人工智能技術的現狀范例6篇

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人工智能技術的現狀范文1

(安徽經濟管理學院 信息工程系,安徽 合肥 230031)

摘要:隨著現代工業的不斷發展,基于人工智能技術的電氣自動化控制,已應用于實際的生產生活之中,并取得良好的應用效果.本文分析了人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀,并在此基礎之上,論述了人工智能技術在電氣自動化控制中的具體應用,旨在強化對人工智能技術的認識,并為今后相關領域的研究提供一定的參考.

關鍵詞 :人工智能;自動化控制;控制應用

中圖分類號:TM92文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2015)05-0050-03

在科學信息時代,人工智能技術的出現是現代社會發展的必然產物,更是推動工業現代化發展的重要技術支撐.當前,人工智能技術正處于不斷發展的階段,其在實際生產生活中的應用,充分表現出其強大的現實應用價值.一方面,人工智能技術作為一門新興科學,具有十分廣泛的現實應用價值;另一方面,現代社會發展需要人工智能技術的參與,尤其是現代工業的發展,需要人工智能技術作為支撐.對此,本文立足于人工智能技術的認識,闡述了人工智能技術在電氣自動化控制中的應用.

1 人工智能技術

在科學技術快速發展的大背景之下,人工智能技術孕育而生.作為一門新的科學技術,在現代社會的發展中起到重要的作用.人工智能技術的形成,不僅有計算機技術理論的支撐,也有其他學科交互交叉下的共同構建.人工智能技術的本質,主要在于通過對人類智能的模擬,進而創造出可以替代人類從事復雜工作的機器人.當前,人工智能技術的研究領域比較集中,主要在兩個領域:一是專家系統;二是機器人系統.模擬人類智能,最為突出的問題就是,大腦問題,人類大腦精密且復雜,如果要模擬,那需要如何實現呢?在現代技術之下,這一模仿成為了可能,進而逐步發展期人工智能技術.在實際的生產生活之中,人工智能化已應用于諸多領域,并取得了良好的應用效果,這也充分證明了人工智能技術強大的現實意義價值.此外,將人工智能﹑專家系統嵌入到仿真環境是減少仿真中的人力消耗,提高仿真自動化程度和仿真精度,是拓寬一體化仿真規模的不可缺少的技術.如下圖1所示,是人工智能技術與仿真學科的交叉.

當然,人工智能技術已應用于實際的生產生活之中,但這項技術仍處于不斷成熟發展的階段,人工智能技術也存在一些問題,需要在今后的技術創新之中進行優化與改進.隨著自動控制理論的研究發展,人工智能技術在電氣自動化控制中的應用主要在專家系統、運作效率和模糊控制三個方面.從實際情況來看,由于模糊控制系統具有操作簡單,且易于設備的融入,所以人工智能技術在電氣自動化控制系統中的應用,仍主要集中在模糊控制.

2 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀

電氣自動化控制是現代社會發展的必然結果,也是推動現代文明前景的重要力量.基于人工智能技術的電氣自動化控制,一方面提高了電氣自動化的控制效率;另一方面,降低了成本投入,符合工業企業發展的需求.所以,對于電氣自動化控制而言,人工智能技術的應用,無疑具有重要的現實意義.

2.1 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用價值

人工智能技術的優越性非常顯著,主要在于人工智能技術實現了對信息的收集、反饋及處理,在很大程度上替代了人類進行復雜的工作.所以,在電氣自動化控制領域,人工智能技術的應用,勢必是跨越式的發展.首先,基于人工智能技術的電子自動化控制,實現了更優的生產、流通等生產過程,在很大程度上實現了真正意義上的自動化;另一方面;電氣自動化的實現,在很大程度上減少了人力的投入,降低了成本投入,提高了生產效率.對此,人工智能技術在電氣自動化控制中的應用,推動了電子自動化行業的升級,促進了產業的結構優化.

2.2 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀

在電氣設備的設計過程中,需要完備的知識理論作為支撐.而且,電氣設備設計具有復雜性和系統性的特點,這就強調設計工作的有效性.人工智能技術應用在電氣自動化控制中之后,人工智能控制功能已成為現實,并集中體現在以下幾個方面:

2.2.1 人工智能控制實現了數據的采集及處理功能.這一功能的實現,首先實現了對電氣設備的數據采集,而且在實際生產之中,可以對相關數據進行處理及保存,這就大大提高了電氣自動化的控制效率.

2.2.2 人工智能控制實現了系統運行監視機報警功能.對于電氣系統中的主要設備,這一功能可以對其模擬數據值實時監視.與此同時,對于電氣設備的開關量,實現了智能化監視,并對于電氣設備運行狀態的變化進行電話報警、記錄等,以便于事故的先前處理.

2.2.3 人工智能控制實現了操作控制功能.電氣自動化控制的一大特點,就是通過鼠標或鍵盤,便可實現對電氣系統的控制.所以,對于電氣控制系統的操作人員而言,基于控制程序就可以實現同期并網帶負荷或體積操作.這樣一來,極大地提高了控制的效率,適合當前的工業發展需求.

2.2.4 人工智能控制實現了故障錄波功能.人工智能控制的這一功能的實現,主要在于通過對故障錄波的模擬、順序記錄、波形的捕捉等,以實現對故障錄波的智能化捕捉,這在很大程度上提高了電氣設備運行的效率及安全.

3 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用分析

目前,基于人工智能技術的電氣自動化控制,實現了本質性的優化,諸多功能的實現,擴大了人工智能技術在電氣控制領域中的應用價值.在此,筆者主要闡述了人工智能技術在電氣自動化設備、電氣控制過程,以及事故診斷中的應用,強化對人工智能技術在電氣自動化控制中的應用認識.

3.1 人工智能技術在電氣自動化設備中的應用

實質上,電氣自動化系統非常復雜,涉及多個領域與學科.一方面,電氣自動化設備的操作,需要操作人員具有良好的綜合素質,以及完備的專業知識;另一方面,電氣自動化的復雜性,強調操作的有效性,方可減少因為操作失誤或不當,而造成的事故或停機.對此,在對這些現實問題的解決中,人工智能技術無疑起到釜底抽薪的效果.首先,人工智能技術以計算機為理論核心,通過程序的編寫,可以實現計算機下的智能控制.也就是說,電氣設備的操作智能化,代替了人腦勞動操作的不足.這樣一來,不僅提高了工作的效率,而且降低了成本投入;其次,人工智能技術的應用,提高了電氣自動化設備運行的科學性,優化了設備運行的現實環境.如圖2所示,電氣自動化設備人工智能化的系統.

3.2 人工智能技術在電氣控制過程中的應用

在電氣自動化的過程中,電氣控制過程是最為核心的部分.人工智能技術在電氣控制過程中的有效應用,無疑是提高電氣自動化控制的重要基礎.首先,在電氣控制的過程中實現電氣自動化,在很大程度上提高了工作運行的效率.并且,自動化的實現了更加科學化發展,降低運作的成本,尤其是在人力成本上,降低了人力在生產工作中的投入;其次,在電氣自動化控制方面,人工智能技術的應用相對比較集中,以專家系統、模糊控制和神經網絡控制為主.

