導(dǎo)語：如何才能寫好一篇人工智能教育的好處，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

人工智能不是一項(xiàng)單一的科技產(chǎn)業(yè)，而是將其他行業(yè)進(jìn)行融合的工具，例如將機(jī)器人和保姆結(jié)合產(chǎn)生的“看家機(jī)器人”，將導(dǎo)航和汽車結(jié)合產(chǎn)生的“車聯(lián)網(wǎng)”等。在人工智能技術(shù)逐步成熟的當(dāng)下，誰率先在應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)突破，誰就有可能在智能時(shí)代的競爭中占據(jù)優(yōu)勢。

目前，從醫(yī)療健康的監(jiān)測診斷、智能醫(yī)療設(shè)備，到教育領(lǐng)域的智能評測、個(gè)性化輔導(dǎo)、兒童陪伴，從電商零售領(lǐng)域的倉儲(chǔ)物流、智能導(dǎo)購和客服，到應(yīng)用在智能汽車的自駕技術(shù)，都能看到人工智能的身影。

中國在過去的一年里，長虹、TCL、創(chuàng)維等家電企業(yè)都紛紛人工智能家電產(chǎn)品，希望借助人工智能打破家電行業(yè)的銷售難題。

不久前，搜狗公司2016全年財(cái)報(bào)，搜狗借助人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了較大的業(yè)績增長。

近年來，百度先后成立了大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室、深度學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室和硅谷人工智能實(shí)驗(yàn)室，并通過架構(gòu)調(diào)整全面發(fā)力人工智能。2016年百度世界大會(huì)上，推出“百度大腦”，該項(xiàng)目將對語音、圖像、自然語言處理和用戶畫像、無人駕駛等領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注和研發(fā)。

人工智能技術(shù)的重大突破必將帶來新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命'對社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人類生活的方方面面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

人工智能將為現(xiàn)代化發(fā)展更換“發(fā)動(dòng)機(jī)”。咨詢公司埃森哲研究了美國、芬蘭、英國等12個(gè)發(fā)達(dá)國家并作出預(yù)測，到2035年，人工智能將幫助這些國家生產(chǎn)率提高40%左右。

對于中國而言，人工智能帶來的好處將是多方面的。就經(jīng)濟(jì)來說，借助人工智能新技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，將極大提高生產(chǎn)率，節(jié)省勞動(dòng)成本；優(yōu)化行業(yè)的現(xiàn)有產(chǎn)品和服務(wù)，提升其質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率；通過創(chuàng)造新市場、新就業(yè)，將促進(jìn)市場更加繁榮，開拓更廣闊的市場空間。

在產(chǎn)業(yè)升級方面，中國的傳統(tǒng)制造業(yè)大而不強(qiáng)的問題亟待克服，人工智能恰恰為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了便利和動(dòng)力，一是這些企業(yè)擁有行業(yè)海量的數(shù)據(jù)和大量資金；二是在生產(chǎn)力水平急需提升、傳統(tǒng)人口紅利逐漸消失的情況下，傳統(tǒng)企業(yè)有迫切的意愿來改造升級自己的工廠、業(yè)務(wù)，提高收益，降低企業(yè)成本。因此，制造業(yè)既是人工智能可以大有作為的領(lǐng)域，也是中國發(fā)展人工智能的優(yōu)勢領(lǐng)域。

《全球人工智能發(fā)展報(bào)告2016》顯示，中國人工智能專利申請數(shù)累達(dá)到15745項(xiàng)，列世界第二；人工智能領(lǐng)域投資達(dá)146筆，列世界第三。

篇2

“這確實(shí)是個(gè)很好的問題?！笔匙V推薦公司Yummly的研究負(fù)責(zé)人Gregory Druck如此回應(yīng)道，但這肯定不能被稱為一個(gè)真正的答案。

這的確令他有點(diǎn)為難。技術(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)通常都要優(yōu)先理解并滿足人的喜好。同在臺(tái)上的廚房整合技術(shù)公司Innit的副總裁Ankit Brahmbhatt干脆接過了話筒，“每個(gè)人的體質(zhì)不同，對健康的定義也不同。說到底這是個(gè)生活方式的問題。我們得先有關(guān)于你更全面的數(shù)據(jù)，才能判斷什么對你是健康的?！?/p>

人工智能到底能在多大程度上替代人，也成為一年一度的西南偏南上最熱鬧的話題。

西南偏南誕生在美國德克薩斯州的奧斯汀。每年3月初，這個(gè)全球性的盛會(huì)會(huì)吸引數(shù)十萬人，和硅谷以大公司、創(chuàng)投行業(yè)為主的活動(dòng)不同，西南偏南會(huì)吸引各個(gè)行業(yè)的人。大家在這里看新的電影，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)靈感。更重要的是，討論技術(shù)已經(jīng)帶來的改變，以及它能把人們帶到哪里去。

