小小米珠
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计2.1 智能机器人的多传感器系统机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。2.2 智能机器人控制系统机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。(3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。(4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务:(1)医疗监护通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。(2)远程诊断和会诊通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。3.1机器人视觉与视频信号的传输机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程:(1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。(2)图像处理。图像到图像的变换,如特征提取。(3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求:(1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。(2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时,可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像,采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。3.2机器人听觉与音频信号的传输机器人采集的音频信号也有2种作用:一是提供机器人听觉;二是借助于音频信号,家庭成员可以和医生进行沟通,医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。机器人听觉是语音识别技术,医疗保健智能机器人带有各种声交互系统,能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护,还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz,过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的,所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音,医生和家庭成员就可以进行正常的交流,从而可以降低传输音频信号所占用的带宽,再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3.3各项生理信息的采集与传输传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集,各种连线容易使病人心情紧张,从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题,带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上,尽量使其不对人体正常活动产生干扰,再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备,各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器,探测器有2种工作方式:一是将数据交给智能机器人处理,提供本地结果;二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回),通过将数据传输到远程医疗中心,达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。4 蓝牙模块的应用4.1蓝牙技术概况蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2.4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz,k=0,1,2,…,78)ism频带,并采用跳频方式来扩展频带,跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术,通信速率为1mbit/s,实际有效速率最高可达721kbit/s,通信距离为10m,发射功率为1mw;当发射功率为100mw时,通信距离可达100m,可以满足数字化家庭的需要。4.2蓝牙模块rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw),支持所有的蓝牙协议,可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块,可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。4.3主,从设备硬件组成蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信,用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成,从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作,mac地址用3位来表示,即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的,只不过在同一时刻只能激活8个,其中1个为主,7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备,将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分,要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信之间的数据交换功能,同时还负责对各个从设备的管理和控制。5 结束语随着社会的进步,经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面,且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。