3.2.1 模糊控制.模糊控制以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎,并以專家經驗作為模糊控制的規則.從其基本思路而言,模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎之上,運用模糊控制器,進而實現對電氣控制系統的控制.其中,如圖3所示,是模糊控制系統的組成框架圖.模糊控制是一種自動控制系統,以模糊邏輯的推理規則為理論基礎,并采用計算機控制系統構成具有反饋通道的閉環結構的數字控制系統.

3.2.2 專家控制.專家控制是以專家系統理論為主體,并有機結合了控制理論技術,是對專家經驗效仿下的人工智能控制技術.所以,專家控制技術在電氣控制過程中的應用,表現出顯著的特點就是自動化控制的靈活性高,可實現對控制率的靈活選?。痪哂休^好的適應性,能夠通過對調控器的參數調整,適應不同的工作環境;可提高電氣設備的運行效率和設備的運行安全.

3.2.3 網絡神經控制.網絡神經控制的原理就是基于對人腦神經元的活動模擬,以逼近原理為依據的網絡建模.當前,網絡神經的研究比較廣泛,相關技術也日益成熟,在電氣控制過程中的應用也日益廣泛,且具有良好的應用效果.

為了更好地闡述人工智能技術在電氣控制過程中的應用,本文以模糊控制為例進行具體的闡述.具體而言,模糊控制在電氣控制過程中的應用,其作用的發揮主要基于直流和交流傳動的實現.在直流傳動中,其主要的傳動控制是Mamdani、Sugeno.其中,mamdani是調速控制,而Sugeno則所有不同.此外,在交流傳動中,其人工智能的有效實現依托于模糊控制器.如下圖4所示,是模糊控制器的原理圖.

3.3 人工智能技術在平常操作中的應用

隨著現代工業的不斷發展,我們的生活與電氣行業的關系日益緊密,電氣的安全穩定運行,對我們的生產生活具有重要的意義.電氣操作強調操作流程的嚴格規范,在傳統電氣領域,由于操作復雜性,在操作的過程中不僅要花費大量的時間,而且操作不當或操作失誤,都有可能帶來嚴重的后果.所以,隨著電氣行業的現代化發展,基于人工技能技術的應用,在很大程度上簡化了電氣領域的操作過程.一方面,傳統繁瑣的操作步驟得到進一步的簡化,提高了電氣操作的效率;另一方面,自動化的實現,降低或杜絕了人工操作失誤所帶來的問題,在很大程度上提高了電氣系統運行的安全穩定性.

3.4 人工智能技術在故障診斷中的應用

人工智能技術以模糊理論、專家技術,以及神經網絡控制為核心,在故障診斷領域也具有十分重要的應用價值.在電氣系統運行中,變壓器、發動機等的故障,不僅影響電氣系統運行的效率與安全,而且在檢修方面具有較大的難度.在傳統的故障診斷中,一是故障診斷的方法復雜,且準確診斷率較低;二是故障診斷需要花費大量的時間與人力,與當前的工業發展需求相沖突.例如,在對變壓器的故障診斷中,傳統的診斷方法是首先需要對變壓器油產生的氣體進行收集與分析,基于分析的數據判斷變壓器是否發生故障.這就需要花費較多的時間和人力,如果數據分析不準確,則會影響診斷的準確率,降低變壓器運行的穩定性和安全性.所以,人工智能技術的應用,實現了對變壓器故障診斷的自動化,極大地提高了故障診斷的效率和準確性.

4 結束語

快速發展的科學技術,改變了我們的生活.人工智能技術的出現,推動了現代文明的發展.作為一門新興高科技,其在現實中的應用價值是無限的.首先,基于人工智能技術的電氣自動化控制,轉變了傳統的電氣控制模式,實現了跨越式發展;其次,人工智能技術提高了電氣自動化控制的效率,無論是在人力上,還是在物力上,都大大降低了成本的投入,表現出良好的現實意義價值.

參考文獻:

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人工智能技術的現狀范文2

關鍵詞:人工智能技術 電氣自動化控制 應用分析

中圖分類號:TP18 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)07(a)-0114-02

近年來,科學技術不斷進步,智能化和自動化技術的應用越來越廣泛,人工智能技術已成為電氣自動化的發展趨勢。在電氣自動化控制中人工智能技術的應用,不僅使得運營成本降低了、工作效率也極大地提高了,而且還有效防止了安全事故的發生。伴隨人工智能技術的創新與改革,人工智能技術面臨著很大的挑戰。本文結合人工智能技術的優勢,重點探索了人工智能技術在電氣自動化控制中的應用。

1 電氣自動化控制中人工智能技術的應用簡述

人工智能是相對于人類智能而言的。它是指用機械和電子裝置模擬或者代替人類的某項智能。當前,人工智能技術已成為電氣自動化技術的發展趨勢。在電氣自動化控制中,通過人工智能技術代替人工操作,進一步提高了工作效率,增加了系統的靈敏性和穩定性,更好地實現了自動化。通過人工智能技術的引進,實現了計算機智能化,減少了以往人為活動中經常出現的誤差,使得機械設備在無人值守的情況下可以自動、準確的進行操作控制,節約了大量的人力資源,從而降低了運行成本,在很大程度上推動了電氣自動化的發展。

2 電氣自動化控制中人工智能技術的應用優勢

電氣自動化實踐證明,人工智能技術的引進,彌補了以往電氣自動化控制中的缺陷,更好地實現了真正的自動化。與以往的人工控制技術相比,人工智能技術具有以下優勢。

2.1 極大的節省了人力資源

與傳統的人工控制技術相比較,人工智能技術最明顯的優勢就是可以代替人類手工勞動,進而極大的解放勞動力。電氣操作過程是一個相當復雜的工程,電氣設備多,線路復雜,因此需要投入大量的工作人員進行操作和控制。但通過引進人工智能技術,通過計算機程序準確的收集、分析和處理數據,將人類從復雜的勞動中解放出來。這樣,人工智能技術極大的節省了人力資源,降低了人力成本。

2.2 提高了準確性,降低誤差率

與之前的操作相比,通過人工智能技術操作,大部分工作都是通過計算機程序自主運行,工作人員參與的不多,電氣系統不會隨意發生變動,而且程序都有數據跟蹤監測,因此就避免了以往人為操作過程中因為失誤容易出現的事故和故障,減少了人為誤差。一般情況下,只要硬件不出現問題,操作過程就不會有太大的誤差,準確率就比較高。

2.3 不需要對對象的模型進行控制

在電氣自動化控制器設計時存在著很多不確定的因素,因此十分有必要建立控制對象模型。所以,在一定程度上,人工智能技術避免了那些不確定因素的出現,進一步提升了電氣自動化控制中的精確系數。

2.4 保證了產品的規范化和性能的一致性

在電氣自動化控制中,通過人工智能技術操作,運行模式更加規范統一。在操作過程中,機器設定的程序及其標準都是統一的,運行模式也不會受到干擾和影響,生產都是重復進行的,從而保證了產品的規范性和性能的一致性,為企業的生產提供了穩定的質量保障。