其中有不少想象空間。比如Yummly，這家來自硅谷的公司能利用人工智能技術(shù)分析你曾經(jīng)使用的食譜數(shù)據(jù)。來自德國的Foodpairing則聲稱，機(jī)器分析食物成分時(shí)最大的弱勢是嗅覺不及人類靈敏，但是通過訓(xùn)練，機(jī)器的精準(zhǔn)程度可以超過大多數(shù)未經(jīng)訓(xùn)練的普通人。

還有更激M的Innit。和一些創(chuàng)業(yè)公司費(fèi)盡心思想把吃飯這件得高效不同，這個(gè)硅谷公司發(fā)現(xiàn)了一個(gè)悖論，一些人根本不愿意被剝奪下廚的權(quán)利。于是他們正在硅谷紅木城的總部，測試一個(gè)全新的“數(shù)字化廚房”。

這個(gè)廚房用一個(gè)軟件平臺(tái)控制家電，告訴用戶家里食材的存量。選定菜單后，還會(huì)提醒用戶要買多少食物。等到準(zhǔn)備妥當(dāng)，連接的廚房電器就能完成初步烹 飪。

“我們想用技術(shù)幫上班族解決工作日吃飯的問題，讓他們知道下班后要買什么食材、買多少，回家后能更快吃到晚餐?！被顒?dòng)結(jié)束后，Brahmbhatt對《第一財(cái)經(jīng)周刊》說。

這聽上去“很硅谷”，善于觀察問題并提出解決方案。其實(shí)更有意思的是，這家公司發(fā)現(xiàn)，在一些細(xì)分領(lǐng)域當(dāng)中，人其實(shí)沒必要過分智能。

“數(shù)字化和自動(dòng)化的確能幫助減少浪費(fèi)，包括錢和食物。但我們也知道，有人喜歡下廚。Innit在做一項(xiàng)用戶調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，對自動(dòng)化最集中的需求并不是烹飪，而是洗碗。也就是說，用戶想讓機(jī)器幫他們完成的是，恰恰是那些他們最不喜歡做的事情?！?/p>

至于機(jī)器和人的關(guān)系，這個(gè)古老的命題也隨著人工智能的蔓延重新擺在了人類面前。至少，人工智能不再僅僅是一些極客想把一切自動(dòng)化的設(shè)想和實(shí)驗(yàn)，也不只是好萊塢電影里經(jīng)常出現(xiàn)的無所不能的機(jī)器控制人類造成的恐慌。它真的就在我們的生活中發(fā)生。

真正的答案，也正如百度首席科學(xué)家吳恩達(dá)曾預(yù)言的那樣，“人工智能是新的電能，可以改變很多行業(yè)?！奔热皇请娔埽鸵馕吨磥硭赡軣o處不在。

西南偏南互動(dòng)大會(huì)首席項(xiàng)目官Hugh Forrest說：“人工智能毫無疑問是2017年最熱門的話題。雖然過去我們也做過很多AI的內(nèi)容，但從未像今年這樣集中。”

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任Andrew Moore長期關(guān)心教育，面對可能的人工智能未來，他想分享教育系統(tǒng)有必要做出哪些變化。迪士尼則會(huì)分享它如何用人工智能為其主題樂園提供更好體驗(yàn)，畢竟迪士尼樂園不可能一直停留在幾十年前的模樣。就連那些運(yùn)動(dòng)員，都會(huì)在訓(xùn)練中嘗試使用人工智能，這可能意味著未來的賽事較量，除了天賦，更多是訓(xùn)練方法的比拼。

而如果你知道西南偏南最早是個(gè)音樂節(jié)，就會(huì)覺得在這里聽到人們探討人工智能和音樂如何結(jié)合是順理成章的了。

用人工智能編曲已經(jīng)不算什么新鮮事了。但是一些音樂公司正在用人工智能制作背景音樂，賣給可口可樂等大公司。

就連Google也參與了進(jìn)來。去年6月，Google Brain宣布推出Magenta，一個(gè)能讓計(jì)算機(jī)制作出“出眾而藝術(shù)性”的音樂的產(chǎn)品。

不過這也帶來一些新的問題，音樂能夠做到更加了解我們嗎？我們想讓自己的情緒反過來影響我們嗎？這種響應(yīng)會(huì)不會(huì)把氣氛搞糟？畢竟粉絲們可能會(huì)愛上一個(gè)音樂人，但很難愛上一臺(tái)計(jì)算機(jī)。

很多人都愛上過iPod。這可能是這個(gè)世紀(jì)初音樂與技術(shù)最簡單直接的結(jié)合形式。當(dāng)技術(shù)演變成了人工智能，這件事情變得有趣，它像人的左腦和右腦的一場博 弈。

音樂這個(gè)感性世界與數(shù)字和代碼編織的理性世界碰撞了一下。它們?nèi)绾卫斫獗舜?，最好的例子可能是一個(gè)指令，就是當(dāng)你讓一個(gè)人工智能助手播一首歌時(shí)說的那句話。