chuchu白白
人工智能成为作文的素材,那么关于人工智能与人类的议论文有哪些呢?下面是我为你整理的关于人工智能与人类的议论文,供大家阅览!
人类思维与人工智能
摘要:人工智能就其本质而言,是对人的思维的信息过程的模拟。对于人的思维模拟可以从两条道路进行,一是结构模拟,仿照人脑的结构机制,制造出“类人脑”的机器;二是功能模拟,暂时撇开人脑的内部结构,而从其功能过程进行模拟。现代电子计算机的产生便是对人脑思维功能的模拟,是对人脑思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,更不会超过人的智能。 关键词:人工智能 人类思维 发展
20世纪40年代以来,随着现代控制论、信息论和思维科学的发展,出现了运用机械和电子的装量模拟人工脑思维活动的电脑,即电子计算机或人工智能。几十年来,人工智能迅速发展,已经更换了四代,即电子管计算机、半导体计算机、集成电路计算机和超大规模集成电路计算机。目前,正处于第二次计算机革命和第五代计算机的历史转折时期。
人工智能的诞生发展,有着极其重要的哲学意义。这主要表现在两个方面:第一、人工智能及其发展有力地证明了辩证唯物主义的正确性。一方面,它打破了精神活动的神秘性,人脑思维活动之所以可以模拟,就在于它有其一定的物理机制和运动规律,证实了意识来源于物质的唯物主义原理;另一方面,人工智能及其发展进一步丰富了意识能动性原理。第二、人工智能强化了思维形式、思维功能过程在意识活动中的作用,提出了哲学和科学研究的新方向、新问题,如思维形式的相对独立性及其与思维内容的复杂关系、智能机与人类的关系等。
在人工智能的研究中,伴随着思维模拟的巨大成就,出现了所谓的乐观派和悲观派。二者的错误是一致的:看不到人工智能与人类智能,“机器思维”与人类思维的本质区别:
首先,人工智能只是对人的部分意识活动、思维活动的模拟。通常人工智能模拟人脑的思维过程可分为五个相应的部分:用机器的输入器模拟人的眼、耳、鼻、舌、皮肤等感官、接受外界的信息;用机器的存储器模拟人脑对信息的记忆功能,把已接收的信息积累起来,以供随时使用;用机器的运算机模拟人脑对信息加工、分析、处理的过程;用机器的控制器模拟人脑的调节、指挥作用,以调节各方面信息,指挥各项指令正常进行;用机器的输出模拟人的效应器官,用以输出信息。但由于人脑的极端复杂性,人工智能智能模拟人脑的部分功能。其次,人工智能没有社会性。人类意识是社会的产物,具有社会性。人在行动时要考虑
到由此引起的这样或那样的效果,人工智能只执行特定的指令,并不探求任务本身的社会意义,不会考虑到社会后果。再次,人工智能不具有人类思维的心理素质。人类意识是物质世界长期发展的产物,是人类在生理基础上的心理过程,是由人类的情感、直觉、想象、猜测等心理活动所构成的精神世界。机器思维是人们利用电子管、晶体管、集成电路等电气元件和线路所组成的机械的、物理的装置,并用软件方法等模拟人的思维活动,机器思维不是人类的精神活动,而是纯属无意识的机械的物理的过程。 一、人工智能的本质 人工智能是相对于人的智能而言的。正是由于意识是一种特殊的物质运动形式,所以根据控制论理论,运用功能模拟的方法,制造电脑模拟人脑的部分功能,把人的部分智能活动机械化,叫人工智能。人工智能的本质是对人思维的信息过程的模拟,是人的智能的物化。尽管人工智能可以模拟人脑的某些活动,甚至在某些方面超过人脑的功能,但人工智能不会成为人类智能而取代人的意识。
二、人类思维
意识是人脑的机能,但人类意识一经产生,其发展并不或并不完全依赖于人脑的自然进化。事实上,人类在探索和认识自身意识活动的本质和特性的基础上,已经通过人工的手段大大地拓展了意识活动的领域、延伸和放大了自身的意识结构。这突出地表现在人工智能的产生和发展上。
人工智能就其本质而言,是对人的思维的信息过程的模拟,即结构模拟与功能模拟。这种模拟反过来对人的意识结构产生了重要的影响,形成了人——机互补的新的放大的意识结构。可以说,人工智能机就是人脑的扩大。人工智能不仅能帮助人完成一部分意识活动,而且在某些方面还大大地优越于人脑,如快速准确的计算能力、超大海量的记忆能力等。同时,人工智能机还能代替人完成许多操作性工作,特别是在人无法直接到达的宇宙、深海、高温有毒等环境条件下代替人进行某些探测活动。如果说电脑作为对人脑的模拟离不开人脑,那么今天人脑在很大程度上也依赖于电脑。因此,人工智能的发展已形成了人——机互补系统,大大地扩展了人的意识结构。
三、人工智能与人类思维的本质区别
人工智能是思维模拟,并非人的思维本身,决不能把“机器思维”和人脑思维等同起来,认为它可以超过人脑思维是没有根据的。(1)人工智能是无意识的机械的、物理的过程。人的智能主要是生理的和心理的过程。
(2)人工智能没有社会性。人类智慧具有社会性。
(3)人工智能没有人类意识特有的能动性和创造能力。人类思维则主动提出新的问题,进行发明创造。
(4)电脑可以代替甚至超过人类的部分思维能力,但它同人脑相比,局部超出,整体不及。智能机器是人类意识的物化,它的产生和发展,既依赖于人类科学技术的发展水平,又必须以人类意识对于自身的认识为前提。因此,从总体上说;人工智能不能超过人类智慧的界限。关于电脑能够思维,甚至会超过人的思维,电脑、机器人将来统治人类的观点是完全没有根据的。
四、人工智能产生和发展的哲学意义
