国的 AI 论文加权引用影响力“独领风骚”,2018 年,FWCI 高 于全球平均水平的 36.78%;欧洲保持相对平稳,与全球平均水平相当;中国 AI 领域论文 影响力增幅明显,2018 年,中国 FWCI 为 0.80,较 2010 年增长 44.23%,但论文影响力仍低于世界平均水平的 20%。从高被引前 1%论文数量来看,美国和中国高质量论文产出 为于全球第一、第二位,超出第三位英国论文产出量近 4 倍。综合来看,中国顶尖高质量 论文产出与美国不分伯仲,但整体来看,AI 论文影响力与美国、欧美仍有差距。

从发文主体来看,科研机构和高校是目前中国人工智能知识生产的绝对力量,反映出科研成 果转化的短板。 而美国、欧盟和日本则呈现企业、政府机构和高校联合参与的态势。据Scopus 数据显示,2018 年,美国企业署名 AI 论文比例是中国的 7.36 倍,欧盟的 1.92 倍。2012 年 至 2018 年,美国企业署名 AI 论文比例增长 43pct,同期中国企业署名 AI 论文仅增长 18pct。 此外,人工智能与市场应用关联密切,校企合作论文普遍存在。而我国校-企合作论文比例仅为 2.45%,与以色列(10.06%)、美国(9.53%)、日本(6.47%)差别较大。从产学结合的角度, 中国人工智能研究以学术界为驱动,企业在科研中参与程度较低,或难以实现以市场为导向。

中国人工智能高校数量实位于第二梯队,实力比肩美国。高校是人工智能人才供给和论文 产出的核心载体。 据腾讯研究院统计,全球共 367 所高校设置人工智能相关学科,其中, 美国(168 所)独占鳌头,占据全球的 45.7%。中国拥有 20 所高校与英国并列第三,数 量上稍显逊色。此外,中国高校实力普遍上升,表现强劲。据麻省理工学院 2019 年发布的AI 高校实力 Top20 榜单中,中国清华大学、北京大学包揽前两名,较 2018 年分别上 升 1 个和 3 个名次。

从创新环境的角度

研发投入:中美研发投入差距收窄

中国研发高投入高强度,在全球研发表现中占据重要地位。 从研发投入的角度,美国、中国、日本和德国始终是全球研发投入的主力军。据 IDC 统计显示,2018 年四国的研发投 入总和占全球总量的比例已达 60.77%。其中,美国凭借其强大的研发实力连续多年位居 全球研发投入的榜首。近年来,中国研发投入呈现一路猛增的强进势头,据 Statista 统计, 国内 2019 年研发投入额为 5192 亿美元,仅次于美国。且趋势上与美国差距不断缩小, 2000 年至 2019 年,CAGR 高达 14.43%,同期美国 CAGR 仅 2.99%。由于经济疲软等 诸多原因,欧盟与日本则呈现较为缓慢的上升趋势。据研发投入与强度增长的趋势推测, 中国或在 1-2 年内取代美国的全球研发领先地位。从研发强度的角度,中国研发强度总体 上呈逐步攀升的趋势,且涨幅较大。但对创新活动投入强度的重视程度仍与美国和日本存 在差距。2018 年中国研发强度 1.97%,低于日本和美国 1.53、0.87 个百分点。

资本投入:资金多而项目缺,资本投向侧重终端市场

中美是全球人工智能“融资高地”。 人工智能开发成本高,资本投入成为推动技术开发的主力。在全球范围内,美国是人工智能新增企投融资领先者,据 CAPIQ 数据显示,2010 年至 2019 年 10 月,美国 AI 企业累计融资 773 亿美元,领先中国 320 亿美元,占全球总 融资额的 50.7%。尤其是特朗普政府以来,人工智能投资力度逐步加码。中国作为全球第 二大融资体,融资总额占全球 35.5%。考虑到已有格局和近期变化,其他国家和地区难以 从规模上撼动中美两国。从人工智能新增企业数量来看,美国仍处于全球领先地位。2010 至 2018 年,美国累计新增企业数量 7022 家,较约是中国的 8 倍(870 家)。中国每年新 增人工智能企业在 2016 年达到 179 家高点后逐渐下降,近两年分别是 179 家( 2017 年), 151 家(2018 年),表明中国资本市场对 AI 投资也日趋成熟和理性。整体来看,中国人 工智能新增企业增势缓慢,但融资总额涨幅迅猛。这一“资金多而项目缺”的态势或是行 业泡沫即将出现的预警。

相比较美国,中国资本投向侧重易落地的终端市场。 从融资层面来看,中国各领域发展较 为均衡,应用层是突出领域,如自动驾驶、计算机学习与图像、语音识别和无人机技术领 域的新增融资额均超过美国。而美国市场注重底层技术的发展。据腾讯研究院数据显示, 芯片和处理器是美国融资最多的领域,占总融资额的 31%。当前中国对人工智能芯片市场 高度重视,但受限于技术壁垒和投资门槛高,国内芯片融资处于弱势。

基于信息熵的 TOPSIS 法:综合指标评估

数据结果显示,美国综合指标及三大项目指标评分绝对领先,中国第二,欧洲 28 国暂且落后。 具体来看,美国在人工智能人才储备、创新产出、融资规模方面优势明显。中国作为后起之秀,尽管有所赶超,但总体水平与美国相比仍有差距,尤其是杰出人才资源、高 质量专利申请上存在明显的缺陷和短板。但在论文数量和影响力、研发投入等指标上,中国正快速发展,与美国差距收窄。从各指标具体分析来看,我国人工智能研究主要分布在 高校和科研机构,企业参与度较低,产出成果较多呈现条块化、碎片化现象,缺乏与市场 的系统性融合,这将不利于中国人工智能技术的发展和产业优势的发挥。此外,我国科研 产出、企业数量和融资领域集中于产业链中下游,上游核心技术仍受制于国外企业。未来, 若国内底层技术领域仍未能实现突破,势必导致人工智能产业发展面临瓶颈。

展望

转自丨 信息化协同创新专委会

转眼间,2020已经接近尾声。这一年,有很多变化,也有许多不变的信念与坚守。12月30日,百度发布《百度AI的2020》,以一篇万字长文回顾与总结过去的一年。CTO王海峰总结百度AI在2020年的三大特色:持续 探索 科技 前沿、打造AI新型基础设施、云智一体加速产业智能化。

王海峰表示:“世界的2020,是充满不确定性的变局之年;中国的2020,是团结一心、共克时艰、于变局中开新局的希望之年;百度AI的2020,是坚定信念,拥抱变化,践行“ 科技 为更好“的实干之年。

回望2020年,抗击疫情中,百度AI第一时间贡献了 科技 抗疫、保护生命安全的温度和力量;复工复产和高质量发展中,百度AI是促进创新、构建新格局的新动能;我们的工作和生活中,百度AI在你搜索的每一条信息和知识里、在地图导航的叮咛声中、在国际会议的同传字幕上、在工厂的无人质检设备上、在自动驾驶出租车持续拓展的里程上……百度AI在我们身边每个角落,让我们的工作更高效、生活更便捷。

2020,百度AI的实干之年继续自己的特色之路:持续创新突破, 探索 科技 前沿;自主可控、开源开放,夯实软硬一体AI大生产平台,打造AI新型基础设施;云智一体,使能行业,赋能生态,加速产业智能化。”

一些关键的数字可以窥见百度AI的成绩:在 CVPR、ACL、ECCV、NeurIPS、INTERSPEECH等全球顶级人工智能学术会议和权威竞赛上,百度AI问鼎冠军30多次,论文收录260多篇,持续彰显AI技术领军实力;在人工智能专利申请量和授权量方面,百度以9364件专利申请和2682件专利授权处于中国第一位;今年,百度再次入选《麻省理工 科技 评论》“50家聪明公司”;截止目前,百度共获得了来自政府、行业协会、媒体等多方机构颁发的100多个奖项,例如2020世界人工智能大会最高奖项SAIL奖。

除了这些最直接的数字,《百度AI的2020》还全面展现了其在AI新兴基础设施、产业智能化、AI服务 社会 和人才培养等方方面面的进展和成果。

AI 新型基础设施

2020年,百度AI的四个剪影,描绘出AI进入工业化大生产,成为坚实的AI基础设施。

第一个剪影,百度大脑6.0勾勒的核心技术自主创新。2020年,百度大脑核心技术突破“知识增强的跨模态深度语义理解”,理解真实世界的复杂场景。另一方面,百度大脑“软硬一体AI大生产平台”升级为AI新型基础设施,更高效地支持AI工业化大生产,帮助产业智能化发展提速。

第二个剪影,百度飞桨持续创新,繁荣的开源生态支持产业发展。飞桨是中国首个开源开放、功能完备、自主可控的产业级深度学习 平台。飞桨开源框架V2.0RC版本,带来“编程一致、动静统一”的全新开发体验,硬件生态伙伴达到20家,适配或者正在适配的芯片/IP型号29种,提供自主可控的坚实底座,加速AI产业生态构建。飞桨凝聚超过265万开发者,训练34万个模型,服务10万家企业。

