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摘要:人工智能已经成为新世纪最为受人瞩目的前沿技术,该技术领域包括的内容很多,不仅有机器人和语言、图像的识别,同时也包括了更高位的技术,例如自然语言处理和专家系统的应用等等。人工智能技术现在已经成为新时代产业变革的推动力,而仪器仪表设计也正在逐渐走向智能化,其可以显著提高生产效率和生产质量,在未来,智能化和虚拟化也将会成为仪器仪表生产的主要方向。
关键词:人工智能;仪器仪表;应用
仪器仪表一直以来都在我国的社会生活和工业生产当中占据着重要的地位,但是现在仪器仪表行业对于传统技术的依赖程度依然非常高,现在也已经有很多生产企业注意到了这个问题,并且进行了相应的调整,但实际上也很难起到实效。现在时常会竞争越来越激烈,很多生产仪器仪表的企业也开始暴露出了很多严重的问题,常见的例如产品寿命较短、产品质量较差等等,所以在未来,其也会直接给仪器仪表行业的生产造成严重影响。
一、人工智能技术类别的划分
其实人工智能是一个非常宽泛的概念,所以人工智能所采用的技术类型也非常多样,现在其主要分为三个类型:
第一种是弱人工智能,弱人工智能的概念就是擅长单独某个方面的人工智能,比如现在虽然已经有人工智能机器人可以战胜人类的最强棋手,但实际上也只懂得下棋,但并不会读取和存储其他类型的数据。
第二种是强人工智能,这种人工智能是人类级别的人工智能,其可以在很多方面和人类相提并论,其已经可以负担很多人类才能进行的脑力劳动,但是其开发难度和弱人工智能相比是非常大的,而其智能的概念也有所拓展,变成了思考和解决问题的复杂能力,同时也可以自动完成学习,从经验中更改自己工作的方法。
第三种是超人工智能,超人工智能的概念是在所有领域都远远超出人类大脑的思考能力,例如科学创新和社交活动等等。
其实最近名噪一时的阿尔法go就是一种深度学习模型,收藏了大量棋谱的特点,最终形成了一个综合方案,所以不难看出,人工智能不仅模拟人类的部分脑力活动,甚至已经可以替代了。
二、人工智能仪器仪表发展的特点分析
(一)人工智能仪表的发展特点
首先,在应用了人工智能技术之后,首先其会不断走向微型化,仪器走向微型化之后,其应用范围会大大拓宽,不仅会具备传统仪器仪表的功能,这更可以将其应用到航天和军事、医疗等领域。
其次,未来的仪器仪表的功能会更加多样,举例来说,其使用性能会不断提高,同时也有着更高的发生器和频率,所以给各种测试功能的实现都提供了可能性,不仅测试功能得到大大拓宽,更可以显著提高测试准确度。
第三,仪表也会不断走向人工智能化,人工智能其实是仪器仪表在计算机应用中的一个全新领域,使用计算机来对人工智能进行模拟,其实在未来,仪器仪表的发展水平也会不断提高,其也可以替代一些人工脑力活动,随着传感技术的发展,视觉和听觉方面的能力也会有所拓展,让很多原来难以解决的问题得到解决。
第四,现在网络技术的发展水平正在不断提高,网络技术也在和工业智能技术以及智能仪器仪表设计靠拢,将其应用到仪器仪表设备当中也并非天方夜谭了。实现智能仪器仪表基于网络通讯的功能以及可以执行远程系统升级和系统维护,在未来有着非常可观的前景。
第五,除了人工智能之外,虚拟仪器也是其全新的发展阶段,测量仪器的主要功能都是由数据采集、数据分析和数据显示等3大部分组成的。在虚拟现实系统中,数据分析和显示完全用PC机的软件来完成。因此,只要额外提供一定的数据采集硬件,就可以与PC机组成测量仪器。这种基于PC机的测量仪器称为虚拟仪器。在虚拟仪器中,使用同一个硬件系统,只要应用不同的软件编程,就可得到功能完全不同的测量仪器。可见,软件系统是虚拟仪器的核心,“软件就是仪器”。智能仪器的进一步发展将含有一定的人工智能,即代替人的一部分脑力劳动,从而在视觉(图形及色彩辨读)、听觉(语音识别及语言领悟)、思维(推理、判断、学习与联想)等方面具有一定的能力。这样,智能仪器可无需人的干预而自主地完成检测或控制功能。
(二)和传统仪器仪表相比智能仪器在功能上的特点
(1)操作自动化
仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器来控制操作,实现测量过程的全部自动化。
(2)具有自测功能
包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。智能仪表能自动检测出故障的部位甚至故障的原因。这种自测试可以在仪器启动时运行,同时也可在仪器工作中运行,极大地方便了仪器的维护。
(3)具有数据处理功能