另外,人工智能技術可以根據時間和應用語言來進行設計,具有更加容易調整、修改,更好地適應數據和信息,更好的抗干擾能力等優勢。

3 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用

伴隨著人工智能技術的發展,許多研究人員對人工智能技術在電氣自動化控制中的應用進行研究,而且取得了一些驕人的成績,積極采用這些成果可以促進電氣自動化的智能發展。

3.1 在電氣設備設計中應用人工智能技術

電氣工程實踐證明,只有具備專業領域的學科知識和技能才能保證電氣化系統的高效、穩定運行,這也就需要大量經驗豐富并且高度負責的工作人員,所以,如何實現電氣自動化操作系統的穩定高效運行一直被認為是最復雜的問題之一。伴隨著人工智能技術的發展,通過信息技術手段可以將電氣化系統中一部分復雜的工作通過電氣設備自動完成,大大降低了勞動力成本,同時提高了準確性和效率。

人工智能技術的出現,更新了原有的計算機系統,整個產品無論是從研發到設計還是生產都有了全面的提高。在人工智能方法中,遺傳算法是一種較為先進的優化算法,優化設計的產品很合適,所以電氣設計時經常使用這種方法。

3.2 人工智能技術在事故及其故障診斷中的應用

所謂電氣故障診斷,就是通過對電氣設備的相關信息,以確定其技術狀況是否正常,確定故障的性質和部位,查找故障原因,并提出相應對策。在電氣領域中,由于各種不確定的因素導致各種故障和事故頻繁發生,如果這些故障或者意外不能妥善處理或及時判決,都將帶來無法估量的損失。在傳統的電氣控制中,也可以采用一些診斷方法,但是這些方法用來確定結果的精確度不高,而且診斷過程和方法是非常繁瑣、復雜的。例如,診斷變壓器故障的傳統方法,我們通常先收集所產生的氣體,并通過對氣體的診斷來判斷是不是存在故障。這種診斷方法花費大量的人力和物力,如果診斷分析的結果不正確,損失很嚴重。自從引進人工智能技術后,變壓器的故障診斷就變得方便和準確。除了變壓器的故障診斷外,也可對發動機發電機等電氣設備進行事故診斷,可極大的提高判斷的及時性和準確性,提高工作效率,同時增加了企業的效益。

3.3 在電氣控制過程中開始應用人工智能技術

在電氣自動化控制中,人工智能技術具有特別重要的作用,已經成為電氣領域中必不可少的一部分。實現電氣自動化和智能化,可以很好地提高工作效率,降低工作成本。在傳統的電氣自動化控制中,操作過程中總是不可避免的出現一些人為錯誤,而且有的操作過程非常的復雜繁瑣,造成錯誤率上升。人工智能技術在電氣自動化控制領域中最主要的表現是神經系統的控制、模糊控制與專家系統的有效控制?,F在,通過采用模糊控制,借用直流與交流在電氣自動化控制過程中的傳動就可以實現自動化的傳動控制。一般來說,模糊控制主要分為Sugeno和Mamdan兩種情況,Mamdan是用來進行調速控制的,Sugeno是Mamdan的一種特殊例子。自從模糊神經元控制器應用于高性能傳動產品中,人工智能技術在電氣領域日益占據更重要的作用。

在日常的操作過程中,我們可以改進家庭電腦,實現對電氣系統的遠程控制。通過人工智能技術事先設定既定的程序來控制操作過程,實現機器智能化,及時掌握各個環節。人工智能技術除了應用于電氣設計設備中、事故及其故障診斷中、電氣控制過程中之外,還應用于其他的領域。比如,人工智能技術通過專家系統、神經網絡、模糊集理論和啟發式搜索等方面在電力系統中的應用,同時人工智能技術還應用于日常操作過程中。

4 結語

綜上所述,通過在電氣自動化控制中應用人工智能技術,不僅使得工作效率極大的提高、運行成本也更為降低了,從而使得電氣自動化智能化更好地實現。伴隨著科學技術的進步,人工智能技術在電氣自動化控制中的應用還有很大的發展潛力,同時人工智能技術面臨著很多挑戰,因此,我們要努力研究并不斷完善,讓人工智能技術日后能更好的應用到電氣自動化控制中。

參考文獻

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人工智能技術的現狀范文3

大數據下科技信息領域需要解決的主要問題

(1)大數據下科技信息處理的標準化體系研究相比傳統的科技信息,大數據環境下的科技信息的來源、類型、內容和數據格式更為復雜,制定和完善科技信息的標準化體系和內容是及其必要的。信息資源的標準化體系是保證信息有效存儲、處理、分析和利用的基礎和前提。本文認為將依據當前科技信息現狀,針對具體領域研究和制定大數據下的科技信息處理規范和建議是必要的。(2)大數據下的科技信息資源的建設方法研究借助大數據技術可實現科技信息的大數據處理與大數據存儲,實現多源異構的科技信息完成數據的存儲、處理、交換等功能。大數據下的科技信息資源的建設方法研究需要從數據本身和數據的組織兩個研究視角出發,分析梳理大數據環境下科技信息資源在建設中面臨的難點和關鍵性技術問題,研究和提出科技信息資源的知識組織系統框架和基本構建方法。(3)大數據下的科技信息資源的分析方法研究結合科技大數據特點,主要利用深度學習技術解決科技大數據的高維數據降維處理問題。研究和探索面向科技信息資源的分析方法,提出不同類型科技信息資源的關聯分析、重要性分析、主題演化路徑等深層次的信息分析方法和技術,通過系列分析方法和技術研發,解決科技信息資源管理工作中存在的問題,研究方法在實踐中進行創新和發展。世界的發展、科技的換代、媒介的延伸以及人文的變更,匯聚成一股巨大的洪流,加速了我們所處時代的變換,人工智能技術已經滲透到各個技術領域,以上問題涉及科技信息的組織和分析,需要人工智能技術的融合,即與人工智能技術的深度融合必將推動科技信息進入全新時代。