第三个剪影,前沿技术描绘的未来蓝图。百度发布了国内首个云原生量子计算平台量易伏Quantum Leaf,提供QCompute等量子开发套件,缩短量子编程全生命周期,实现量子工具链闭环。百度超级链拥有链内并行技术、立体网络等425项技术专利,实现单链8.7万TPS 的行业领先网络性能,并作为国内首个项目捐赠给开放原子开源基金会。百度人工智能还与生物计算和病毒研究相结合,百度开源了线性时间算法Linearfold,可将此次病毒全基因组二级结构预测从55分钟缩短至27秒,提速120倍。此外,百度推出的全球首个mRNA疫苗基因序列设计算法LinearDesign,能在16分钟内大大提升疫苗设计的稳定性和蛋白质表达水平,从而有效解决了mRNA疫苗研发中最重要的稳定性问题,加速疫苗研发速度。

第四个剪影,云计算铺设的智能经济“高速公路”。今年,百度智能云在业内率先提出AI-Native的云计算架构,发布新一代基础架构百度“太行”,自主研发的云原生数据库产品百度智能云Gaia(盖亚),便捷高效支持产业的智能应用。此外,混合/专有云平台ABC Stack全部支持国产化服务器和操作系统,ABC Stack行业版和企业版重点加持百度自研昆仑AI芯片,实现真正的国产化智能云。

四个“剪影”交叠,“百度AI新基建版图”逐渐清晰。百度正在依托包括百度大脑、飞桨、智能云、数据中心等在内的新型AI基础设施,推动智能交通、智慧城市、智慧金融、智慧能源、智慧医疗、工业互联网和智能制造等领域实现产业智能化升级。

AI 描绘“万物智能”,产业智能化更加澎湃

新冠肺炎疫情对全球经济带来巨大冲击,也让 社会 各界充分意识到人工智能等新兴 科技 的重要价值。百度AI一方面通过搜索、地图、输入法、小度、Apollo等产品和平台服务大众,让生活更简单、更便捷;另一方面通过百度AI to B的重要承载者和输出者——百度智能云,为各行各业大规模输送百度的AI技术成果与平台能力,支持产业智能化升级,加快智能经济的到来。

百度AI助力 搜索体验持续优化,更好地连接信息与服务。 百度移动生态是中国领先的以信息和知识为核心的移动生态,在AI技术的加持下,百家号、智能小程序和托管页三大支柱迅速发展成为国内领先的内容和服务接入平台。基于自然语言处理、知识图谱、语音、视觉、深度学习等AI技术能力,百度搜索也在持续智能化。

新一代人工智能地图—百度地图让出行更简单。 2020年,百度地图坚守AI优势和创新能力升级出行服务,上线熟路导航模式、车道级导航功能、AI室内通和红绿灯倒计时等,已成为国民信赖的权威出行平台。目前,百度地图90%以上的数据生产环节实现AI化,全景地图覆盖全国95%以上的城市,覆盖里程超过300万公里; 语音交互场景也实现迅速增长,百度地图智能语音助手用户量已破4亿。

百度地图AI室内通

AI 全面赋能输入法,市场份额与活跃用户量跃居行业领先。 百度输入法市场份额与月活跃用户量增势迅猛,目前月活突破6亿;多项AI功能取得重大行业突破,其中语音输入能力持续突破,并成为业内首个日均语音请求量破10亿次大关的输入法产品,语音识别准确率达98.6%,同时实现离线中英自由说升级突破,百度输入法目前已成为语音输入渗透率最高的第三方手机输入法;手写输入持续升级,手写识别准确率提升至96%。

小度“破圈”,拓宽智能助手的应用边界。 小度今年发布了搭载百度鸿鹄芯片的小度智能音箱2红外版、主打在线少儿教育的小度教育智能屏和小度智能早教机、以及超高性价比的智能屏入门级产品小度智能屏Air、随身场景首款新品小度真无线智能耳机和满足每一位家庭成员更多元细分需求的小度智能屏X10,让小度在更多场景和人群实现了“破圈”,加速人工智能硬件的市场普及,拓宽智能助手的应用边界。

Apollo 自动驾驶超过十项中国第一,技术实力领跑行业。 百度Apollo不断刷新智能出行领域的“高难度”。在“万物智能——百度世界2020”大会上,百度完成全球首次全无人驾驶直播,即人工智能系统在没有车内安全驾驶员的情况下独立驾驶。百度先后在长沙、沧州、北京开放Apollo Go自动驾驶出行服务。智能车联产品 Apollo小度车载已进入上百万辆智能 汽车 。百度发布了国内外首个车路行融合的全栈式智能交通解决方案“ACE 交通引擎”,扎根中国智能交通新基建,目前已获近20个城市的智能交通新基建订单。

壮“智”凌云,百度智能云加速产业智能化。 2020年在疫情、全球经济局势变化的背景下,以 科技 创新推动产业发展,提升经济质量的效益和核心竞争力成为关键。百度智能云融合了云计算、百度大脑、大数据等百度核心技术,发布“以云计算为基础,以AI为抓手,聚焦重要赛道”的全新战略,推动产业智能化发展,成为新基建大潮中加速AI工业化大生产的关键力量。

百度智慧城市解决方案已在北京海淀、重庆、成都、苏州、宁波、丽江等10+省市落地应用;智慧金融服务近200家金融客户,构建了超过30家的合作伙伴生态,跻身中国金融云解决方案领域第一阵营;百度智慧医疗“灵医智惠”已经服务300多家医院和1500家基层医疗机构,辅助数万名医生,惠及超过千万患者;智能制造覆盖14大行业,100多家企业,30多个合作伙伴,触达50多类垂直场景,在3C、 汽车 、钢铁、能源等行业已规模落地;百度智慧能源已覆盖电网、发电、新能源、清洁能源、石油、化工等场景,携手国家电网、南方电网智能化升级;发布企业智能应用“百度如流”,构建 AI 时代办公流水线,打造新一代智能工作平台。

服务 社会 与人才培养

没有一个冬天不可逾越,没有一个春天不会来临。2020年,面对突如其来的疫情,百度AI第一时间加入抗疫防疫的战斗中。百度AI出现在中国疾控中心,助力10个小时就完成了北京四个病例样本的全基因组测序;出现在地铁高铁等公共场所,解决佩戴口罩及帽子情况下的体温检测;出现在基层随访的电话中,智能外呼平台一秒呼出1500个电话辅助排查及通知,让基层防控人员有时间坐下来吃一口热饭;AI问诊每日调用近万次,机器人战疫解决方案落地30多家医院、机构,百度地图迁徙大数据平台、实时路况平台为国家防控部署提供参考,发热门诊地图、疫情小区地图、核酸检测机构查询等功能,从不同角度帮助抗疫防疫更快速、更便捷。

百度秉承“ 科技 为更好”的理念,践行企业公民的 社会 责任。百度最早将人工智能技术用于寻人,截止到2020年12月,百度AI寻人已经累计帮助了近12000个家庭团聚。百度AI持续支持文化保护、动物保护,例如百度和国际爱护动物基金会IFAW合作,推出全球首个利用人工智能技术打击野生动物制品非法贸易的平台。

人工智能的快速发展和产业智能化浪潮加剧了全球AI人才的紧缺。面向高校,百度提供了全套教学资源包、实训平台和亿元算力支持,并与高校共建课程体系;目前已举办13期高校师资培训班,培养了1800多位AI教师,支持200余所高校开设AI学分课。前不久,百度飞桨的“大航海”计划公布,其中的“启航”部分面向高校AI人才培养:未来三年,百度飞桨将投入总价值5亿元的资金与资源,支持全国500所高校,重点培训5000位高校AI教师,与高校联合培养50万AI未来人才。

面向未来

2020年,世界格局不断变化。正如百度CTO王海峰所言:“立足新发展阶段,以新理念建新格局, 科技 创新是关键。百度AI的2020,与时代共前行。”

人工智能最新研究论文

智能建筑中的智能化系统是新科技的代表,是顺应时代的产物。智能建筑成为一个整体出现时,智能化系统会有序的、科学的分布在建筑的应用中,发挥它应有的功能和作用。以下是我整理的人工智能的论文的相关 文章 ,欢迎阅读!