这是智能仪器的主要优点之一。智能仪器由于采用了单片机或微控制器,使得许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题,现在可以用软件非常灵活地加以解决。例如,传统的数字万用表只能测量电阻、交直流电压、电流等,而智能型的数字万用表不仅能进行上述测量,而且还具有对测量结果进行诸如零点平移、取平均值、求极值、统计分析等复杂的数据处理功能,不仅使用户从繁重的数据处理中解放出来,也有效地提高了仪器的测量精度。
(4)具有友好的人机对话能力
智能仪器使用键盘代替传统仪器中的切换开关,操作人员只需通过键盘输入命令,就能实现某种测量功能。与此同时,智能仪器还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉操作人员,使仪器的操作更加方便直观。
(5)具有可编程控操作能力
一般智能仪器都配有GPIB、RS232C、RS485等标准的通信接口,可以很方便地与PC机和其它仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统,来完成更复杂的测试任务。现代仪器仪表在应用的过程当中,其技术手段的发展方向为:将分辨度、测试速度、模拟一体予以全面提升。在传统仪器仪表运用的环境比较下,计算机技术的融入能够使其在处理、分析、监测、控制、计算以及输出等方面发挥更为显著的作用,同时也能够使得仪器仪表技术的信息化发展进程更加稳定。
三、结语
经过前文总结,我们不难发现,现在智能化技术在仪器仪表的生产当中的地位越来越重要,同时我国在相关领域当中的研究也不断取得突破和成就,同时我国仪器仪表设备的产量也在逐年提高,成为世界上的产销大国,但目前我国仪器仪表的生产技术和世界先进水平相比距离仍然较大,這就需要我们进一步加强研究工,提高科研工作的资金和人员投入,保证自主创新能力,这样才能提高我国生产的仪器仪表设备的国际竞争力。
参考文献:
[1]丁未. 机器学习为代表的人工智能在仪器仪表工业中的应用展望[J]. 中国仪器仪表,2014(8).
[2]孙柏林,刘哲鸣. 人工智能技术在仪器仪表中的发展与应用[J]. 仪器仪表用户,2017(12):101-105.
[3]刘建祥. 人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J]. 城市建设理论研究:电子版,2016(15).
[4]温伟华. 人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J]. 自动化与仪器仪表,2016(2):96-97.
关键词:人工智能;仪器仪表;应用
仪器仪表一直以来都在我国的社会生活和工业生产当中占据着重要的地位,但是现在仪器仪表行业对于传统技术的依赖程度依然非常高,现在也已经有很多生产企业注意到了这个问题,并且进行了相应的调整,但实际上也很难起到实效。现在时常会竞争越来越激烈,很多生产仪器仪表的企业也开始暴露出了很多严重的问题,常见的例如产品寿命较短、产品质量较差等等,所以在未来,其也会直接给仪器仪表行业的生产造成严重影响。
一、人工智能技术类别的划分
其实人工智能是一个非常宽泛的概念,所以人工智能所采用的技术类型也非常多样,现在其主要分为三个类型:
第一种是弱人工智能,弱人工智能的概念就是擅长单独某个方面的人工智能,比如现在虽然已经有人工智能机器人可以战胜人类的最强棋手,但实际上也只懂得下棋,但并不会读取和存储其他类型的数据。
第二种是强人工智能,这种人工智能是人类级别的人工智能,其可以在很多方面和人类相提并论,其已经可以负担很多人类才能进行的脑力劳动,但是其开发难度和弱人工智能相比是非常大的,而其智能的概念也有所拓展,变成了思考和解决问题的复杂能力,同时也可以自动完成学习,从经验中更改自己工作的方法。
第三种是超人工智能,超人工智能的概念是在所有领域都远远超出人类大脑的思考能力,例如科学创新和社交活动等等。
其实最近名噪一时的阿尔法go就是一种深度学习模型,收藏了大量棋谱的特点,最终形成了一个综合方案,所以不难看出,人工智能不仅模拟人类的部分脑力活动,甚至已经可以替代了。
二、人工智能仪器仪表发展的特点分析
(一)人工智能仪表的发展特点
首先,在应用了人工智能技术之后,首先其会不断走向微型化,仪器走向微型化之后,其应用范围会大大拓宽,不仅会具备传统仪器仪表的功能,这更可以将其应用到航天和军事、医疗等领域。
其次,未来的仪器仪表的功能会更加多样,举例来说,其使用性能会不断提高,同时也有着更高的发生器和频率,所以给各种测试功能的实现都提供了可能性,不仅测试功能得到大大拓宽,更可以显著提高测试准确度。