不要小看這個(gè)指令。亞馬遜音樂的團(tuán)隊(duì)在奧斯汀市中心的一個(gè)小酒吧里辦了一場活動(dòng)，當(dāng)談到如何讓亞馬遜的人工智能助手Alexa和亞馬遜音樂結(jié)合時(shí)，主講人感慨，僅僅是讓Alexa播放一首歌的指令就十分復(fù)雜，一首曲子的元素包括歌手、專輯名稱、音樂流派、歌詞內(nèi)容等不同元素，情境也同樣如此，比如遇上用戶說“我心情不好，給我放點(diǎn)音樂”這種情況，此時(shí)，亞馬遜音樂收錄了多少首歌曲是一回事，Alexa能在多大程度上明白用戶的意思，便是另一回事了。

如果有人去年來過西南偏南，大概還會(huì)記得當(dāng)時(shí)的一個(gè)歷史性事件。

那是AlphaGo與韓國棋手李世石之間的對決。結(jié)果你已經(jīng)知道了。大多數(shù)人不相信機(jī)器會(huì)勝過人類，他們會(huì)覺得這是個(gè)黑天鵝事件。

Google的高明之處除了技術(shù)本身，還在于用一種直接有力的方式向普通人展示了自己在人工智能領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展―大概沒有什么方式比人機(jī)大戰(zhàn)更能引起人們的興趣，更直觀。

當(dāng)AlphaGo連續(xù)贏到第三場時(shí)，來自Automated Insights的Robbie Allen正在準(zhǔn)備他在西南偏南上的一場對話。Automated Insights是曾做出幫記者寫稿的機(jī)器平臺(tái)WordSmith的公司。

“Google很了不起?！盇llen走下臺(tái)對《第一財(cái)經(jīng)周刊》評論。在觀看這場人機(jī)大戰(zhàn)時(shí)，人們產(chǎn)生了一股擔(dān)心會(huì)被人工智能搶走飯碗的恐慌。此后，AlphaGo的連勝加劇了這樣的擔(dān)心。

Allen參加的對話主題正好是“人工智能發(fā)展后，人類未來的工作怎么辦”。

“理論上人工智能確實(shí)達(dá)到了一個(gè)新階段，它代表人工智能可以模仿人類的重復(fù)性勞動(dòng)，還會(huì)比人做得更好。但我認(rèn)為，它離人工智能的實(shí)際應(yīng)用還有一定距離，當(dāng)人工智能可以幫助某些行業(yè)完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，找到商業(yè)化的應(yīng)用場景，我才會(huì)認(rèn)為它真正達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用的程度。”Allen說。

“實(shí)際應(yīng)用”換句話說，是一部分人會(huì)開始失業(yè)。

距離AlphaGo戰(zhàn)勝李世石不到一年，人們就已經(jīng)在拉斯維加斯的國際電子消費(fèi)展上看到各個(gè)汽車制造商對無人駕駛汽車的設(shè)想。無人駕駛汽車的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得到厘定，廠商紛紛推出概念車。

Google剝離了無人駕駛汽車部門成立單獨(dú)的公司W(wǎng)aymo、Uber的無人駕駛汽車在匹茲堡和舊金山上路，雖然后者在上路當(dāng)天就因犯了些錯(cuò)誤被叫停（最近還因?yàn)槭召廜tto被Google告上法庭）。蝴蝶效應(yīng)是，政府和城市設(shè)計(jì)師已經(jīng)開始思考無人駕駛汽車上路后對城市生活規(guī)律的影響、如今的城市基礎(chǔ)設(shè)施是否能和無人駕駛汽車配合等問題了。

若低估技術(shù)帶來的影響，也許不久后就要承擔(dān)相應(yīng)的后果。自從人工智能技術(shù)高速發(fā)展，特別是無人駕駛汽車上路以來，硅谷以外的世界與硅谷仿佛形成了兩股力量―硅谷正在想辦法讓一切自動(dòng)化，而美國最大的就業(yè)群體之一卡車司機(jī)，則憂慮正在某處測試的無人駕駛卡車會(huì)讓他們失去工作。

機(jī)器與人的矛盾和對抗從來沒有停止過。遠(yuǎn)至第一次工業(yè)革命，近至互聯(lián)網(wǎng)誕生。隨著人們越來越習(xí)慣于數(shù)字化生活，機(jī)器和人的關(guān)系會(huì)更加糾纏不清。人工智能這件事會(huì)變得更復(fù)雜，還可能，帶來很多倫理問 題。

來自設(shè)計(jì)咨詢公司IDEO的Jason Robinson和麻省理工學(xué)院（MIT）媒體研究室的Philippa Mothersill認(rèn)為，目前我們并沒能解決如何不讓機(jī)器真正危害人類的創(chuàng)造力和情緒，盡管隨著技術(shù)的精進(jìn)，這一點(diǎn)可能會(huì)實(shí)現(xiàn)。

在一場名為“人類、機(jī)器和工業(yè)設(shè)計(jì)的未來”的討論當(dāng)中，他們向擠滿了整個(gè)會(huì)議室的觀眾發(fā)問，“我們?nèi)绾谓虝?huì)計(jì)算機(jī)創(chuàng)造性思考？”