建筑智能化设计的相关探讨

【摘要】智能建筑中的智能化系统是新科技的代表,是顺应时代的产物。智能建筑成为一个整体出现时,智能化系统会有序的、科学的分布在建筑的应用中,发挥它应有的功能和作用。智能化系统在智能建筑中起着重要的作用,在管理过程中,要科学管理、综合考究、有效安排、合理利用。以求达到最佳效果,确保建筑项目安全施工。本文将综合阐述有关智能建筑中智能化系统的设计概念、以及在设计和施工的过程中应该注意的相关问题。

【关键词】智能建筑;智能化系统;设计

一、建筑智能化系统的设计原则

(一)先进性。智能建筑的智能化系统是随着信息电子科学技术的发展而不断发展的,因此,在系统设计时应当分析智能化系统的发展状况,吸收开放的先进设计理念,以完善智能建筑功能的发挥。

(二)可靠性。在智能化系统设计时应当采用模块化设计理念,将智能化系统的各个子系统相互隔离,以确保在部分子系统发生故障的过程中不会影响其他子系统或链路的正常运行,由此提高系统运行的可靠性。

(三)标准化。随着智能化系统的快速发展,相关的系统设计标准也相继制定。在系统设计中应当严格按照系统标准进行设计,以方便系统的施工与维护。

(四)实用性。智能化系统的设计应当能够充分实现接收有线电视、图像、监控设备、多媒体通信、安全防范、语音、数据等功能,确保其在完善用户的信息沟通与娱乐的同时能够提高用户环境的安全性。

(五)经济性。智能化系统内部包含着多个子系统,其子系统又包含多种构件和设备,因此在系统设计过程中应当在考虑质量保证的同时尽量节省投资成本。

(六)扩展性。在电子信息技术的迅速发展状况下,当前的智能化系统设计内容会出现一定程度的约束与局限。所以,在进行智能化系统设计时应当考虑设计内容的可扩展性,确保智能建筑能够在未来的技术发展下得到更新扩展。

二、建筑智能化系统的设计

(一)供电系统设计

智能化系统的子系统通常需要进行单独供电,因此需要重视供电系统的设计。一般计算机网络系统会采用UPS 进行集中供电,在不间断电源机房其供电出线也需要进行集中供电,而供电进线则满足一定的容量要求即可;对于未使用不间断电源供电的的工作站,也应当采用单独回路进行供电,以避免电路混用危害系统运行,如安全防范系统应当使用单独回路进行集中供电,以保证其与消防联动系统在应对紧急情况时能够正常工作。

(二)接地系统设计

智能建筑的接地将直接影响到设备与工作人员安全、系统工作的可靠性与稳定性、信息传输的质量等。在建筑接地系统设计时应当根据建筑的功用与智能化系统工作要求进行设计,保证能够为其在应用部位提供响应接地端。其需要安装的有静电接地系统、辅助等电位铜排、防雷接地系统、安全保护接地系统、工作接地系统、直流接地系统等部分。其包括两种接地方式:

1、联合接地方式,其在应用中需注意:由于计算机等设备的抗雷击性能不高,且其系统包含超大规模的集成电路容易造成抗高频干扰差,很可能会受到其他系统的干扰,所以应当对计算的直流电源采用单独接地的方式;在使用联合接地方式时其接地电阻有可能会大于1Ω,所以对有特殊要求的智能化子系统均要采用单独接地。

2、单独接地方式,在使用统一接地时主要利用自然接地体,若不再使用人工接地体其应当满足以下条件:接地电阻应当在1Ω以下,即小于规定值;建筑基础内部的钢筋应当互相连接形成电气通路及闭合环,且闭合环英应当与地面保持0.7m以上的距离;建筑基础表面未设置绝缘防水层。由于单独接地方式具有施工简单方便、接地可靠、节省成本等优点,因此在智能建筑接地系统设计中得到了较广泛的应用。

(三)智能化管理间与智能化竖井

通常计算机网络系统对于数据通信线路有必要的长度与性能要求,在智能建筑智能化系统设计中,一般使用铜质双绞线作为计算机系统的水平线路,而铜质双绞线会影响到网络传输的带宽,所以根据布线标准与规范,应当保证网络交换机与计算机之间使用的铜质双绞线长度在100m的范围以内;根据管路的弯度与竖直条件,智能化管理间到建筑物的边缘距离应当在60m的范围内;在网络管理间应当安置相应的网络机柜,其周围要留设合理的安装与维护空间,其平面面积应当在5~10m2之间。

(四)综合布线系统设计

在综合布线系统设计中,一般的语音电缆或水平子系统数据电缆应当采用支持带宽100M的D级别系统和5e类的UTP电缆,以满足大量用户的扩展要求;其水平线缆的总长度应当在100m范围以内,其中水平布线电缆的最佳长度为90m,电信间配线架上的跳线与接线软线长度应当不小于5m,对于情况不明确的公共空间其电缆应当按照以下公式进行计算:

C=(102-H)/1.2 W=C-5

其中H表示水平电缆的长度;C表示设备电缆、工作区电缆与电信间跳线的长度总和;W表示工作区电缆的最大长度,其值应当在22m以下;D表示设备电缆与电信间跳线的总长度。

三、目前智能建筑存在的问题

(一)国产化系统集成产品

现在占据国内智能建筑市场的产品仍然属于国外的几家公司,如美国的江森自控、IBM、朗讯科技和Honeywell等。国产系统集成产品没有主动权,这就很难使智能建筑完全真正地适应中国国情。

(二)技术障碍

在整个智能建筑领域仍然存在着一些技术上的缺陷,比如网络频宽的限制:数据传输量迅速增加和多媒体的使用,要求有宽阔的通讯空间;使用天线局域网络也要重新分配宝贵的音波频律。在新网络科技如ATM、Frame-relay等问世后,通讯空间的问题可获部分解决,但缺乏全面而完整的数据模型,各个建筑物自动化和应用系统之间仍然无法有效地交换数据。另外数据安全性和无缝话音与数据通讯之间还存在着矛盾,很多机构非常关注其内部资讯系统的安全性,以及保护其电脑和话音系统免被非法接达的问题,但如果把某建筑物隔离起来提供保护的话,就会导致无法使用更先进的通讯工具。

(三)人才缺乏

从事智能建筑的人才包括设计专门管理人才、安防产品技术支持工程师、布线、安防产品开发高级工程师、销售工程师(负责安防、综合布线产品的区域市场销售工作)、防盗报警、监控产品、大屏幕开发高级工程师、软件开发工程师(主要负责楼宇自控系统软件开发),而最为紧缺的是智能建筑系统设计管理人才。它需要懂得电子、通讯和建筑三方面专业知识的复合型人才。就智能建筑项目来说,工程的设计和施工是两个方面。而既懂工程设计,又懂施工方案的人,却是少而又少。设计与施工如何衔接和连贯好,关系到工程的进度与质量。

智能建筑是高科技的产物,智能建筑学科是多学科的交叉和融汇,人才培养应该是多层次、多方位的,只有强调理论与实践紧密结合,设计与技术紧密结合,施工与产品紧密结合,才能培养出新一代的智能建筑人才。

四、结束语

智能建筑设计中的智能化系统是一项科技水平高施工难度大的高科技建筑,无论是对智能化系统的规划还是对其进行管理,都要进行优化控制,以达到智能建筑的最优化设计。智能化系统施工设计质量好坏将直接关系着智能建筑整体质量和使用寿命。因此,相关研究和设计人员应当加强智能化系统的综合分析与管理, 总结 智能化系统施工中的 经验 与问题,以不断提高智能化系统施工设计水平和质量。

参考文献:

[1] 翟伟盛,浅谈智能化系统管理及维护,消费导刊,2009年10期

[2] 金红峰,浅谈智能化系统管理及维护的一点心得,艺术科技,2007年03期

[3] 邵胜华,智能化建筑智能化安装工程管理探究[J] 理论研究,2010(7)

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随着科学技术的发展,人工神经网络技术得到了空前的发展,并且在诸多领域得到了广泛的应用,为人工智能化的发展提供了强大的动力。以下是我整理分享的人工智能神经网络论文的相关资料,欢迎阅读!

人工神经网络的发展及应用

摘要随着科学技术的发展,人工神经网络技术得到了空前的发展,并且在诸多领域得到了广泛的应用,为人工智能化的发展提供了强大的动力。人工神经网络的发展经历了不同的阶段,是人工智能的重要组成部分,并且在发展过程中形成了自身独特的特点。文章对人工神经网络的发展历程进行回顾,并对其在各个领域的应用情况进行探讨。

关键词人工神经网络;发展;应用

随着科学技术的发展,各个行业和领域都在进行人工智能化的研究工作,已经成为专家学者研究的热点。人工神经网络就是在人工智能基础上发展而来的重要分支,对人工智能的发展具有重要的促进作用。人工神经网络从形成之初发展至今,经历了不同的发展阶段,并且在经济、生物、医学等领域得到了广泛的应用,解决了许多技术上的难题。

1人工神经网络概述

关于人工神经网络,到目前为止还没有一个得到广泛认可的统一定义,综合各专家学者的观点可以将人工神经网络简单的概括为是模仿人脑的结构和功能的计算机信息处理系统[1]。人工神经网络具有自身的发展特性,其具有很强的并行结构以及并行处理的能力,在实时和动态控制时能够起到很好的作用;人工神经网络具有非线性映射的特性,对处理非线性控制的问题时能给予一定的帮助;人工神经网络可以通过训练掌握数据归纳和处理的能力,因此在数学模型等难以处理时对问题进行解决;人工神经网络的适应性和集成性很强,能够适应不同规模的信息处理和大规模集成数据的处理与控制;人工神经网络不但在软件技术上比较成熟,而且近年来在硬件方面也得到了较大发展,提高了人工神经网络系统的信息处理能力。