人工智能應用于科技信息領域的研究意義和主要研究內容

人工智能為解決科技信息的獲取和分析提供解決途徑(1)人工智能可拓展獲取科技信息的來源。從事智能分析的美國Stabilitas公司的首席運營官ChrisHurst認為:“人工智能可以擴大信息工作的范圍,不會遺漏那些有價值的細節。”科技信息同樣需要通過各種渠道獲取世界各國的同類信息,利用分布式網絡爬蟲等人工智能技術可獲取全世界的開源信息,包括文本和音視頻數據。(2)人工智能可加快處理科技信息數據的速度。美國中央信息局肯特學校教信息分析的校長JosephGartin認為:“梳理社交媒體來獲得信息并不是什么新鮮事,讓人耳目一新的是如今我們收集社交媒體數據的數量之大和速度之快?!焙A康目萍夹畔⑼ㄟ^人工智能技術可以快速處理億萬比特的數據,從而了解世界各國同類信息或事件,將每天接收到的大量數據轉變為能夠用于政策和戰場行動的信息。(3)人工智能使科技信息的分析自動化、智能化。據俄羅斯通訊社報道,俄羅斯總統普京表示:“無論誰在這一領域中處于領先地位,都將成為世界的統治者?!逼站┱J為:人工智能是未來權力的關鍵。利用自然語言處理技術、語音識別、圖像檢索等人工智能技術可以極大的提高信息人員檢索有用信息的速度。此外,知識圖譜作為人工智能的知識庫基礎,基于知識圖譜可實現分析對象的多維多步自動關聯分析,利用深度學習模型可大大提高多因素影響的系統分析,獲得更好的信息分析效果。主要研究內容(1)基于人工智能技術的科技信息的知識存儲和管理大數據下的科技信息具有海量、異構、跨媒體的特點,其知識存儲和管理需要對結構化或非結構化的跨模態數據進行語義智能化計算研究,以為統一語義范疇下的數據查詢提供便捷的元數據服務;對跨媒體知識統一組織進行研究,為不同關系結構,不同模態數據的統一存儲與管理提供結構基礎;同時,需要對跨媒體知識的更新進行研究,為動態的數據存儲與多變的業務管理提供支撐。最后,對跨媒體知識檢索與查詢進行研究,從實際的檢索和查詢業務角度出發,制定規則,優化性能,提升知識數據被獲取時的準確性與高效性。(2)基于人工智能技術的科技信息與知識的深度揭示與聚類加強科技信息資源的多源多模態數據整合關聯、信息抽取、不確定推理、機器學習、自然語言處理等人工智能技術研發與應用;利用人工智能技術實現科技信息資源的外在層面的資源整合,資源內在特征的深度聚合,實現科技信息與知識的深度揭示與聚類。通過可視化方式實現科技信息知識(研發技術、研發機構、研發人員等)的聚合、揭示與展示。其中重點利用語義分析技術、詞表/本體構建技術、知識圖譜技術、大數據分析等人工智能技術,通過可視化方式實現科技信息知識的聚合、揭示與展示;實現對格式各異、內容復雜的數字資源進行深層次的揭示,從資源外在層面的資源整合,深入到資源內在特征進行深度聚合,實現信息與知識的深度揭示與聚類,同時將科技信息知識服務嵌入知識交流之中。技術路線圖如圖1所示。(2)基于人工智能技術的科技信息前沿技術發現與預警研究前沿技術發現與預警旨在有效指導和開展科技研究,國內外已有研究在信息對象和研究方法上比較單一,信息價值和服務效果受限??萍夹畔⑶把丶夹g發現與預警研究應更強調面向信息源的全面收集、處理、分析的一定程度智能化生產過程,更好的感知非完備信息,輔助信息用戶把不確定性預測變成更確定性預測。研究將不同類型的信息源進行整合、融合,多維度的分析科技前沿技術特征,從不同角度實現有價值信息的綜合疊加和映射,從中發現、分析和描述科技前沿技術問題,為科技領域專家實現科技前沿的準確辨識提供服務,實現有效的技術預警。技術路線圖見圖2所示。

基于人工智能技術的科技政策動態分析平臺設計

科技政策動態分析脫離原有人工分析為主的模式,而借助技術手段進行輔助分析是時展的必然趨勢,海量數據的現實對情報分析方法的沖擊不可避免。技術參與的目的是提高人工分析的效率和質量,采用技術輔助手段是可以做到事半功倍的?;谌斯ぶ悄芗夹g的科技政策動態分析平臺的目的在于如何利用技術手段提供獲取情報數據、情報多維分析能力和自動生成可讀性的分析報告的能力,幫助提高人類思維的效率。1)科技政策動態信息監測科技政策動態信息監測主要采用網絡信息的監測方式,只有在有效采集網絡信息的基礎上才能進而實現具體內容分析與信息服務。信息監測是對互聯網上共享的科技政策資源進行提取、解析、收集和存儲等的過程。科技政策動態信息監測的一般框架可由圖3表示??萍颊邉討B信息監測系統的層次模型:表示層,業務邏輯層和數據訪問層。數據訪問層:連接數據庫,執行插入和查詢等操作。主要是用數據集訪問。業務邏輯層:調用數據訪問層的方法然后返回結果給表示層。表示層:獲取表單的數據,然后調用業務邏輯層的方法處理數據,然后根據結果顯示相應的數據??萍颊邉討B信息監測的系統框架:系統分為數據層與應用層兩個層次。其中,數據層為整個平臺提供數據支撐,包括監測站點、情報、文章、等基礎信息數據,以及用戶信息、日志信息等數據。應用層主要提供站點管理、信息服務、編輯撰文三大功能模塊,為用戶使用系統進行信息檢索、篩選、瀏覽、定制、撰文等提供服務,同時也為管理員進行系統管理、任務分配、成果組織等提供相應接口。具體系統框架如圖4所示。

人工智能技術的現狀范文4

【關鍵詞】人工智能;電氣工程;自動化;運用

中圖分類號:TP18文獻標識碼: A

前言

近年來,隨著人工智能技術快速的發展,自動化在很多領域得到了廣泛的應用,尤其是電氣工程自動化控制中取得了飛速的發展,其操作過程中簡單、精準、針對性強。但依然存在一些問題和不足需要改進,在科學技術突飛猛進的新時期,加強人工智能自動化在電氣工程中的運用,對我國電氣工程有著重要意義。

人工智能的概述

人工智能的概念在1956年首次提出之后,在研究領域得到了飛速的發展,逐漸形成了一套以計算機為主,包含了自動化、控制論、信息論、生物學、仿生學、心理學、語言學、數理邏輯、哲學和醫學的一門綜合性的科學。在人工智能領域,使機器擁有與人類智能過程相類似的系統, 能夠勝任人類智能所能完成的工作。人工智能理論是開發、研究如何延伸、模擬人的智能的理論。

作為新興的計算機科學的一個分支, 人工智能技術解釋了智能的實質, 并在此基礎上生產出一種與人類智能有相類似反應的智能機器。在此領域的研究主要包括:圖像識別、語言識別、機器人、專家系統和自然語言處理等系統。電氣工程主要是研究和電氣工程有關的自動控制、系統運行、信息處理、電子電氣技術、研制開發、信息處理和計算機與電子應用等。隨著科學技術的不斷發展, 計算機技術已經開始應用在我們生活的每個方面。飛速發展的計算機編程技術加快了傳播、自動化運輸和傳播的發展。人類大腦作為最精密的儀器,計算機編程也只能模仿其對信息進行分析、處理、交換、收集和回饋,所以對人類大腦技能的模仿會促進電氣工程自動化的發展。電氣自動化控制在增強交換、生產、分配和流通方面有重要的作用,實現電氣工程的自動化,會降低人力資本的投入,使運作的效率不斷提高。