Mothersill曾是寶潔公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，專注于讓計(jì)算機(jī)可以通過識別人類的語言，將物理元素變成實(shí)際產(chǎn)品。為此她設(shè)計(jì)出EmotiveModeler，這種工具能夠?qū)⑿稳菰~和情緒轉(zhuǎn)化為模型。她尋找到了一種能夠讓工業(yè)設(shè)計(jì)―無論是家具還是電子產(chǎn)品―更好傳遞人類情感的方式。

如果沒讀博士，Mothersill現(xiàn)在應(yīng)該依然是個(gè)出色的設(shè)計(jì)師。但她如今的研究課題，卻讓一些設(shè)計(jì)師有點(diǎn)擔(dān)心會(huì)失去工作?！哆B線》的Margaret Rhodes也在意這一點(diǎn)，即人工智能如何能提供更多的工作機(jī)會(huì)，這可能是技術(shù)進(jìn)步為現(xiàn)代社會(huì)帶來的最大的困擾。沒有人希望成為技術(shù)進(jìn)步的犧牲者。

不過在和大量的設(shè)計(jì)師交談過之后，Mothersill和Robinson總結(jié)了“10件設(shè)計(jì)師希望機(jī)器能夠?qū)W會(huì)的事 情”。

比如說，考慮使用產(chǎn)品的情境。好的設(shè)計(jì)師不僅會(huì)設(shè)想要?jiǎng)?chuàng)造的事物，還會(huì)思考它出現(xiàn)的地方。它應(yīng)該擺在哪里？它所在的房間是什么樣？周圍都有些什么東西？如何能讓計(jì)算機(jī)做到這一切？

或者說，如何抓住靈光一現(xiàn)的時(shí)刻。歷史上，達(dá)達(dá)主義運(yùn)動(dòng)中的藝術(shù)家善于隨機(jī)創(chuàng)作，通過將傳統(tǒng)事物疊加創(chuàng)造新作品。我們能夠教會(huì)計(jì)算機(jī)在向不同方向發(fā)散思考的同時(shí)，催生出全新且有價(jià)值的設(shè)計(jì)嗎？

這些有趣的發(fā)現(xiàn)讓他們意識到，設(shè)計(jì)師對機(jī)器的期待，其實(shí)充滿人的色彩。Mothersill由此得出的結(jié)論是，人們最終需要掌握如何讓機(jī)器變得有情緒，它們會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的好奇心―而不僅僅是按照寫入的程序工作。

如果你看過最新的007系列電影，影片中所描述的一切已經(jīng)和NASA能做到的非常接近。

畢業(yè)于約翰?霍普金斯大學(xué)的Pavel Machalek此前在NASA工作，如今他創(chuàng)立了Spaceknow，為金融、政府和制造部門提供商業(yè)衛(wèi)星的圖像分析。這些衛(wèi)星就像是“天空之眼”，看著地球上發(fā)生的一切。

“我們正在讓整個(gè)物理世界數(shù)字化，且能夠在這個(gè)基礎(chǔ)上做很多事情。”Machalek說。按照他的說法，世界正在經(jīng)歷巨大變化，重新使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)的成本也在逐步下降。

不僅如此，Spaceknow正在建立一套人工智能系y，用各種各樣的新方式來處理獲得的數(shù)據(jù)。整個(gè)地球的數(shù)據(jù)都會(huì)被實(shí)時(shí)抓取，它會(huì)掃描、理解和講述70億人的日常行為。

這也意味著，它會(huì)重塑商業(yè)關(guān)系，讓零售商更好地預(yù)見氣候變化、作出設(shè)計(jì)決策。它的客戶各種各樣，有人想知道某個(gè)港口有多少船只到岸，或者有多少輛卡車被調(diào)到精煉廠運(yùn)油。

它還有很多其他用途。對于新聞業(yè)來說，它能讓人們盡快發(fā)現(xiàn)，敘利亞到底在發(fā)生什么。如果有人編造一些事實(shí)，它或許可以提供更客觀的看法。這套被不斷訓(xùn)練的人工智能系統(tǒng)能夠接收各種各樣的查找請求，截至目前它曾經(jīng)收到的請求有，“查找一架失蹤的飛機(jī)”“查找那些非法的攫金者”等，以及對某些政府公開的不實(shí)數(shù)據(jù)提供另一種解釋。

Machalek表示，有朝一日想讓Spaceknow的人工智能系統(tǒng)覆蓋整個(gè)世界，讓每個(gè)擁有智能手機(jī)的人都可以對真實(shí)世界的數(shù)據(jù)發(fā)起請求―這大概意味著你可以查看某個(gè)酒吧門外排隊(duì)的人有多少。

零售業(yè)和廣告業(yè)立即感受到了威脅，它們開始追求改變。除了面臨新技術(shù)帶來的新購買方式的挑戰(zhàn)，另一件可怕的事情是，如果以后幫消費(fèi)者做購買決策的是機(jī)器人，品牌該怎么辦？