2人工神经网络的发展历程

2.1 萌芽时期

在20世纪40年代,生物学家McCulloch与数学家Pitts共同发表文章,第一次提出了关于神经元的模型M-P模型,这一理论的提出为神经网络模型的研究和开发奠定了基础,在此基础上人工神经网络研究逐渐展开。1951年,心理学家Hebb提出了关于连接权数值强化的法则,为神经网络的学习功能开发进行了铺垫。之后生物学家Eccles通过实验证实了突触的真实分流,为神经网络研究突触的模拟功能提供了真实的模型基础以及生物学的依据[2]。随后,出现了能够模拟行为以及条件反射的处理机和自适应线性网络模型,提高了人工神经网络的速度和精准度。这一系列研究成果的出现为人工神经网络的形成和发展提供了可能。

2.2 低谷时期

在人工神经网络形成的初期,人们只是热衷于对它的研究,却对其自身的局限进行了忽视。Minskyh和Papert通过多年对神经网络的研究,在1969年对之前所取得的研究成果提出了质疑,认为当前研究出的神经网络只合适处理比较简单的线性问题,对于非线性问题以及多层网络问题却无法解决。由于他们的质疑,使神经网络的发展进入了低谷时期,但是在这一时期,专家和学者也并没有停止对神经网络的研究,针对他们的质疑也得出一些相应的研究成果。

2.3 复兴时期

美国的物理学家Hopfield在1982年提出了新的神经网络模型,并通过实验证明在满足一定的条件时,神经网络是能够达到稳定的状态的。通过他的研究和带动,众多专家学者又重新开始了对人工神经网络方面的研究,推动了神经网络的再一次发展[3]。经过专家学者的不断努力,提出了各种不同的人工神经网络的模型,神经网络理论研究不断深化,新的理论和方法层出不穷,使神经网络的研究和应用进入了一个崭新的时期。

2.4 稳步发展时期

随着人工神经网络研究在世界范围内的再次兴起,我国也迎来了相关理论研究的热潮,在人工神经网络和计算机技术方面取得了突破性的进展。到20世纪90年代时,国内对于神经网络领域的研究得到了进一步的完善和发展,而且能够利用神经网络对非线性的系统控制问题进行解决,研究成果显著。随着各类人工神经网络的相关刊物的创建和相关学术会议的召开,我国人工神经网络的研究和应用条件逐步改善,得到了国际的关注。

随着人工神经网络的稳步发展,逐渐建立了光学神经网络系统,利用光学的强大功能,提高了人工神经网络的学习能力和自适应能力。对非线性动态系统的控制问题,采取有效措施,提高超平面的光滑性,对其精度进行改进。之后有专家提出了关于人工神经网络的抽取算法,虽然保证了精度,但也加大了消耗,在一定程度上降低了神经网络的效率,因此在此基础上又提出了改进算法FERNN。混沌神经网络的发展也得到了相应的进步,提高了神经网络的泛化能力。

3人工神经网络的应用

3.1 在信息领域中的应用

人工神经网络在信息领域中的应用主要体现在信息处理和模式识别两个方面。由于科技的发展,当代信息处理工作越来越复杂,利用人工神经网络系统可以对人的思维进行模仿甚至是替代,面对问题自动诊断和解决,能够轻松解决许多传统方法无法解决的问题,在军事信息处理中的应用极为广泛[4]。模式识别是对事物表象的各种信息进行整理和分析,对事物进行辨别和解释的一个过程,这样对信息进行处理的过程与人类大脑的思维方式很相像。模式识别的方法可以分为两种,一种是统计模式识别,还有一种是结构模式识别,在语音识别和指纹识别等方面得到了广泛的应用。

3.2 在医学领域的应用

人工神经网络对于非线性问题处理十分有效,而人体的构成和疾病形成的原因十分复杂,具有不可预测性,在生物信号的表现形式和变化规律上也很难掌握,信息检测和分析等诸多方面都存在着复杂的非线性联系,所以应用人工神经网络决解这些非线性问题具有特殊意义[5]。目前,在医学领域中的应用涉及到理论和临床的各个方面,最主要的是生物信号的检测和自动分析以及专家系统等方面的应用。

3.3 在经济领域中的应用

经济领域中的商品价格、供需关系、风险系数等方面的信息构成也十分复杂且变幻莫测,人工神经网络可以对不完整的信息以及模糊不确定的信息进行简单明了的处理,与传统的经济统计方法相比具有其无法比拟的优势,数据分析的稳定性和可靠性更强。

3.4 在其他领域的应用

人工神经网络在控制领域、交通领域、心理学领域等方面都有很广泛的应用,能够对高难度的非线性问题进行处理,对交通运输方面进行集成式的管理,以其高适应性和优秀的模拟性能解决了许多传统方法无法解决的问题,促进了各个领域的快速发展。

4总结

随着科技的发展,人工智能系统将进入更加高级的发展阶段,人工神经网络也将得到更快的发展和更加广泛的应用。人工神经网络也许无法完全对人脑进行取代,但是其特有的非线性信息处理能力解决了许多人工无法解决的问题,在智能系统的各个领域中得到成功应用,今后的发展趋势将向着更加智能和集成的方向发展。

参考文献

[1]徐用懋,冯恩波.人工神经网络的发展及其在控制中的应用[J].化工进展,1993(5):8-12,20.

[2]汤素丽,罗宇锋.人工神经网络技术的发展与应用[J].电脑开发与应用,2009(10):59-61.

[3]李会玲,柴秋燕.人工神经网络与神经网络控制的发展及展望[J].邢台职业技术学院学报,2009(5):44-46.

[4]过效杰,祝彦知.人工神经网络的发展及其在岩土工程领域研究现状[J].河南水利,2004(1):22-23.

[5]崔永华.基于人工神经网络的河流汇流预报模型及应用研究[D].郑州大学,2006.

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人工智能机器人最新研究论文

机器人控制技术论文篇二 智能控制在机器人技术中的应用 摘要:机器人的智能从无到有、从低级到高级,随着科学技术的进步而不断深人发展。计算机技术、 网络技术 、人工智能、新材料和MEMS技术的发展,智能化、网络化、微型化发展趋势凸显出来。本文主要探讨智能控制在机器人技术中的应用。 关键词:智能控制 机器人 技术 1、引言 工业机器人是一个复杂的非线性、强耦合、多变量的动态系统,运行时常具有不确定性,而用现有的机器人动力学模型的先验知识常常难以建立其精确的数学模型,即使建立某种模型,也很复杂、计算量大,不能满足机器人实时控制的要求。智能控制的出现为解决机器人控制中存在的一些问题提供了新的途径。由于智能控制具有整体优化,不依赖对象模型,自学习和自适应等特性,用它解决机器人等复杂控制问题,可以取得良好效果。 2、智能机器人的概述 提起智能机器人,很容易让人联想到人工智能。人工智能有生物学模拟学派、心理学派和行为主义学派三种不同的学派。在20世纪50年代中期,行为主义学派一直占统治地位。行为主义学派的学者们认为人类的大部分知识是不能用数学方法精确描述的,提出了用符号在计算机上表达知识的符号推理系统,即专家系统。专家系统用规则或语义网来表示知识规则。但人类的某些知识并不能用显式规则来描述,因此,专家系统曾一度陷人困境。近年来神经网络技术取得一定突破,使生物模拟学派活跃起来。智能机器人是人工智能研究的载体,但两者之间存在很大的差异。例如,对于智能装配机器人而言,要求它通过视觉系统获取图纸上的装配信息,通过分析,发现并找到所需工件,按正确的装配顺序把工件一一装配上。因此,智能机器人需要具备知识的表达与获取技术,要为装配做出规划。同时,在发现和寻找工件时需要利用模式识别技术,找到图样上的工件。装配是一个复杂的工艺,它可能要采用力与位置的混合控制技术,还可能为机器人的本体装上柔性手腕,才能完成任务,这又是机构学问题。智能机器人涉及的面广,技术要求高,是高新技术的综合体。那么,到底什么是智能机器人呢?到目前为止,国际上对智能机器人仍没有统一的定义。一般认为,智能机器人是具有感知、思维和动作的机器。所谓感知,即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力。如装配作业,它要能找到和识别所要的工件,需要利用视觉传感器来感知工件。同时,为了接近工件,智能机器人需要在非结构化的环境中,认识瘴碍物并实现避障移动。这些都依赖于智能机器人的感觉系统,即各种各样的传感器。所谓思维,是指机器人自身具有解决问题的能力。比如,装配机器人可以根据设计要求,为一个复杂机器找到零件的装配办法及顺序,指挥执行机构,即动作部分去装配完成这个机器,动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置。因此,智能机器人是一个复杂的软件、硬件的综合体。虽然对智能机器人没有统一的定义,但通过对具体智能机器人的考察,还是有一个感性认识的。 3、智能机器人的体系结构 智能机器人的体系结构主要包括硬件系统和软件系统两 个方面。由于智能机器人的使用目的不同,硬件系统的构成也不尽相同。结构是以人为原型设计的。系统主要包括视觉系统、行走机构、机械手、控制系统和人机接口。如图1所示: 2.1视觉系统 智能机器人利用人工视觉系统来模拟人的眼睛。视觉系统可分为图像获取、图像处理、图像理解3个部分。视觉传感器是将景物的光信号转换成电信号的器件。早期智能机器人使用光导摄像机作为机器人的视觉传感器。近年来,固态视觉传感器,如电荷耦合器件CCD、金属氧化物半导体CMOS器件。同电视摄像机相比,固体视觉传感器体积小、质量轻,因此得到广泛的应用。视觉传感器得到的电信号经过A/D转换成数字信号,即数字图像。单个视觉传感器只能获取平面图像,无法获取深度或距离信息。目前正在研究用双目立体视觉或距离传感.器来获取三维立体视觉信息。但至今还没有一种简单实用的装置。数字图像经过处理,提取特征,然后由图像理解部分识别外界的景物。 2.2行走机构 智能机器人的行走机构有轮式、履带式或爬行式以及类人型的两足式。目前大多数智能机器人.采用轮式、履带式或爬行式行走机构,实现起来简单方便。1987年开始出现两足机器人,随后相继研制了四足、六足机器人。让机器人像人类一样行走,是科学家一直追求的梦想。 2.3机械手 智能机器人可以借用工业机器人的机械手结构。但手的自由度需要增加,而且还要配备触觉、压觉、力觉和滑觉等传感器以便产生柔软、.灵活、可靠的动作,完成复杂作业。 2.4控制系统 智能机器人多传感器信息的融合、运动规划、环境建模、智能推理等需要大量的内存和高速、实时处理能力。现在的冯?诺曼结构作为智能机器人的控制器仍然力不从心。随着光子计算机和并行处理结构的出现,智能机器人的处理能力会更高。机器人会出现更高的钾能。 2.5人机接口 智能机器人的人机接口包括机器人会说、会听以及网络接日、话筒、扬声器、语音合成和识别系统,使机器人能够听懂人类的指令,能与人以自然语言进行交流。机器人还需要具有网络接n,人可以通过网络和通讯技术对机器.人进行控制和操作。 随着智能机器人研究的不断深入、越来越多的各种各样的传感器被使用,信息融合、规划,问题求解,运动学与动力学计算等单元技术不断提高,使智能机器人整体智能能力不断增强,同时也使其系统结构变得复杂。智能机器人是一个多CPU的复杂系统,它必然是分成若干模块或分层递阶结构。在这个结构中,功能如何分解、时间关系如何确定、空间资源如何分配等问题,都是直接影响整个系统智能能力的关键问题。同时为了保证智能系统的扩展,便于技术的更新,要求系统的结构具有一定开放性,从而保证智能能力不断增强,新的或更多传感器可以进入,各种算法可以组合使用口这便使体系结构本身变成了一个要研究解决的复杂问题。智能机器人的体系结构是定义一个智能机器人系统各部分之间相互关系和功能分配,确定一个智能机器人或多个智能机器人系统的信息流通关系和逻辑上的计算结构。对于一个具体的机器人而言,可以说就是这个机器人信息处理和控制系统的总体结构,它不包括这个机器人的机械结构内容。事实上,任何一个机器人都有自己的体系结构。目前,大多数工业机器人的控制系统为两层结构,上层负责运动学计算和人机交互,下层负责对各个关节进行伺服控制。 参考文献: [1]左敏,曾广平. 基于平行进化的机器人智能控制研究[J]. 计算机仿真,2011,08:15-16. [2]陈赜,司匡书. 全自主类人机器人的智能控制系统设计[J]. 伺服控制,2009,02:76-78. [3]康雅微. 移动机器人马达的智能控制[J]. 装备制造技术,2010.08:102-103. 看了“机器人控制技术论文”的人还看: 1. 搬运机器人技术论文 2. 机电控制技术论文 3. 关于机器人的科技论文 4. 工业机器人技术论文范文(2) 5. 机器人科技论文