電氣自動化控制中人工智能技術的現狀

1、完善電氣設備的設計是一項復雜的工作,其既需要運用電路及電磁場知識,還要運用一些設計里的經驗性知識。以前的產品設計是利用簡單的方法、依據經驗采取手工方式進行,因此不容易選出最優的方案。然而,隨著計算機技術的進步,電氣產品的設計方式也發生了改變,逐漸由手工設計朝借助計算機設計轉變,這極大地縮短了電氣產品的研發周期。將人工智能技術應用于電氣自動化控制中,使得以前的CAD技術得到了極大發展,不僅大大提升了產品設計的效率,也提高了產品的質量。

2、智能控制功能變成現實。1)數據采集與處理:能夠對所有的開關量和模擬量進行實時采集,還能根據需要進行處理或儲存。2)運行監視和事件報警:可對各主要設備的模擬量數值、開關量狀態進行實時智能監視,有事故報警越限和狀態變化事件報警,事件順序記錄,事故處理提示和自動處理,聲光、語音、電話、圖像報警等功能。3)操作控制:通過鍵盤或鼠標就能實現對斷路器及電動隔離開關的控制、勵磁電流的調整。運行人員可按順控程序進行同期并網帶負荷或停機操作另外,系統還對運行人員的操作權限加以限制,以適應各級運行值班管理需要。4)故障錄波:主要包括模擬量故障錄波、波形捕捉、開關量的變位以及順序記錄等。

人工智能在電氣工程自動化中的運用

電力系統中分布著大量的自動控制和手動控制裝置,如繼電器、斷路器、隔離開關等,由這些相對簡單的局部控制的協同作用構成整個電力系統復雜的實時控制。電力系統的保護實時控制有離散和連續兩種控制類型,由于人工智能技術具有清晰的邏輯思維和快速的處理能力,已成為在線狀態評估的重要工具。勵磁控制是控制無功功率發電機端電壓的重要組成部分,是一種重要的實時連續控制系統,對維持電力系統穩定性起主要作用,切負荷是另外一種離散型的控制系統,當發電機由于故障造成系統容量發生急劇變化時,人工智能系統能處理暫緩負荷容量,有良好的適應性和實用性。

1、電氣產品的優化設計

電氣產品的優化設計是一項復雜的任務,在設計過程中需要將科學設計和經驗知識有機融合,才能使產品的設計科學而實用。近年來,隨著計算機技術的飛速發展,通過采取人工智能技術來進行電氣產品的設計,使得這一設計過程正漸漸從手工逐漸轉向人工智能輔助設計,從而有效縮短了產品的設計周期,并且還使得產品的設計越來越優質、實用、科學。

2、電氣設備的故障診斷

電氣設備出現問題時,所表現出來的癥狀及其相關的實際問題是非常復雜的,有時候是很難判斷和查找的,而人工智能技術的使用恰恰可以解決這一問題,同時利用人工智能故障診斷技術在電機和發電機也是很常見的。由于電氣設備故障的非線性,不確定性和復雜性的特點導致傳統的診斷方法準確率低,效果不明顯,而人工智能通過將專家系統和模糊理論有機結合起來使用,能夠確保故障診斷的高精度。

3、運行過程的智能控制

隨著對自動化的要求越來越高,人工智能控制技術將是未來發展的一個趨勢,這在電氣工程自動化中已經得到了廣泛的應用。電氣設備的控制是一項復雜而綜合的工作,要求具有很高的技術含量,還應該會將各種專業知識綜合運用,再根據大量的數據進行計算和分析,通過人工智能技術的應用,結合專家系統控制、模糊控制、神經網絡控制三者相互結合的方法,由于人工智能本身的特性可以確保計算速度快,計算精度高,從而節省了大量人力物力,對人力資源而言可以說是一種解放。

同時,電氣行業與我們平常的生活和學習有密切聯系,所以,將以前繁瑣的操作進行簡化,提升電氣系統的操作效率是很有必要的。在平常的電氣系統操作過程中應用人工智能技術,便能夠使復雜的操作程序變得簡單,在家中利用電腦就可以完成有關操作,從而實現遠程遙控不僅如此,我們還可以簡化界面,將有些重要的信息及時進行保存與處理,便于以后的查詢和使用。除此以外,利用人工智能技術還能夠自動生成報表,這節省了很多時間,提高了工作效率。

五、計算機控制技術的發展趨勢以及發展前景

計算機控制技術是利用計算機知識在不同的行業領域進行自動化生產,近年來,隨著國民經濟的發展,計算機信息技術被應用到各行各業中,計算機技術也在科技信息技術迅速發展的背景下有了很大程度的提升。在現階段,計算機技術的提高和改進影響并帶動了自動化控制技術發展與進步。在社會不斷發展和進步的前提下,計算機自動化技術的發展小斷地趨向于深度和廣度。一方面,計算機自動化技術小斷的趨向于智能化,計算機控制技術可以模仿人類的一些感覺,如觸覺、聽覺等,還可以模仿人類的知覺能力,即是根據一件物體的某個具體的特征推測出該物體的其他特征,或者從整體感知該物體。另一方面,計算機控制技術和自動化管理技術開始向著不同的領域發展,并逐漸被應用到各大系統工程中,向著管理工作和技術工作的一體化的方向發展。

六、結束語

人工智能在電氣工程自動化中的運用至關重要,因此,在電氣領域的后續發展中,要不斷提高自動化的技能,加強對人工智能自動化的在電氣工程中的應用,促進電氣工程技術領域的發展。本文通過對人工智能在電氣系統中的問題分析,人工智能控制器可以根據實際情況適當調整自身性能,進一步明確了其在電氣工程應用中的方向,為電氣工程自動化奠定了堅實基礎。在科技占主導地位的21世紀,將人工智能技術應用于電氣自動化控制系統中,實現了智能化設計,提高了電氣自動化生產的效率,使人工智能化更好的為人類社會服務。

參考文獻

[1]葉干洲 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用[J] 科技咨詢 2010年

[2]郭策 設計智能建筑電氣自動化系統的思路[J] 中國新技術新產品 2012年

[3]王艷 淺談人工智能在電氣自動化控制中應用[J] 科技向導 2010年

人工智能技術的現狀范文5

[關鍵詞]人工智能;網絡安全;計算機

當前大部分機械化工廠中依舊存在許多員工,這些員工是來輔助自動化機器完成生產的,這不是說自動化機械無法做到流水線式的生產,而是在生產過程中,會出現各種各樣的問題,而自動化機器在出現問題后依舊會按照設定的程序進行生產,這樣就會導致生產出許多廢品,大大損害了工廠的利益。這樣的問題同樣出現在網絡安全方面,不管是國家還是企業,每年在網絡安全方面都投入了大量的人力與資金,即使是這樣,依舊面臨著黑客攻擊或者計算機病毒等一系列問題。在大數據時代背景下,由于病毒的種類和入侵方式呈現出多元化發展趨勢,傳統的網絡安全措施如:防火墻,可能對某些新型病毒無法進行有效識別而導致計算機受到危害。所以網絡安全一直是很多國家及企業所頭痛的問題。而人工智能的技術是未來的發展方向,被越來越多的人所重視,并且在網絡安全領域也得到了充分發展,使網絡安全的防御更加智能,在網絡安全方面是一項重大突破。