但這其實(shí)已經(jīng)發(fā)生了。亞馬遜的推薦算法就是最簡單的例子。

在機(jī)器人眼里，一切都是數(shù)字。因此研究品牌效應(yīng)的L2 Inc的Pooja Badlani就認(rèn)為，如果這就是未來，品牌忠誠度這件事已經(jīng)成為歷史了，所有的品牌都要想辦法和機(jī)器人共存。

但I(xiàn)BM iX的策略與設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人Robert Schwartz認(rèn)為，品牌通過營銷來影響消費(fèi)者的態(tài)度和購買行為是一門藝術(shù)，它暫時(shí)還不會(huì)消失。

“那種居高臨下教育消費(fèi)者的時(shí)代結(jié)束了，”Schwartz說，“對品牌來說，推銷自己的時(shí)代過去了，現(xiàn)在是展現(xiàn)自己的時(shí)候。消費(fèi)者始終會(huì)受到一些時(shí)刻、一些瞬間的激發(fā)產(chǎn)生購物欲望，品牌要重新梳理自己的核心，決定在什么時(shí)間、什么地點(diǎn)來創(chuàng)造這些時(shí)刻?！?/p>

現(xiàn)在已經(jīng)沒有人討論技術(shù)將如何重新定義傳統(tǒng)行業(yè)，大家都認(rèn)為這已經(jīng)是事實(shí)了。至于這個(gè)改變將如何發(fā)生，“這是個(gè)緩慢的過程，所有技術(shù)公司和受到?jīng)_擊的傳統(tǒng)行業(yè)都是亦敵亦友的關(guān)系?！盨chwartz對《第一財(cái)經(jīng)周刊》說，畢竟說到底，它們都想爭取消費(fèi)者的數(shù)據(jù)。

所有人都要學(xué)會(huì)用新的方式和消費(fèi)者打交道，也想延長消費(fèi)者的注意力和停留時(shí)間。

硅谷已經(jīng)有人提出了相應(yīng)的方法論。Ch r is Messina曾是Uber的開發(fā)者體驗(yàn)負(fù)責(zé)人，也是Twitter上的“hashtag”（標(biāo)簽）的發(fā)明人。他在2016年提出“對話經(jīng)濟(jì)”（conversational commerce）的概念，認(rèn)為在Facebook Messenger增加聊天機(jī)器人的背景下，未來會(huì)有越來越多的“聊天機(jī)器人”（chatbot）出現(xiàn)。這些小機(jī)器人可能分布在客服、銷售等崗位。此時(shí)機(jī)器應(yīng)該增加更多的“Conversational UI”，即聊天界面。

讓聊天機(jī)器人取代人類的前提是賦予機(jī)器同理心。如果你對態(tài)度冷淡、反應(yīng)遲緩的人類客服不滿意，面對聊天機(jī)器人得到的同樣是冷冰冰的回答，那么這樣的技術(shù)進(jìn)步可以說毫無意義。

相反，如果機(jī)器可以彌補(bǔ)人類的部分不足，例如冷漠、缺乏技能，那么人類反而可以從與機(jī)器的對話中獲得更多好處。Messina舉例說，如果聊天機(jī)器人可以給用戶好的體驗(yàn)，那么每次對話同時(shí)，也是用戶在主動(dòng)提供數(shù)據(jù)。

這僅僅是零售業(yè)運(yùn)用人工智能的開始。人們會(huì)漸漸分辨不清，人工智能究竟是在幫助我們購買產(chǎn)品，還是說服我們?nèi)ベ徺I它們？

麻省理工學(xué)院的研究專家Kate Darling在描述人工智能的走向時(shí)，表達(dá)了相似的觀點(diǎn)。

Darling主要研究機(jī)器人倫理的問題。“接下來的幾十年并不是說機(jī)器會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)取代人類，而是自動(dòng)化系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)將與人類協(xié)力合作，因?yàn)榧夹g(shù)不是取代人類的能力這么簡單。人們高估了機(jī)器能做的事情，而低估了它的缺陷?！?/p>

斯蒂芬?霍金在接受BBC的采訪時(shí)曾更直接地說：“人工智能的完全實(shí)現(xiàn)，可能意味著人類的終結(jié)?！?/p>

身處這個(gè)行業(yè)里的人顯然知道人們的恐懼。

人工智能發(fā)展協(xié)會(huì)前主席、微軟人工智能研究院負(fù)責(zé)人Eric Horvitz在西南偏南的一場演講中介紹Google、亞馬遜、蘋果、IBM、微軟、Facebook等公司聯(lián)合成立的Open AI時(shí)，主動(dòng)引用了霍金、伊隆?馬斯克和比爾?蓋茨此前分別公開傳達(dá)的對人工智能的擔(dān)心。

這位美國工程院院士、在業(yè)內(nèi)被稱為AI先生的老人朗讀了一段Open AI的協(xié)議內(nèi)容，幾大公司保證在互不競爭的前提下合作。正是因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步這個(gè)趨勢不可阻擋，大公司結(jié)盟和在一些問題上達(dá)成共識是保證技術(shù)真正為人類賦能的基礎(chǔ)。