(1)人工智能的产生和发展,有力地证明了意识是人脑的机能、物质的属性,证明马克思主义关于意识本质的观点的正确性。
(2)人工智能的产生和发展深化了我们对意识相对独立性和能动性的认识。机器思维即人工智能表明,思维形式在思维活动中对于思维内容具有相对独立性,它可从人脑中分化出来,物化为机械的、物理的运动形式,部分地代替人的思维活动。
(3)随着科学技术的发展,人工智能将向更高水平发展,反过来推动科学技术、生产力和人类智慧向更高水平发展,对人类社会进步将起着巨大的推动作用。
结论:人工智能没有人类意识所特有的能动创造性。人脑的思维活动是一种能动的创造性活动,它能不断地提出新问题,发现新事物,并通过实践创造出属于人的新世界。人工智能只能按照人事先为它设计好的程序来运行,机械的模拟人的意识活动,却毫不理解这一活动,更不会提出新的问题来。
总之,人工智能可以代替甚至超过人脑的部分思维能力。但是,人工智能绝不会取代、超越人的意识。人类意识与人工智能有着本质的区别,二者是创造与被创造、支配与被支配、操纵与被操纵的关系。
人工智能与人类智能
“人机对弈”实验
人工智能主要研究如何使用机器来模拟和实现人类的智能行为。
美国科学家艾什比认为,要制造一个综合能力的机器脑,在原则上没有什么问题,所需要的只是时间和技术进步。他强调,这种脑一旦制造出来,决不只是简单的机械执行和模仿,它还能够自己学习,发展自己的智慧。
还有一位科学家维纳认为,机器确实能制造得比其制造者更聪明。
他们都遵循了强人工智能观点:计算机不仅使智力工具,事实上具有恰当程序的计算机就可以等同于人类的智力。人工智能的发展是没有限度的。
有一个著名的人机对弈实验:从20世纪90年代初期开始,美国IBM公司安排了一系列计算机挑战国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫的活动,卡斯帕罗夫一直没有输过。1997年5月11日,卡斯帕罗夫同IBM公司的超级计算机“深蓝”之间的又一场对抗赛落下帷幕,卡斯帕罗夫第一次以2.5比3.5负于“深蓝”。在总共6盘的比赛里,卡斯帕罗夫的成绩是1胜、3和、2负。这场“人机大战”的结果轰动了世界,它在世界范围引发人们讨论人工智能能否超过人类智能的问题。这个实验也是强人工智能的重要试验之一。
计算机是没有意识的
但我认为,计算机只不过是一个强有力的智力工具,人工智能的发展是有限度的,它可以不断接近人类智能,而永远不可能超过人类智能。
就拿这个实验来说,其实真正的比赛是在卡斯帕罗夫与深蓝设计小组中的程序员和工程师之间进行的。在某一个领域它很厉害,但是,它不会学习如何下棋,也不会从它下过的棋中吸取经验。计算机能够完成和表现出某种智能行为,仅仅是因为它执行了人们实现编制好的操作规则,就是说,是人类智能决定了机器智能。
不仅如此,机器是连意识都没有的,更别谈其智能超过人类智能的了。
首先,世界是物质的,意识是物质的反映,意识是物质发展到一定程度才产生发展起来的,意识是特殊物质(人脑)运动的产物和活动表现,意识是人类在适应世界和改造世界时所进行的信息处理过程及其产物和表现。只有活着的、具有生物结构的生物才能有意识,因此,一台人造的、非生物的机器是不能有意识的。
其次,人工智能是无意识的机械的物理的过程,不具备由世界观、人生观、情感、意志、兴趣、爱好等心理活动所构成的主观世界,而人类智能则是在人脑生理活动基础上产生的心理活动,能使人形成一个主观世界。
第三,辩证唯物主义在坚持物质决定意识,意识依赖于物质的同时,又承认意识对物质有能动作用。意识的能动作用是人的意识特有的积极反映世界与改造世界的能力和活动。主要表现在:意识是能动的,具有目的性和计划性。人是根据一定的目的、要求去确定反映什么、不反映什么、怎样反映,表现出主体的选择性。而人工智能在解决问题时,决不会意识到这是什么问题,它有什么意义,会带来什么后果,它是没有自觉性的。
第四,电脑必须接受人脑的指令,按预定的程序进行工作,它不能输出未经输入的任何东西,所谓结论只不过是输入程序和输入数据的逻辑结果。而人脑功能不仅采取感觉、直觉、表象等形式,反映事物的外部现象,而且能够运用概念、判断、推理等形式对感性材料进行加工制作,选择建构,从而使感性认识上升到理性认识,把握事物的本质和规律,在反映规律的基础上,提出新概念,做出新判断,既有对当前的反映,又有对过去的追溯和对未来的预测,可以超越特定时空的限制,具有丰富的想象力和创造性。
第五,人工智能是机器进化的结果,没有社会性。人作为社会的存在物,人脑功能是适应着社会生活的需要而产生和发展的。况且,生物必须经历一个生长过程,并花费很长的一段学习时间才能逐渐地获得意识,机器是没有生活历史的,所以它不可能有意识。不能说,“深蓝”因为有正确的程序就被称之为有意识的。
但同时,机器智能虽是有限的,也永远不可能超过人类智能;但是,机器智能向人类智能的接近却是无限度的,机器智能可以无限逼近人类智能。
从可知论的观点来看,人类的认识能力是没有界限的。人们对客观世界的认识是不断深入的,信息科技的发展是无止境的,人类完全可能造出信息处理能力越来越强大的、在某些方面超过人脑信息处理能力的及其,完全可能造出具有自学习和自适应能力、有高度智能的机器,完全可能做到人与计算机直接沟通信息、直接用意识操纵机器。否则,就是承认世界上有不能够被认识、不可知的领域。
从逻辑上讲,只要不是人为地进行限制和控制,随着人工信息处理机器的科技进步,也应当可以制造出能够将自我与他物区别开来和主动适应环境的机器,即具有自我意识、主体意识的机器,在理论上对此是不应当有什么怀疑的。
但是,机器具有自我意识的问题,不仅仅是一个科学和技术的问题,而且是一个认识论和伦理学的问题。因为自我意识的产生和发展,是在与他物的关系中建立和发展起来的。人要解决这个问题,必然要先解决人和机器的主体客体关系问题。也就是说,机器能否具有主体性,是掌握和控制在人的手中的。所以,只要人把计算机系统(机器)当作客体来认识和实践,计算机的智能就始终不会超过人的智能,更谈不到统治人类了。
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