一、人工智能在網絡安全中所發揮的重要性

2019年12月12日,國家工業信息安全發展研究中心《人工智能中國專利技術分析報告》。據圖1顯示,我國人工智能領域專利申請呈快速增長,在2010年后增長速度明顯加快,2018年專利申請量為94539件,達到2010年申請量的10倍。總體上,國內的人工智能相關專利申請量呈逐年上升趨勢,并且從2015年往后增長的速度明顯加快,這代表我國對人工智能的重視力度提上了一個嶄新的臺階。當今社會中,多數市民不允許自己孩子多玩手機,在逐漸減少他們的上網時間,出現這種現狀的原因,一方面是怕耽誤孩子的學習,另一方面是因為家長覺得現在的網絡環境較差,網絡安全管理還存在較多的問題,怕自家孩子受網絡影響,學習到一些不好的思想,使他們的人生走上歧路。通過調查顯示,廣大市民提到計算機網絡問題時,總是避免不了三點:1、如何對自己的電腦進行加密,使電腦信息不外泄;2、如何屏蔽掉當前網絡上的不良行為及信息;3、如何保證自身的個人電話、身份證等信息不外泄。要想解決這些問題,就要從根本上入手,那就是解決網絡安全方面的問題,而引入人工智能,不僅可以有效加強計算機網絡技術方面的功能,還能使計算機最大限度地阻止各種不良信息的入侵,從而使計算機更加流暢且更智能的維護我們的上網環境[1]。

二、人工智能在網絡安全中的應用特點

當網絡中固有的安全防護措施,如:防火墻,當遇到人為操作的入侵后,就會稍顯無力。因為人為操控的入侵,會根據已有防火墻的特點,找出存在的薄弱點,從而達到入侵的目的。而在網絡安全中引入人工智能,能使網絡安全中已有的防護措施變得更加靈活,在攔截人為入侵及病毒檢測方面具有無與倫比的優勢。此外,人工智能還有較強的學習能力,這個能力在處理信息方面具有顯著效果,在網絡安全方面運用人工智能能大大提高網絡信息的處理效率。對比傳統的網絡安全技術,人工智能在能源消耗方面也有明顯優勢,不僅能減少有關部門對其的資源投入,還實現了綠色環保節能[2]。

(一)信息處理工作過程的準確性

隨著人工智能引入到網絡安全中,計算機設備中的不良信息明顯有所減少,這大大提高了不法分子對網絡的攻擊難度。在傳統的網絡安全技術中,都會配備許多人力來進行二十四小時監管,這樣的防護措施一是為了能在受到外來入侵時及時發現,并針對性解決。另一方面是為了隨時隨地攔截外界所傳輸進來的無用信息。而在引入人工智能后,就可以減少人員的投入,因為人工智能對外界信息的傳輸具有一定的甄別能力,使有關部門對信息的處理壓力得到減輕,從而為企業節省成本,提高工作效率[3]。

(二)具備較強的學習與處理技能

隨著民眾對互聯網使用力度的不斷提高,網絡中的信息也越來越多,這就導致網絡信息太多,一些有效信息企業無法及時處理,從而錯失“商機”或對企業造成損失。而較之傳統的網絡安全防護措施來講,人工智能的特點是它具備一定的學習能力,這個能力在處理網絡信息中,有著明顯優勢。人工智能技術快速學習這一特點,使得其本身具有很強的信息識別能力,能幫助企業及時從眾多信息中篩選出有效信息。此外,人工智能自主學習這一優勢,也使網絡安全技術防護變得更加靈活,它改變了固化的安全防護措施,雖說人工智能技術的發展還不是很健全,但足以應對一些小規模外來入侵,大大減少了有關部門在網絡安全方面的人力、物力投入。

(三)使用能源的消耗量相對較低

通過對有關數據的收集及對比,我們可以發現傳統的網絡安全技術中,能源消耗異常的快速,而人工智能的能源消耗卻特別低,究其根本原因在于,人工智能采用了新的算法,那就是控制算法。這種算法不僅可以一次性完成計算任務,提高效率,還有效減少了能源消耗,優化網絡資源配置,為有關部門節省了大量成本。

三、當前網絡安全建設中存在的問題隱患

在當前社會中,我們會接到許多各種各樣的推銷廣告,猶如“轟炸”般將我們的心情整垮。這種情況下,我們會思考自己的信息是從哪里泄露的,大部分有可能造成信息泄露的誘因,就是出現在網絡中。此外,我們的手機及電腦等電子設備中,也會偶爾出現廣告彈窗等問題,這使我們的心情變得糟糕。甚至保存眾多信息的電腦,會出現病毒入侵,這對我們的生活及工作造成了嚴重的不利影響。

(一)重要信息被盜取

新聞中,我們經常會看到許多信息泄露事件的發生,這些事件都對信息泄露者本人造成了極大的負面影響。然而,身處互聯網時代,電腦是很多企業正常運營的必備設施,不論是普通文件,還是重要文件都會保存到電腦或云端,只是加密手段會有所增多而已。但企業卻忽略了信息泄露而造成的后果,或者說企業對安全防護措施有足夠的重視,卻在網絡安全攻防戰中,不敵非法入侵者,從而導致企業信息泄露,公司財產損失嚴重。對于市民本身來講,自身的手機及電腦會保存著許多個人的隱私照片及重要信息,這些信息的加密手段較為薄弱,一些不法分子利用網絡漏洞會對市民的手機及電腦進行入侵,從而達到盜竊信息及獲取錢財的目的,這對市民的生活造成了嚴重影響,還威脅到了市民的生命安全。

(二)眾多病毒的入侵

2021年1月15日,瑞星安全團隊了《2020年中國網絡安全報告》,報告中2020年瑞星“云安全”系統共截獲病毒樣本總量1.48億個,病毒感染次數3.52億次,病毒總體數量比2019年同期上漲43.71%。由此可知我國的網絡安全形勢依然很嚴峻,病毒入侵嚴重威脅著我國的網絡安全。市民甚至到了談“毒”色變的地步,因為市民的電子設備被病毒入侵,就代表著他的通訊錄、個人信息等隱私面臨著泄露的可能,甚至會影響到市民的正常生活。隨著網絡安全逐漸被市民及有關部門所重視,網絡安全技術得到了很大的提升。黑客們也改進了病毒入侵的方法,他們不再只是利用系統漏洞進行病毒入侵,還通過U盤及一些移動存儲硬盤來實現病毒入侵的目的,這使得受病毒入侵的群體越來越多。

(三)垃圾信息的影響

現今社會,部分不良企業為了達到宣傳作用,制作了一些垃圾信息,通過垃圾信息來入侵居民電腦,以達到宣傳目的。這些垃圾信息中攜帶了許多不良信息以及對電子設備有害的病毒,對居民電腦造成了嚴重損害,影響了電子設備的正常使用。而隨著網絡普及,青少年接觸電子設備的時間越來越多,這些不良信息和廣告彈窗對他們的身心健康造成了極大影響,對青少年的健康成長極為不利。此外,隨著垃圾信息的不斷增多,居民從網絡中找尋有用信息也愈發困難,其中部分信息還存在誘導支付的選項,大大增加了居民的支付風險,導致居民錢財損失的事情常有發生。