现如今,随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动,能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ,希望能对大家有所帮助!工业机器人技术论文范文篇一:《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。 关键词:工业机器人 应用 工业 1 引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业,常用于焊接,喷漆,上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。 2 工业机器人的主要运用 (1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命,或不安全因素很大而不宜由人去做的作业,用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人,核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。 (2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的,只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 (3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料,点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现,机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。 2.1 焊接机器人 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业,点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000~4000个焊点,其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上,服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。 点焊机器人主要性能要求:安装面积小,工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm ),以确保焊接质量;持重大(490~980N ) ,以便携带内装变压器的焊钳;示教简单,节省工时。 2.2 弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺,绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广,除汽车行业外,在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统,而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆 图1 弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求:在弧焊作业中,要求焊枪跟踪工件的焊道运动,并不断填充金属形成焊道。因此,运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标,一般情况下,焊接速度约取5~50 mm/s ,轨迹精度约为.2 ~0.5 ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响,因此希望在跟踪焊道的同时,焊枪姿态的可调范围尽量大。此外,还有一些其他性能要求,这些要求包括:设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测,焊道跟踪)的接口功能。 2.3 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点: (1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气; (2)沿轨迹高速运动,途经各点均为作业点; (3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上,边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。 2.4 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展,搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中,物料、工辅量具的装卸和储运,可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置,或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 2.5 装配机器人 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明,装配劳动量占产品生产劳动量的50%~60%,在有些场合,这一比例甚至更高。例如,在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中,装配劳动量占产品生产劳动量的70 %~80%。因此,用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 2.6 机器人柔性装配系统 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后,引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序,随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品,如电机、水泵齿轮箱等,特别适应于中小批量生产的装配,可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心,并有诸多周边设备,如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合,此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多,整个系统将过于庞大,效率降低,这是不可取的。在机器人柔性装配系统中,机器人的数量可根据产量选定,而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此,和装配线比较,产量越少,机器人柔性装配系统的投资越大。 3 结束语 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础,融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的,多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展,工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。 工业机器人技术论文范文篇二:《探讨工业机器人的发展趋势》 摘 要 随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前,机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表,这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域,这是目前,是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成,因此,它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看,工业机器人的应用范围越来越广泛,同时在技术操作中,他也变得越来越标准化、规范化,提高工业机器人的安全性。另一方面,工业机器人发展越来越微型化、智能化,在人类生活中应用越来越广泛。 关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性 随着社会复杂的需求,工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面,工业机器人被广泛应用于工业生产中,代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业,例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上,同时还应用于原子能工业等高危险的部门,这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面,工业机器人在其他的领域应用也比较多,随着科学技术的飞速发展,提高了工业机器人的使用性能和安全性能,其应用的范围越来越广泛,应用的范围已经突破了工业,尤其在医疗业中应用比较好。 一、工业机器人的发展历程 第一代机器人,一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年,美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统,从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人,带有外部传感器,可进行离线编程。能在传感系统支持下,具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人,正在各国研制和发展。它不但具有感知功能,还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。 我国机器人研究工作起步较晚,从“七五”开始国家投入资金,对工业机器及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 我国工业机器人起步于70年代初期,经过30多年的发展,大致经历了3个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代的适用化期。 上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑:人类登上了月球,实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮,尤其在日本发展更为迅猛,它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下,我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后,在高技术浪潮的冲击下,随着改革开放的不断深入,我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间,国家投入资金,对工业机器人及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 从90年代初期起,中国的国民经济进入实现两个根本转变时期,掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮,我国的工业机器人又在实践中迈进一大步,先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。 我国未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工业机器人的发展趋势 机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有:一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降。二是机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是工业机器人控制系统向基于 PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化,网络化;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,采用模块化结构,大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的 热点 之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。 总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。 三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景 我国工业底子薄,工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段,虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人,但是技术力量不足与西方国家的技术封锁,对此,在发展过程中,存在着比较多的问题。细分起来,有如下几点: 首先,我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础,但是无论从质量、产品系列全面,还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显,因此造成关键零部件的进口,影响了我国机器人的价格竞争力。 第二,我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发,但是都没有形成较大的规模,缺乏市场的品牌认知度,在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价,吸引国内企业购买,而在后续的维护备件费用很高的策略,逐步占领中国市场。 第三,认识不到位,在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平,代表了一个国家的制造业水平,我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性,这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□ 参考文献: [1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学,2006年. [2]钟新华,蔡自兴,邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版),2004年S1期. [3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学,2005年. [4]李磊,叶涛,谭民,陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人,2002年05期. [5]杜玉红,李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动,2006年05期. [6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学,2005年. 工业机器人技术论文范文篇三:《试论工业机器人机电一体化》 1机电一体化技术的应用现状 1.1工业机器人。 工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动,对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说,工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段,第一代工业机器人智能化程度较低,只能通过预设的程序进行简单的重复动作,无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展,在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元,从而进行一些适应性的工作,这种机器人虽然智能化程度较低,但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天,第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升,其可以通过强大的传感原件收集信息数据,并根据实际情况作出类似于人脑的判断,因此可以在多种环境下进行独立作业,但成本较高,在一定程度上限制了实际应用。 1.2分布式控制系统。 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的,是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥,由于其强大的功能和安全性,使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级,通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等,同时,随着测控技术的不断发展与创新,分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能,成为一种集测、控、管于一体的综合系统,具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点,因此使系统的可靠性大幅提高。 2机电一体化技术的发展趋势 2.1人工智能化。 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力,使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力,可大幅提升工业生产过程的自动化程度,甚至实现真正的无人值守,对于降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前,人工智能已经不只是停留在概念上,因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点,但在工业生产中,使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 2.2网络化。 网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件,因此,将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中,操作人员需要在车间内来回走动,对设备的状态进行掌握,并对机床的操作面板进行操作,通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议,并通过光纤等介质实现信息数据的传递,即可实现远程监视和操作,降低工人的劳动量,并且各种控制系统功能的实现,理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 2.3环保化。 在人类社会发展的最近几十年里,虽然经济得到了迅猛的发展,人们生活水平得到了显著的提高,然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染,因此,在可持续发展战略提出的今天,发展任何技术都应当以对环境友好作为前提,否则就是没有前途的,故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中,通过对资源的高效利用,并在制造过程中做到达标排放甚至零排放,产品在使用过程中对生态环境不造成影响,即便报废后也可对其进行有效回收利用,这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式,符合可持续发展的要求。 2.4模块化。 由于机电一体化装置的制造商较多,为降低系统升级改造的成本,并为维修提供便利,模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造,可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换,即便出现故障,只需将损害的模块进行更换即可,工作效率极高,通用性的增强为企业节约了大量的成本。 2.5自带能源化。 机电一体化对电力的要求较高,如果没有充足的电能供应就会影响生产效率,甚至由于停电造成数据的丢失等,因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应,使系统运行更流畅。 3结语 综上所述,机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高,在当前工业生产中具有较大的技术优势,相信随着科技的发展,机电一体化技术水平也会不断提高,为工业生产做出更大贡献。 猜你喜欢: 1. 初三机器人科学论文2000字 2. 工业智能技术论文 3. 传感器技术论文范文 4. 机器人科技论文3000字 5. 初三智能机器人科技论文2000字 6. 人工智能机器人的相关论文