篇3

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘技術(shù) 數(shù)據(jù)處理技術(shù) 信息化管理 數(shù)據(jù)挖掘過程

中圖分類號：TP311.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416(2011)12-0210-01

數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining)的概念，是伴隨著數(shù)據(jù)庫和人工智能這兩門技術(shù)一同發(fā)展起來的新興的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。它利用了數(shù)據(jù)庫、人工智能和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等多方面的技術(shù)，是一類深層次的數(shù)據(jù)分析方法。

1、數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘，就是從大量的、離散的實(shí)際數(shù)據(jù)中，經(jīng)過提取、轉(zhuǎn)換、分析等處理技術(shù)，提取出隱含的、事先無法預(yù)測的、但又潛在有用的、有助于決策的關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)，幫助決策者分析歷史數(shù)據(jù)以及當(dāng)前現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)隱含的關(guān)系或模式，進(jìn)而預(yù)測出未來可能發(fā)生的行為。數(shù)據(jù)挖掘是一門涉及很廣的交叉性的新興學(xué)科，涉及到數(shù)據(jù)庫、人工智能、可視化、并行計(jì)算等領(lǐng)域，因此應(yīng)用范圍也非常廣泛。

2、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是人們長期以來對數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā)而得出的結(jié)果，其中數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的發(fā)展有著密切的關(guān)系。大部分情況下，數(shù)據(jù)挖掘都要先把數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)倉庫中拿到數(shù)據(jù)挖掘庫中，數(shù)據(jù)倉庫會(huì)對數(shù)據(jù)進(jìn)行清理，并解決數(shù)據(jù)的不一致問題，這給數(shù)據(jù)挖掘帶來很多好處。由于數(shù)據(jù)挖掘所發(fā)現(xiàn)的知識的不同，其所利用的技術(shù)也有所不同，數(shù)據(jù)庫、人工智能和數(shù)理統(tǒng)計(jì)就是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的三大支柱。

3、數(shù)據(jù)挖掘的過程

數(shù)據(jù)挖掘的基本過程包括：數(shù)據(jù)收集和準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)挖掘與分析、結(jié)果評估、分析決策等，數(shù)據(jù)挖掘的各過程不是線性的,不是一次就能完成的，而且是反復(fù)循環(huán)的，其中某些步驟或者全過程可能需要多次的循環(huán)反復(fù)，才有可能達(dá)到預(yù)期的效果，因此, 要充分分析歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)有數(shù)據(jù), 從而發(fā)現(xiàn)隱藏在其中的具有決策作用的有價(jià)值信息。

數(shù)據(jù)挖掘的過程按照工作流程可以包括以下幾個(gè)步驟：

3.1 數(shù)據(jù)收集和準(zhǔn)備階段

豐富的大量的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)挖掘的前提，沒有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)挖掘也就無從談起，因此，數(shù)據(jù)收集是數(shù)據(jù)挖掘的首要步驟。收集的數(shù)據(jù)可以來自于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，也可以從數(shù)據(jù)倉庫中得到。存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是經(jīng)過長期積累而得到的，這些數(shù)據(jù)往往不適合直接使用和處理，那么在開始進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘之前，需要對數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備工作，首先要消除噪聲或不符合要求的數(shù)據(jù)，這些操作一般包括數(shù)據(jù)的選擇、凈化、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)縮減等才能進(jìn)行處理，廣泛收集用戶的各種信息，建立數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)表，生成數(shù)據(jù)倉庫，為數(shù)據(jù)挖掘做準(zhǔn)備。

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備過程是否做好，將會(huì)影響到數(shù)據(jù)挖掘的效率和準(zhǔn)確度，最終會(huì)影響到數(shù)據(jù)結(jié)果或模式的有效性。

3.2 數(shù)據(jù)整理和挖掘階段

數(shù)據(jù)整理階段是數(shù)據(jù)挖掘的必要環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)挖掘階段通過匯總或聚集方法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或統(tǒng)一成適合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式，可以利用各種數(shù)據(jù)挖掘方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選擇某個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)挖掘算法用于搜索數(shù)據(jù)中的模式，挖掘用戶所需要的各種規(guī)則或模型等，為結(jié)果數(shù)據(jù)的分析做準(zhǔn)備。

3.3 結(jié)果的分析和同化階段

由前面兩個(gè)階段得到的模式模型或數(shù)據(jù)，里面也可以存在對實(shí)際應(yīng)用沒有意義或沒有使用價(jià)值的數(shù)據(jù)，因此對這些數(shù)據(jù)仍然需要評估，確定哪些是有效的數(shù)據(jù)、哪些是有用的模式，這樣對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的規(guī)則或模型等信息進(jìn)行評估，可以保證發(fā)現(xiàn)的模式或數(shù)據(jù)滿足有效性和正確性，決策者則根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘得出的結(jié)果進(jìn)行分析和評價(jià)，結(jié)合實(shí)際情況，調(diào)整相應(yīng)策略，并將挖掘結(jié)果以可視化的形式展現(xiàn)在用戶面前，最終成為能夠被用戶所理解和接受的知識。