第三,仪表也会不断走向人工智能化,人工智能其实是仪器仪表在计算机应用中的一个全新领域,使用计算机来对人工智能进行模拟,其实在未来,仪器仪表的发展水平也会不断提高,其也可以替代一些人工脑力活动,随着传感技术的发展,视觉和听觉方面的能力也会有所拓展,让很多原来难以解决的问题得到解决。
第四,现在网络技术的发展水平正在不断提高,网络技术也在和工业智能技术以及智能仪器仪表设计靠拢,将其应用到仪器仪表设备当中也并非天方夜谭了。实现智能仪器仪表基于网络通讯的功能以及可以执行远程系统升级和系统维护,在未来有着非常可观的前景。
第五,除了人工智能之外,虚拟仪器也是其全新的发展阶段,测量仪器的主要功能都是由数据采集、数据分析和数据显示等3大部分组成的。在虚拟现实系统中,数据分析和显示完全用PC机的软件来完成。因此,只要额外提供一定的数据采集硬件,就可以与PC机组成测量仪器。这种基于PC机的测量仪器称为虚拟仪器。在虚拟仪器中,使用同一个硬件系统,只要应用不同的软件编程,就可得到功能完全不同的测量仪器。可见,软件系统是虚拟仪器的核心,“软件就是仪器”。智能仪器的进一步发展将含有一定的人工智能,即代替人的一部分脑力劳动,从而在视觉(图形及色彩辨读)、听觉(语音识别及语言领悟)、思维(推理、判断、学习与联想)等方面具有一定的能力。这样,智能仪器可无需人的干预而自主地完成检测或控制功能。
(二)和传统仪器仪表相比智能仪器在功能上的特点
(1)操作自动化
仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器来控制操作,实现测量过程的全部自动化。
(2)具有自测功能
包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。智能仪表能自动检测出故障的部位甚至故障的原因。这种自测试可以在仪器启动时运行,同时也可在仪器工作中运行,极大地方便了仪器的维护。
(3)具有数据处理功能
这是智能仪器的主要优点之一。智能仪器由于采用了单片机或微控制器,使得许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题,现在可以用软件非常灵活地加以解决。例如,传统的数字万用表只能测量电阻、交直流电压、电流等,而智能型的数字万用表不仅能进行上述测量,而且还具有对测量结果进行诸如零点平移、取平均值、求极值、统计分析等复杂的数据处理功能,不仅使用户从繁重的数据处理中解放出来,也有效地提高了仪器的测量精度。
(4)具有友好的人机对话能力
智能仪器使用键盘代替传统仪器中的切换开关,操作人员只需通过键盘输入命令,就能实现某种测量功能。与此同时,智能仪器还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉操作人员,使仪器的操作更加方便直观。
(5)具有可编程控操作能力
一般智能仪器都配有GPIB、RS232C、RS485等标准的通信接口,可以很方便地与PC机和其它仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统,来完成更复杂的测试任务。现代仪器仪表在应用的过程当中,其技术手段的发展方向为:将分辨度、测试速度、模拟一体予以全面提升。在传统仪器仪表运用的环境比较下,计算机技术的融入能够使其在处理、分析、监测、控制、计算以及输出等方面发挥更为显著的作用,同时也能够使得仪器仪表技术的信息化发展进程更加稳定。
三、结语
经过前文总结,我们不难发现,现在智能化技术在仪器仪表的生产当中的地位越来越重要,同时我国在相关领域当中的研究也不断取得突破和成就,同时我国仪器仪表设备的产量也在逐年提高,成为世界上的产销大国,但目前我国仪器仪表的生产技术和世界先进水平相比距离仍然较大,這就需要我们进一步加强研究工,提高科研工作的资金和人员投入,保证自主创新能力,这样才能提高我国生产的仪器仪表设备的国际竞争力。
参考文献:
[1]丁未. 机器学习为代表的人工智能在仪器仪表工业中的应用展望[J]. 中国仪器仪表,2014(8).
[2]孙柏林,刘哲鸣. 人工智能技术在仪器仪表中的发展与应用[J]. 仪器仪表用户,2017(12):101-105.
[3]刘建祥. 人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J]. 城市建设理论研究:电子版,2016(15).
[4]温伟华. 人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J]. 自动化与仪器仪表,2016(2):96-97.