人工智能最新研究进展论文

随着科学技术的发展,人工神经网络技术得到了空前的发展,并且在诸多领域得到了广泛的应用,为人工智能化的发展提供了强大的动力。以下是我整理分享的人工智能神经网络论文的相关资料,欢迎阅读!

人工神经网络的发展及应用

摘要随着科学技术的发展,人工神经网络技术得到了空前的发展,并且在诸多领域得到了广泛的应用,为人工智能化的发展提供了强大的动力。人工神经网络的发展经历了不同的阶段,是人工智能的重要组成部分,并且在发展过程中形成了自身独特的特点。文章对人工神经网络的发展历程进行回顾,并对其在各个领域的应用情况进行探讨。

关键词人工神经网络;发展;应用

随着科学技术的发展,各个行业和领域都在进行人工智能化的研究工作,已经成为专家学者研究的热点。人工神经网络就是在人工智能基础上发展而来的重要分支,对人工智能的发展具有重要的促进作用。人工神经网络从形成之初发展至今,经历了不同的发展阶段,并且在经济、生物、医学等领域得到了广泛的应用,解决了许多技术上的难题。

1人工神经网络概述

关于人工神经网络,到目前为止还没有一个得到广泛认可的统一定义,综合各专家学者的观点可以将人工神经网络简单的概括为是模仿人脑的结构和功能的计算机信息处理系统[1]。人工神经网络具有自身的发展特性,其具有很强的并行结构以及并行处理的能力,在实时和动态控制时能够起到很好的作用;人工神经网络具有非线性映射的特性,对处理非线性控制的问题时能给予一定的帮助;人工神经网络可以通过训练掌握数据归纳和处理的能力,因此在数学模型等难以处理时对问题进行解决;人工神经网络的适应性和集成性很强,能够适应不同规模的信息处理和大规模集成数据的处理与控制;人工神经网络不但在软件技术上比较成熟,而且近年来在硬件方面也得到了较大发展,提高了人工神经网络系统的信息处理能力。

2人工神经网络的发展历程

2.1 萌芽时期

在20世纪40年代,生物学家McCulloch与数学家Pitts共同发表文章,第一次提出了关于神经元的模型M-P模型,这一理论的提出为神经网络模型的研究和开发奠定了基础,在此基础上人工神经网络研究逐渐展开。1951年,心理学家Hebb提出了关于连接权数值强化的法则,为神经网络的学习功能开发进行了铺垫。之后生物学家Eccles通过实验证实了突触的真实分流,为神经网络研究突触的模拟功能提供了真实的模型基础以及生物学的依据[2]。随后,出现了能够模拟行为以及条件反射的处理机和自适应线性网络模型,提高了人工神经网络的速度和精准度。这一系列研究成果的出现为人工神经网络的形成和发展提供了可能。

2.2 低谷时期

在人工神经网络形成的初期,人们只是热衷于对它的研究,却对其自身的局限进行了忽视。Minskyh和Papert通过多年对神经网络的研究,在1969年对之前所取得的研究成果提出了质疑,认为当前研究出的神经网络只合适处理比较简单的线性问题,对于非线性问题以及多层网络问题却无法解决。由于他们的质疑,使神经网络的发展进入了低谷时期,但是在这一时期,专家和学者也并没有停止对神经网络的研究,针对他们的质疑也得出一些相应的研究成果。

2.3 复兴时期

美国的物理学家Hopfield在1982年提出了新的神经网络模型,并通过实验证明在满足一定的条件时,神经网络是能够达到稳定的状态的。通过他的研究和带动,众多专家学者又重新开始了对人工神经网络方面的研究,推动了神经网络的再一次发展[3]。经过专家学者的不断努力,提出了各种不同的人工神经网络的模型,神经网络理论研究不断深化,新的理论和方法层出不穷,使神经网络的研究和应用进入了一个崭新的时期。

2.4 稳步发展时期

随着人工神经网络研究在世界范围内的再次兴起,我国也迎来了相关理论研究的热潮,在人工神经网络和计算机技术方面取得了突破性的进展。到20世纪90年代时,国内对于神经网络领域的研究得到了进一步的完善和发展,而且能够利用神经网络对非线性的系统控制问题进行解决,研究成果显著。随着各类人工神经网络的相关刊物的创建和相关学术会议的召开,我国人工神经网络的研究和应用条件逐步改善,得到了国际的关注。

随着人工神经网络的稳步发展,逐渐建立了光学神经网络系统,利用光学的强大功能,提高了人工神经网络的学习能力和自适应能力。对非线性动态系统的控制问题,采取有效措施,提高超平面的光滑性,对其精度进行改进。之后有专家提出了关于人工神经网络的抽取算法,虽然保证了精度,但也加大了消耗,在一定程度上降低了神经网络的效率,因此在此基础上又提出了改进算法FERNN。混沌神经网络的发展也得到了相应的进步,提高了神经网络的泛化能力。

3人工神经网络的应用

3.1 在信息领域中的应用

人工神经网络在信息领域中的应用主要体现在信息处理和模式识别两个方面。由于科技的发展,当代信息处理工作越来越复杂,利用人工神经网络系统可以对人的思维进行模仿甚至是替代,面对问题自动诊断和解决,能够轻松解决许多传统方法无法解决的问题,在军事信息处理中的应用极为广泛[4]。模式识别是对事物表象的各种信息进行整理和分析,对事物进行辨别和解释的一个过程,这样对信息进行处理的过程与人类大脑的思维方式很相像。模式识别的方法可以分为两种,一种是统计模式识别,还有一种是结构模式识别,在语音识别和指纹识别等方面得到了广泛的应用。

3.2 在医学领域的应用

人工神经网络对于非线性问题处理十分有效,而人体的构成和疾病形成的原因十分复杂,具有不可预测性,在生物信号的表现形式和变化规律上也很难掌握,信息检测和分析等诸多方面都存在着复杂的非线性联系,所以应用人工神经网络决解这些非线性问题具有特殊意义[5]。目前,在医学领域中的应用涉及到理论和临床的各个方面,最主要的是生物信号的检测和自动分析以及专家系统等方面的应用。

3.3 在经济领域中的应用

经济领域中的商品价格、供需关系、风险系数等方面的信息构成也十分复杂且变幻莫测,人工神经网络可以对不完整的信息以及模糊不确定的信息进行简单明了的处理,与传统的经济统计方法相比具有其无法比拟的优势,数据分析的稳定性和可靠性更强。

3.4 在其他领域的应用

人工神经网络在控制领域、交通领域、心理学领域等方面都有很广泛的应用,能够对高难度的非线性问题进行处理,对交通运输方面进行集成式的管理,以其高适应性和优秀的模拟性能解决了许多传统方法无法解决的问题,促进了各个领域的快速发展。

4总结

随着科技的发展,人工智能系统将进入更加高级的发展阶段,人工神经网络也将得到更快的发展和更加广泛的应用。人工神经网络也许无法完全对人脑进行取代,但是其特有的非线性信息处理能力解决了许多人工无法解决的问题,在智能系统的各个领域中得到成功应用,今后的发展趋势将向着更加智能和集成的方向发展。

参考文献

[1]徐用懋,冯恩波.人工神经网络的发展及其在控制中的应用[J].化工进展,1993(5):8-12,20.

[2]汤素丽,罗宇锋.人工神经网络技术的发展与应用[J].电脑开发与应用,2009(10):59-61.

[3]李会玲,柴秋燕.人工神经网络与神经网络控制的发展及展望[J].邢台职业技术学院学报,2009(5):44-46.

[4]过效杰,祝彦知.人工神经网络的发展及其在岩土工程领域研究现状[J].河南水利,2004(1):22-23.