4、數(shù)據(jù)挖掘在高職院校信息化管理中的應(yīng)用

教育同信息是密不可分的，因?yàn)榻逃龔母旧蟻碇v就是信息資源的傳遞、接收、加工和識別。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、社會(huì)文明的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)多媒體和網(wǎng)絡(luò)通訊為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化信息技術(shù)在教育中的應(yīng)用越來越廣泛。

隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn),高校各種數(shù)據(jù)庫中已積累了大量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以滿足人們的查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)等日常事務(wù)處理的需要，在該過程中，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將起到重要作用。運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，挖掘出有價(jià)值的信息,快速地對數(shù)據(jù)的發(fā)展方向做出判斷，有效提高了工作效率。例如通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以進(jìn)行新專業(yè)申報(bào)、課程優(yōu)化設(shè)置、預(yù)測學(xué)生就業(yè)情況、評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成績以及學(xué)生的綜合素質(zhì)等。

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高職院校信息化管理中的應(yīng)用還是一個(gè)很新的思路，從學(xué)生的報(bào)考志愿到學(xué)生的錄取，從學(xué)生的入學(xué)到學(xué)生的成績管理，從學(xué)生的生活到學(xué)生的學(xué)習(xí)，從學(xué)生的實(shí)習(xí)到學(xué)生的就業(yè)，這些涉及到數(shù)不勝數(shù)的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)目前在高職院校的信息化管理中很少有被連貫起來進(jìn)行管理的，這對于高職院校的信息化管理是非常不利的。

如果能將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)用在高職院校的信息化管理上，對于高職院校的決策者來說是非常有利的，比如用在學(xué)生的就業(yè)信息管理上，可以得到專業(yè)設(shè)置的參考數(shù)據(jù)，從學(xué)生的報(bào)考志愿的數(shù)據(jù)中可以得到將來就業(yè)的發(fā)展方向等。

高職院校的教學(xué)管理工作常常需要處理大量重要數(shù)據(jù)，如果將數(shù)據(jù)挖掘中的關(guān)聯(lián)分析、分類與預(yù)測、類聚、決策樹等技術(shù)應(yīng)用于在教學(xué)信息中，則可以幫助處理學(xué)生綜合素質(zhì)測評、教師測評、課程合理設(shè)置和教學(xué)方法選擇、試卷評閱和試題質(zhì)量的評價(jià)等大數(shù)據(jù)量工作，從而提高教學(xué)與管理工作的質(zhì)量和效率。

5、結(jié)語

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高職院校信息化管理中應(yīng)用，對高職院校信息化管理非常有利，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以獲得對決策者或管理者有價(jià)值、有決策作用的信息。因此, 采用科學(xué)有效的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對提高高職院校信息管理的智能化水平具有重要作用，需要教育者及相關(guān)人士對此進(jìn)行更深一步的研究。

篇4

點(diǎn)燃在線學(xué)習(xí)的火種在2011年以前，可汗學(xué)院、慕課和翻轉(zhuǎn)課堂各自進(jìn)行著一條獨(dú)立的發(fā)展軌跡，悄悄地點(diǎn)燃了在線學(xué)習(xí)的星星之火。

2004年，薩爾曼·可汗為了遠(yuǎn)程輔導(dǎo)親戚家的小孩學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，開始錄制教學(xué)視頻并放到Y(jié)ouTube網(wǎng)站上供需要的人免費(fèi)觀看和學(xué)習(xí)。接下來，他又為孩子們編寫了互動(dòng)練習(xí)軟件，加強(qiáng)他們的數(shù)學(xué)訓(xùn)練。2007年，可汗把教學(xué)視頻和互動(dòng)練習(xí)軟件進(jìn)行了整合，創(chuàng)建了免費(fèi)的網(wǎng)站，用視頻講解不同科目的內(nèi)容，并解答網(wǎng)友提出的問題；并提供在線練習(xí)、自我評估及進(jìn)度跟蹤等學(xué)習(xí)工具。2009年，可汗干脆將收入不菲的工作辭掉，他成立了一個(gè)非營利性機(jī)構(gòu)“可汗學(xué)院”，全身心投入在線教育中。

2007年，美國科羅拉多州的林地公園高中，兩位化學(xué)教師喬納森·伯爾曼(Jon Bergmann)和亞倫·薩姆斯(Aaron Sams)開始一項(xiàng)開創(chuàng)性的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。他們使用屏幕捕捉軟件錄制Powerpoint演示文稿的播放和講解聲音，形成視頻并上傳到網(wǎng)絡(luò)，以此幫助課堂缺席的學(xué)生補(bǔ)課；接下來，他們逐漸以學(xué)生在家看視頻聽講解為基礎(chǔ)，開辟出課堂時(shí)間來讓學(xué)生完成作業(yè)或?qū)嶒?yàn)，并為過程中有困難的學(xué)生提供幫助——這就是翻轉(zhuǎn)課堂。雖然在他們之前，一些大學(xué)教師們比如哈佛大學(xué)物理教授埃里克·馬祖爾等，做了一些試驗(yàn)性的探索。但真正讓一線教師接受并采用翻轉(zhuǎn)課堂，還是應(yīng)該歸功于這兩位高中教師的大膽實(shí)踐和推廣。