四、人工智能技術在網絡安全方面的運用

中國人工智能產業將迎來新一輪的增長點,新技術的引入讓更多的創新應用成為可能,預計到2022年,中國人工智能產業規模達到2621.5億元。在傳統網絡“世界”,多數企業對辦公系統會進行密碼識別,只有員工輸入正確密碼,才能登錄辦公系統及瀏覽相關文件。但這種極易因密碼泄露而造成公司財產損失。傳統保衛網絡安全的防火墻,其重點防御病毒的傾向各有不同,它能有效防止木馬病毒,就對其他病毒的入侵稍顯無力。而隨著人工智能技術在網絡安全方面的應用,居民的個人身份信息得到了有效的保護,還使網絡防火墻更顯靈活,一些垃圾郵件也會被人工智能技術排除。

(一)強化個人身份的識別系統

在當前網絡安全還不是很健全的背景下,國民使用網絡時,都在擔心自身的個人身份信息是否會泄露。傳統的網絡中,密碼驗證以及圖案是驗證身份信息的主流安全防護措施,然而隨著網絡的飛速發展,這些方法極易被不法分子所竊取,從而導致居民的個人信息出現泄露。而使用人工智能技術中的生物識別系統,能很好地彌補傳統信息驗證出現的不足,如:人臉識別、指紋輸入等方法。

(二)有效提升智能防火墻系統

網絡防火墻是當前網絡安全系統使用較多的一種安全保護措施,每臺電腦及電子設備都配備了相應的防火墻,如果電子設備不配置防火墻,廣告不斷、出現亂碼等現象就成為電子設備的“常客”。防火墻是我們使用電子設備的一大保障,然而傳統防火墻是多種多樣的,其側重的防御類型也各不相同,如果碰到涉及盲區的病毒入侵,那很可能使不法分子得逞,導致我們的信息泄露,也威脅著我們的個人財產。為了改善這一現狀,人工智能防火墻技術逐漸被國家及企業所重視,因為人工智能可以通過數據分析、錄入信息等多種渠道去加強防火墻類型,智能防火墻技術不同于傳統防火墻技術,能通過智能化技術達到訪問控制的目的,使計算機網絡系統對病毒的抵御能力更強,從而起到更好地網絡安全保護效果。

(三)增強垃圾郵件的防御系統

家庭電腦在長時間不使用與更新的情況下,再次啟用后,我們經常會收到許多垃圾信息及文件的騷擾,這是病毒入侵的表現,傳統的殺毒軟件還無法根除這種現象。出現這種現狀的原因在于,網絡的發展速度極為快速,長時間不對電腦安全防護問題進行更新,就會出現病毒發展超過已有網絡安全防護的現狀,從而導致垃圾信息一直“騷擾”我們。當出現這種情況后,多數人都知道該“殺毒”了,但是因為工作忙碌,以及其他原因,一直沒有對電腦進行安全防護升級,導致使用電腦的體驗很不理想。伴隨著人工智能技術引入網絡安全防護后,我們可以最大限度避免這種情況的發生。因為人工智能技術采用了智能反垃圾郵件的識別方式,它能對郵件進行識別與判斷,并在系統分析后給予我們一個安全防護提醒,為電子設備提供了一個更智能、安全的網絡保護系統。

(四)不斷豐富計算機網絡功效

要想使網絡的功能更加完善,不僅僅是單純運用人工智能就能完成的,還需要強化豐富電腦的網絡功能,讓人工智能技術與其建立良好的網絡模式,不斷使用網絡代碼來促進智能化工程的發展。在人工智能的基礎上,計算機網絡技術能夠更快更好地提升計算機系統的應用效果與質量,為計算機網絡技術在人工智能化發展道路上提供有力保障。因此,相關技術人員應該努力進行計算機網絡安全創新,使計算機網絡趨于多樣化,從而讓計算機功能得到快速且穩定的發展。

(五)智能異常行為的檢測技術

當前網絡上常見的兩種病毒入侵大致可以分為兩種:一是外部入侵,也就是通過一系列網絡手段對計算機發動入侵,如常見的病毒入侵、陌生鏈接等方式。另一種則是內部入侵,這種手段就是通過U盤或文件的形式,盜取數據信息并發送到外部數據庫中。而這兩種方法無論是哪一種都會對計算機本身造成損害,還會給相關企業造成經濟損失。而智能異常行為檢測技術可以依附計算機操作系統進行運行,它能在計算機出現異常的情況下,快速進行檢測,有效檢測出有害信息及違法的操作手段,并及時進行攔截處理上報給計算機用戶,進一步提高網絡的安全性。因此,在網絡安全防護問題上,我們可以引入智能異常行為檢測技術,以此來為我們建立一個良好的網絡安全環境。

結語

綜上所述,人工智能在網絡安全方面具有很大的運用空間,且能發揮出的作用是無與倫比的。隨著我國綜合國力的提升以及經濟的快速發展,網絡安全問題一直是當下的一個熱點話題。將人工智能技術應用到計算機網絡安全防護中,既能利用大數據識別網絡中存在的隱患,還能感知到外部威脅,將不利信息和病毒進行排除。因此,在網絡安全建設中,相關技術人員應加大對人工智能技術的運用,并開發出人工智能在網絡安全防護中所能發揮出的更多作用,使其發光發熱。

參考文獻:

[1]楊淳清.淺談人工智能技術在網絡安全防護中的應用[J].電腦迷,2018(020):31.

[2]鐘慶鴻.淺談人工智能技術在網絡空間安全防御中的應用[J].電腦迷,2017(025):150.

人工智能技術的現狀范文6

關鍵詞:人工智能;本科高年級教學;教學改革

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1 引言

人工智能是計算機科學與技術學科類各專業重要的基礎課程,在信息類相關的許多高年級本科和研究生都開設了人工智能課程。人工智能是一門前沿性的學科,它主要研究計算機實現智能的基本原理和基本方法,同時人工智能也是一門多學科交叉的綜合學科,它涉及計算機科學、數學、心理學、認知科學等眾多領域。廣義的人工智能涵蓋了模式識別、機器學習、數據挖掘、計算智能、神經網絡、統計學習理論等眾多研究方向。人工智能作為計算機學科的重要分支,已成為人類在信息社會和網絡經濟時代所必須具備的一項核心技術,并將在未來發揮更大的作用。

由于人工智能課程的學習難度較大,內容更新比較快,也繁多,使得教學有一定的難度。特別是針對本科高年級的人工智能教學,由于本科生的研究意識相對較弱,而人工智能比較強調科研性,所以如何教好本科高年級的人工智能課程是一項非常具有挑戰性的任務。