[5]崔永华.基于人工神经网络的河流汇流预报模型及应用研究[D].郑州大学,2006.

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智能建筑中的智能化系统是新科技的代表,是顺应时代的产物。智能建筑成为一个整体出现时,智能化系统会有序的、科学的分布在建筑的应用中,发挥它应有的功能和作用。以下是我整理的人工智能的论文的相关 文章 ,欢迎阅读!

建筑智能化设计的相关探讨

【摘要】智能建筑中的智能化系统是新科技的代表,是顺应时代的产物。智能建筑成为一个整体出现时,智能化系统会有序的、科学的分布在建筑的应用中,发挥它应有的功能和作用。智能化系统在智能建筑中起着重要的作用,在管理过程中,要科学管理、综合考究、有效安排、合理利用。以求达到最佳效果,确保建筑项目安全施工。本文将综合阐述有关智能建筑中智能化系统的设计概念、以及在设计和施工的过程中应该注意的相关问题。

【关键词】智能建筑;智能化系统;设计

一、建筑智能化系统的设计原则

(一)先进性。智能建筑的智能化系统是随着信息电子科学技术的发展而不断发展的,因此,在系统设计时应当分析智能化系统的发展状况,吸收开放的先进设计理念,以完善智能建筑功能的发挥。

(二)可靠性。在智能化系统设计时应当采用模块化设计理念,将智能化系统的各个子系统相互隔离,以确保在部分子系统发生故障的过程中不会影响其他子系统或链路的正常运行,由此提高系统运行的可靠性。

(三)标准化。随着智能化系统的快速发展,相关的系统设计标准也相继制定。在系统设计中应当严格按照系统标准进行设计,以方便系统的施工与维护。

(四)实用性。智能化系统的设计应当能够充分实现接收有线电视、图像、监控设备、多媒体通信、安全防范、语音、数据等功能,确保其在完善用户的信息沟通与娱乐的同时能够提高用户环境的安全性。

(五)经济性。智能化系统内部包含着多个子系统,其子系统又包含多种构件和设备,因此在系统设计过程中应当在考虑质量保证的同时尽量节省投资成本。

(六)扩展性。在电子信息技术的迅速发展状况下,当前的智能化系统设计内容会出现一定程度的约束与局限。所以,在进行智能化系统设计时应当考虑设计内容的可扩展性,确保智能建筑能够在未来的技术发展下得到更新扩展。

二、建筑智能化系统的设计

(一)供电系统设计

智能化系统的子系统通常需要进行单独供电,因此需要重视供电系统的设计。一般计算机网络系统会采用UPS 进行集中供电,在不间断电源机房其供电出线也需要进行集中供电,而供电进线则满足一定的容量要求即可;对于未使用不间断电源供电的的工作站,也应当采用单独回路进行供电,以避免电路混用危害系统运行,如安全防范系统应当使用单独回路进行集中供电,以保证其与消防联动系统在应对紧急情况时能够正常工作。

(二)接地系统设计

智能建筑的接地将直接影响到设备与工作人员安全、系统工作的可靠性与稳定性、信息传输的质量等。在建筑接地系统设计时应当根据建筑的功用与智能化系统工作要求进行设计,保证能够为其在应用部位提供响应接地端。其需要安装的有静电接地系统、辅助等电位铜排、防雷接地系统、安全保护接地系统、工作接地系统、直流接地系统等部分。其包括两种接地方式:

1、联合接地方式,其在应用中需注意:由于计算机等设备的抗雷击性能不高,且其系统包含超大规模的集成电路容易造成抗高频干扰差,很可能会受到其他系统的干扰,所以应当对计算的直流电源采用单独接地的方式;在使用联合接地方式时其接地电阻有可能会大于1Ω,所以对有特殊要求的智能化子系统均要采用单独接地。

2、单独接地方式,在使用统一接地时主要利用自然接地体,若不再使用人工接地体其应当满足以下条件:接地电阻应当在1Ω以下,即小于规定值;建筑基础内部的钢筋应当互相连接形成电气通路及闭合环,且闭合环英应当与地面保持0.7m以上的距离;建筑基础表面未设置绝缘防水层。由于单独接地方式具有施工简单方便、接地可靠、节省成本等优点,因此在智能建筑接地系统设计中得到了较广泛的应用。

(三)智能化管理间与智能化竖井

通常计算机网络系统对于数据通信线路有必要的长度与性能要求,在智能建筑智能化系统设计中,一般使用铜质双绞线作为计算机系统的水平线路,而铜质双绞线会影响到网络传输的带宽,所以根据布线标准与规范,应当保证网络交换机与计算机之间使用的铜质双绞线长度在100m的范围以内;根据管路的弯度与竖直条件,智能化管理间到建筑物的边缘距离应当在60m的范围内;在网络管理间应当安置相应的网络机柜,其周围要留设合理的安装与维护空间,其平面面积应当在5~10m2之间。

(四)综合布线系统设计

在综合布线系统设计中,一般的语音电缆或水平子系统数据电缆应当采用支持带宽100M的D级别系统和5e类的UTP电缆,以满足大量用户的扩展要求;其水平线缆的总长度应当在100m范围以内,其中水平布线电缆的最佳长度为90m,电信间配线架上的跳线与接线软线长度应当不小于5m,对于情况不明确的公共空间其电缆应当按照以下公式进行计算:

C=(102-H)/1.2 W=C-5

其中H表示水平电缆的长度;C表示设备电缆、工作区电缆与电信间跳线的长度总和;W表示工作区电缆的最大长度,其值应当在22m以下;D表示设备电缆与电信间跳线的总长度。

三、目前智能建筑存在的问题

(一)国产化系统集成产品

现在占据国内智能建筑市场的产品仍然属于国外的几家公司,如美国的江森自控、IBM、朗讯科技和Honeywell等。国产系统集成产品没有主动权,这就很难使智能建筑完全真正地适应中国国情。

(二)技术障碍

在整个智能建筑领域仍然存在着一些技术上的缺陷,比如网络频宽的限制:数据传输量迅速增加和多媒体的使用,要求有宽阔的通讯空间;使用天线局域网络也要重新分配宝贵的音波频律。在新网络科技如ATM、Frame-relay等问世后,通讯空间的问题可获部分解决,但缺乏全面而完整的数据模型,各个建筑物自动化和应用系统之间仍然无法有效地交换数据。另外数据安全性和无缝话音与数据通讯之间还存在着矛盾,很多机构非常关注其内部资讯系统的安全性,以及保护其电脑和话音系统免被非法接达的问题,但如果把某建筑物隔离起来提供保护的话,就会导致无法使用更先进的通讯工具。

(三)人才缺乏

从事智能建筑的人才包括设计专门管理人才、安防产品技术支持工程师、布线、安防产品开发高级工程师、销售工程师(负责安防、综合布线产品的区域市场销售工作)、防盗报警、监控产品、大屏幕开发高级工程师、软件开发工程师(主要负责楼宇自控系统软件开发),而最为紧缺的是智能建筑系统设计管理人才。它需要懂得电子、通讯和建筑三方面专业知识的复合型人才。就智能建筑项目来说,工程的设计和施工是两个方面。而既懂工程设计,又懂施工方案的人,却是少而又少。设计与施工如何衔接和连贯好,关系到工程的进度与质量。

智能建筑是高科技的产物,智能建筑学科是多学科的交叉和融汇,人才培养应该是多层次、多方位的,只有强调理论与实践紧密结合,设计与技术紧密结合,施工与产品紧密结合,才能培养出新一代的智能建筑人才。

四、结束语

智能建筑设计中的智能化系统是一项科技水平高施工难度大的高科技建筑,无论是对智能化系统的规划还是对其进行管理,都要进行优化控制,以达到智能建筑的最优化设计。智能化系统施工设计质量好坏将直接关系着智能建筑整体质量和使用寿命。因此,相关研究和设计人员应当加强智能化系统的综合分析与管理, 总结 智能化系统施工中的 经验 与问题,以不断提高智能化系统施工设计水平和质量。

参考文献:

[1] 翟伟盛,浅谈智能化系统管理及维护,消费导刊,2009年10期

[2] 金红峰,浅谈智能化系统管理及维护的一点心得,艺术科技,2007年03期

[3] 邵胜华,智能化建筑智能化安装工程管理探究[J] 理论研究,2010(7)

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人工智能的知识产权保护研究论文

关于智能化信息平台知识产权的论文应从三个方面来考虑:一是企业必须加强对知识产权的了解;二是要重视知识产权和信息共享之间的平衡;三是要加强有关知识产权的监管。同时,还要考虑智能化信息平台如何在法律、技术和艺术等多种方面保护用户的权益,以及应该采取哪些措施来保护企业的知识产权。

可以先网上参考一下其他与智能化信息知识产权有关的参考文献,再来考虑书写框架。

人工智能是当今世界科技领域的热门话题,也是我国科技发展的重要方向之一。为了维护我国的科技安全和国家利益,需要采取一系列有效的管理措施来规范人工智能的应用和发展。以下是一些可能的措施:加强人工智能领域的监管。政府可以设立专门的监管机构或部门,加强对人工智能技术、产品、服务的审查和监管,对于可能存在安全隐患的企业和机构进行限制或处罚。制定行业标准和规范。政府和行业协会可以联合制定人工智能技术的标准和规范,明确技术开发、数据处理和使用方面的要求,规范行业发展,防止技术被滥用或用于非法活动。强化知识产权保护。政府可以完善法律法规,加大知识产权保护力度,保护人工智能相关技术的知识产权,鼓励创新和技术研发,防止技术被窃取或侵犯。促进公众教育和科普。政府可以加强对公众的科技教育和科普宣传,增强公众对人工智能技术的认知和了解,提高公众的科技素养,防止技术被误用或误解。加强国际合作和交流。政府可以积极参与国际标准和规范的制定,加强国际间的合作和交流,促进全球人工智能技术的共享和发展,推动人工智能行业的健康、平衡和可持续发展。总之,针对人工智能领域的管理措施必须是全面有效的,需要政府、企业、学者、公众等各方共同努力,加强监管、制定标准、保护知识产权、加强教育和科普以及国际合作等多方面入手,以确保人工智能技术能够为人类带来更多的福利和进步。

人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就,在许多领域有着广泛的应用。以下是我整理的人工智能的毕业论文范文的相关资料,欢迎阅读!

摘要:人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就,在许多领域有着广泛的应用。论述了人工智能的定义,分析了目前在管理、教育、工程、技术、等领域的应用,总结了人工智能研究现状,分析了其发展方向。

关键词:人工智能;计算机科学;发展方向

中图分类号:TP18

文献标识码:A

文章编号:1672-8198(2009)13-0248-02

1人工智能的定义

人工智能(Artificial Intelligence,AI),是一门综合了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。“人工智能”一词最初是在1956年美国计算机协会组织的达特莫斯(Dartmouth)学会上提出的。自那以后,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。由于智能概念的不确定,人工智能的概念一直没有一个统一的标准。著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而美国麻省理工学院的温斯顿教授认为“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”童天湘在《从“人机大战”到人机共生》中这样定义人工智能:“虽然现在的机器不能思维也没有“直觉的方程式”,但可以把人处理问题的方式编入智能程序,是不能思维的机器也有智能,使机器能做那些需要人的智能才能做的事,也就是人工智能。”诸如此类的定义基本都反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律,构造具有一定智能的人工系统,研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作,也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。

2人工智能的应用领域

2.1人工智能在管理及教学系统中的应用

人工智能在企业管理中的应用。刘玉然在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中提到把人工智能应用于企业管理中,认为要做的工作就是搞清楚人的智能和人工智能的关系,了解人工智能的外延和内涵,搭建人工智能的应用平台,搞好企业智能化软件的开发工作,这样,人工智能就能在企业决策中起到关键的作用。

人工智能在智能教学系统中的应用。焦加麟,徐良贤,戴克昌(2003)在总结国际上相关研究成果的基础上,结合其在开发智能多媒体汉德语言教学系统《二十一世纪汉语》的过程中累积的实践经验,介绍了智能教学系统的历史、结构和主要技术,着重讨论了人工智能技术与方法在其中的应用,并指出了当今这个领域上存在的一些问题。

2.2人工智能专家系统在工程领域的应用

人工智能专家系统在医学中的应用。国外最早将人工智能应用于医疗诊断的是MYCIN专家系统。1982年,美国Pittsburgh大学Miller发表了著名的作为内科医生咨询的Internist 2I内科计算机辅助诊断系统的研究成果,1977年改进为Internist 2Ⅱ,经过改进后成为现在的CAU-CEUS,1991年美国哈佛医学院Barnett等开发的DEX-PLAIN,包含有2200种疾病和8000种症状。我国研制基于人工智能的专家系统始于上世纪70年代末,但是发展很快。早期的有北京中医学院研制成“关幼波肝炎医疗专家系统”,它是模拟著名老中医关幼波大夫对肝病诊治的程序。上世纪80年代初,福建中医学院与福建计算机中心研制的林如高骨伤计算机诊疗系统。其他如厦门大学、重庆大学、河南医科大学、长春大学等高等院校和其他研究机构开发了基于人工智能的医学计算机专家系统,并成功应用于临床。

人工智能在矿业中的应用。与矿业有关的第一个人工智能专家系统是1978年美国斯坦福国际研究所的矿藏勘探和评价专家系统PROSPECTOR,用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等。20世纪80年代以来,美国矿山局匹兹堡研究中心与其它单位合作开发了预防煤矿巷道底臌、瓦斯治理和煤尘控制的专家系统;弗尼吉亚理工学院及州立大学研制了模拟连续开采过程中开采、装载、运输、顶板锚固和设备检查专家系统Consim;阿拉斯加大学编写了地下煤矿采矿方法选择专家系统。

2.3人工智能在技术研究中的应用

人工智能在超声无损检测中的应用。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;专家在传统超声无损检测与智能超声无损检测之间架起了一座桥梁,它能把一般的探伤人员变成技术熟练。经验丰富的专家。所以在实际应用中这种智能超声无损检测有很大的价值。

人工智能在电子技术方面的应用。沈显庆认为可以把人工智能和仿真技术相结合,以单片机硬件电路为专家系统的知识来源,建立单片机硬件配置专家系统,进行故障诊断,以提高纠错能力。人工智能技术也被引入到了计算机网络领域,计算机网络安全管理的常用技术是防火墙技术,而防火墙的核心部分就是入侵检测技术。随着网络的迅速发展,各种入侵手段也在层出不穷,单凭传统的防范手段已远远不能满足现实的需要,把人工智能技术应用到网络安全管理领域,大大提高了它的安全性。马秀荣等在《简述人工智能技术在网络安全管理中的应用》一文中具体介绍了如何把人工智能技术应用于计算机网络安全管理中,起到了很好的安全防范作用。

3人工智能的发展方向

3.1人工智能的发展现状

国外发展现状。目前,AI技术在美国、欧洲和日本发展很快。在AI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的智力能力的“ASCII White”电脑,而且正在开发的更为强大的新超级电脑――“蓝色牛仔(blue jean)”,据其研究主任保罗・霍恩称,预计“蓝色牛仔”的智力水平将大致与人脑相当。麻省理工学院的AI实验室进行一个的代号为cog的项目。cog计划意图赋予机器人以人类的行为,该实验的一个项目是让机器人捕捉眼睛的移动和面部表情,另一个项目是让机器人抓住从它眼前经过的东西,还有一个项目则是让机器人学会聆听音乐的节奏并将其在鼓上演奏出来。由于人工智能有着广大的发展前景,巨大的发展市场被各国和各公司所看好。除了IBM等公司继续在AI技术上大量投入,以保证其领先地位外,其他公司在人工智能的分支研究方面,也保持着一定的投入比例。微软公司总裁比尔・盖茨在美国华盛顿召开的AI(人工智能)国际会议上进行了主题演讲,称微软研究院目前正致力于AI的基础技术与应用技术的研究,其对象包括自我决定、表达知识与信息、信息检索、机械学习、数据采集、自然语言、语音笔迹识别等。

我国人工智能的研究现状。很长一段时间以来,机械

和自动控制专家们都把研制具有人的行为特征的类人性机器人作为奋斗目标。中国国际科技大学在国家863计划和自然科学基金支持下,一直从事两足步行机器人、类人性机器人的研究开发,在1990年成功研制出我国第一台两足步行机器人的基础上,经过科研10年攻关,于2000年11月,又成功研制成我国第一台类人性机器人。它有人一样的身躯、四肢、头颈、眼睛,并具备了一定的语言功能。它的行走频率从过去的每六秒一步,加快到每秒两步;从只能平静地静态不行,到能快速自如的动态步行;从只能在已知的环境中步行,到可在小偏差、不确定环境中行走,取得了机器人神经网络系统、生理视觉系统、双手协调系统、手指控制系统等多项重大研究成果。

3.2人工智能发展方向

在信息检索中的应用。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,包括机器感知、机器思维、机器行为,即知识获取、知识处理、知识利用的过程。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。

基于专家系统的入侵检测方法。入侵检测中的专家系统是网络安全专家对可疑行为的分析后得到的一套推理规则。一个基于规则的专家系统能够在专家的指导下,随着经验的积累而利用自学习能力进行规则的扩充和修正,专家系统对历史记录的依赖性相对于统计方法较小,因此适应性较强,可以较灵活地适应广普的安全策略和检测要求。这是人工智能发展的一个主要方向。

人工智能在机器人中的应用。机器人足球系统是目前进行人工智能体系统研究的热点,其即高科技和娱乐性于一体的特点吸引了国内外大批学者的兴趣。决策系统主要解决机器人足球比赛过程中机器人之间的协作和机器人运动规划问题,在机器人足球系统设计中需要将人工智能中的决策树、神经网络、遗传学的等算法综合运用,随着人工智能理论的进一步发展,将使机器人足球有长足的发展。

4结语

由上述的讨论我们可以看到,目前人工智能的应用领域相当广泛。无论是学术界还是应用领域对人工智能都高度重视。人工智能良好的发展和应用前景,要求我们必须加大研究和投入力度,以使人工智能的发展能为人类服务。

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