本文通過分析本科高年級的教學特點和人工智能課程的自身特點,在如何提高教學質量這一問題上提出了幾點思考。

2 本科高年級的教學特點

中國的本科教育,由于歷史和經濟發展水平等諸多原因,目前的定位還是培養某方面專業人才的專才教育。本科高年級學生在完成了低年級公共基礎課程和部分專業基礎課程的學習之后,迫切希望了解本專業的應用領域和發展前景,所以在教學過程中要注意內容的應用性和專業性。另一方面,本科高年級學生也是研究生教育的儲備人才,在教學過程中要適時的進行科研引導,這樣能夠讓畢業生保持對科學的興趣,從而為研究生階段進一步深入研究打下基礎。本科生一般于4年級的10月份開始著手畢業設計,在本科高年級的教學過程中還要注意與畢業設計的內容相結合,這樣可以讓學生提前做好準備,選擇適合自己的方向。

3 人工智能課程的學科特點

與信息類其它專業課程相比,人工智能具有應用性、研究性和發展性三個重要學科特點。首先,人工智能是一門應用性很強的學科。人工智能學科的主要目標在于研究用機器來模仿和執行人腦的某些智力功能,并開發相關理論和技術。人工智能技術廣泛應用于模式識別、數據挖掘、智能控制、信息檢索、智能機器人等領域,在日常生活中,隨處可見人工智能技術的應用實例;其次,人工智能技術具有很強的研究價值,是計算機科學領域中重要的研究方向。技術進步無止境,研究者們不斷追求開發出效率更高、更智能的人工智能技術:最后,人工智能是一門正在發展中的學科。隨著信息化、計算機網絡和Internet技術的發展,人類已步入信息社會和網絡經濟的時代,它們為人工智能提出了許多新的研究目標和研究課題,人工智能的應用領域以及技術算法都在不斷發展。

4 人工智能教學的三點思考及對策

4.1 注重應用性和介紹性

在教學實踐中,筆者發現,本科高年級學生一般比較關心各種人工智能技術的應用領域和使用方法,而對基礎性理論和技術細節不是很感興趣。他們一方面希望能學到很多較新和較實用的人工智能算法,并且最好可以看到使用效果;另一方面又希望老師的教學主要停留在介紹性層面,不想花太多時間在復雜的理論理解上。這也比較符合本科高年級的教學特點,本科階段主要是培養具備較強應用性和基礎科研素質的專業人才。傳統的人工智能教學主要講授知識表示和搜索推理技術,大部分實例都是解答式或推證式的。由于其知識的抽象性,又加之其應用實例較少,所以往往教師感覺難講,學生在學習過程中也感覺乏味,對講授的內容大多都是死記其方法和步驟,因此影響了教學效果。針對這一問題,筆者認為,在設計人工智能教學時,要注重內容的新穎性、實用性和介紹性。除了講授那些仍然有用的和有效的基本原理和方法之外,要著重介紹一些新的和正在研究的人工智能方法和技術,特別是近期發展起來的方法和技術,如支持向量機、決策樹、模糊集、遺傳算法、蟻群算法等。這些內容的理論部分可以不必過分深究,教學重點主要放在介紹每種技術的產生背景、發展狀況、應用領域和具體實現上。此外,要注意理論與實際應用密切結合,在教學過程中加入一些與課程內容結合的、可以用計算機實現的實際應用內容??紤]到目前應用最廣泛的人工智能領域之一是模式識別,而研究模式識別的主要計算機工具是Matlab,所以筆者在教學過程中以手寫數字識別作為教學實例,針對所介紹的每一種人工智能技術,都將其應用于手寫數字識別當中,并講解了這些技術的Matlab實現方法。學生在掌握了基本理論之后,可以按照實現步驟的指導,立刻上機見到算法的實際效果,加深對算法實現思路和方法的認識。

4.2 注重科研引導性

本科教學不僅要培養學生的應用能力,還要培養學生具備基本的科研素質。本科教育一方面為社會培養了大批應用型人才,另一方面也要為我國的科研事業培養后備力量。特別是近幾年來我國對科研的投入不斷增加,研究生招生規模逐年增大,本科高年級學生打算繼續讀研的也不在少數。而人工智能是計算機相關學科非?;钴S的研究課題,其涵蓋的分支非常廣泛,如模式識別、機器學習、數據挖掘、計算智能、統計學習理論等,都是目前國際和國內熱門的研究方向。針對這一特點,在本科高年級的人工智能教學中,還要注意對學生適時適度的科研引導。這樣可以激發學生的研究興趣,樹立目標意識,找準研究方向,為未來的科研工作打下基礎。在教學過程中,可以引導學生思考每種人工智能技術的優點是什么?缺點是什么?有沒有改進的辦法?比如BP神經網絡是計算智能中較為成熟的技術,具有強大的非線性學習能力,在模式識別、經濟數據分析、生物信息學、數據挖掘等眾多領域都取得過成功應用。然而BP神經網絡算法自身也存在著一些缺點,如會有局部最小解、解受初值影響較大、理論解釋不完善等。近十年來,研究者逐漸把目光轉移到另一種新的非線性學習工具――支持向量機上。同神經網絡相比,支持向量機具有泛化能力強、不受局部最小問題困擾、理論背景完善等顯著優點。在給學生講解BP神經網絡算法的時候,一方面可以通過手寫數字識別實驗展示其強大的非線性分類能力,另一方面也要告訴學生,BP神經網絡并不是完美的,其缺點同樣明顯。然后引導學生對這些問題進行思考,討論有沒有更好的解決辦法。此時,順勢引出支持向量機的內容,并且介紹支持向量機的研究現狀和研究方向。通過兩者的對比,學生不但了解到了較新的人工智能技術,又對人工智能研究中如何去發現問題、解決問題、人工智能技術的進化歷程有了直觀的印象。

4.3 教學內容與畢業設計相結合

本科畢業設計是對本科生用所學知識來解決實際問題和進行專業研究能力的檢驗,是本科高年級學生將要面臨的一項重要任務。由于人工智能學科具有應用性和科研性的特點,人臉識別、網頁檢索、經濟預測、基因數據處理等應用領域都離不開人工智能技術,所以人工智能方向為學生提供了豐富的畢業設計選題。針對這一特點,在本科高年級的人工智能教學中,可以適當穿插介紹有關畢業設計的內容。告訴學生哪些應用領域是目前人工智能研究的熱點方向,哪些人工智能技術可以用來解決這些問題。通過向學生介紹具有一定應用價值和研究意義的題目,然后引導他們查找閱讀相關技術文獻,分析問題,解決問題,最后編寫代碼和撰寫論文。比如筆者給學生提供的選題包括:(1)基于支持向量機的上市公司信用評價;(2)正則化回歸在股票預測中的應用;(3)基于膚色的人臉檢測;(4)基于內容的網頁圖像檢索等。這些題目應用性強,具有一定科研深度但是難度又不至于太大,學生選擇這些題目的積極性很高。通過將教學內容與畢業設計相結合,不但加深了學生對課程的理解,又使其找到了合適的畢業設計題目,可謂一舉兩得。

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