2008年，聯(lián)通主義( Connectivism)的兩位提出者，加拿大阿薩巴斯卡大學(xué)教授喬治·西蒙斯( George Siemens)和斯蒂芬·唐斯( Stephen Downes)率先實(shí)踐了大規(guī)模開放在線課程（MOOCs），即慕課。隨后有一些大學(xué)教授也開始采用了這種課程方式，并取得了一些成功。慕課也逐漸在北美流行開來。

視頻重塑教育

歷史常常會(huì)因?yàn)榍珊隙l(fā)生奇跡。這三個(gè)獨(dú)立發(fā)生的故事在2011年碰撞在一起，三個(gè)火種形成了一個(gè)巨大的火炬，照亮了教育的未來。

這還得從可汗學(xué)院說起。時(shí)間回溯到2009年，可汗已經(jīng)錄制了2000多個(gè)在線教學(xué)視頻，使很多學(xué)有困難的學(xué)習(xí)者受益，并收到大量感謝和贊美的郵件和留言。不過此時(shí)的薩爾曼·可汗卻感覺到了巨大的困難。因?yàn)樗o職創(chuàng)辦可汗學(xué)院，積蓄很快花完，面臨著生計(jì)問題。就在可汗無以為繼，準(zhǔn)備放棄的時(shí)候，他收到了硅谷投資者約翰·杜爾的妻子安·杜爾的小額捐贈(zèng)。這是可汗得到的第一筆資助。接下來，可汗學(xué)院受到了比爾·蓋茨的關(guān)注，并收到了來自比爾和梅林達(dá)·蓋茨基金會(huì)150萬美元資助。后來，谷歌公司也向他贊助了200萬美元。這一系列的資金注入不僅讓可汗可以繼續(xù)錄制教學(xué)視頻，更重要的是得到了大量媒體的報(bào)道。似乎在一夜間，薩爾曼·可汗和他的可汗學(xué)院紅遍美國。他也因此被譽(yù)為美國在線學(xué)習(xí)的教父。

在媒體報(bào)道后，更多教育行業(yè)內(nèi)部人士開始關(guān)注可汗學(xué)院和他的在線教學(xué)視頻。而此時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)走過了3個(gè)年頭，并悄悄地在中小學(xué)教師中流行開來。不過，很多教師雖認(rèn)可翻轉(zhuǎn)課堂，卻因?yàn)楦鞣N原因無法真正實(shí)施這種教學(xué)方式。最大的困難就是教學(xué)視頻的缺乏，因?yàn)椴皇敲课唤處煻伎梢凿浿瞥龈哔|(zhì)量的教學(xué)視頻。而當(dāng)他們知道可汗學(xué)院的視頻如此受到學(xué)習(xí)者喜愛后，他們就開始使用這些視頻來實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂。教師布置學(xué)生回家后觀看可汗學(xué)院的教學(xué)視頻，第二天回到課堂上互動(dòng)釋疑完成練習(xí)作業(yè)。有的教師甚至直接讓學(xué)生在課堂上觀看可汗的視頻來代替自己的講解，在學(xué)生有疑問時(shí)施以援手。從某種意義上講，可汗學(xué)院的視頻降低了教師采用翻轉(zhuǎn)課堂模式進(jìn)行教學(xué)的門檻，推動(dòng)了翻轉(zhuǎn)課堂的進(jìn)一步普及。不過，這才剛剛是個(gè)開始。

當(dāng)可汗了解到教師們的這一做法后，決定主動(dòng)出擊，以幫助這些教師更好地利用可汗學(xué)院的教學(xué)資源輔導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。2010年秋天，用比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)和谷歌公司注資的經(jīng)費(fèi)，可汗學(xué)院開發(fā)出了一套學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。這套系統(tǒng)能收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)步，讓教師知道學(xué)生學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而更有效地開展翻轉(zhuǎn)課堂?？珊箤W(xué)院與加州洛斯拉圖斯地區(qū)學(xué)校合作，在該地區(qū)五年級和七年級嘗試使用這套學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。至此，可汗學(xué)院從一個(gè)熱門課外輔導(dǎo)網(wǎng)站變成真實(shí)的課堂教學(xué)工具。2011年，洛斯拉圖斯地區(qū)學(xué)校使用可汗學(xué)院系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)課堂后，學(xué)生成績有了明顯的提高。而原本低調(diào)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式隨著可汗學(xué)院的參與，開始進(jìn)入全世界教育工作者的視野，并受到追捧。

不過，從可汗學(xué)院受益的并非只有中小學(xué)的學(xué)生和教師們。2011年初，人工智能專家、斯坦福大學(xué)教授塞巴斯蒂安·斯朗（Sebastian Thrun）在TED 大會(huì)上被薩爾曼·可汗在斗室里制造出的可汗學(xué)院迷住了。于是，他也依樣畫瓢把他的“人工智能”課搬上了互聯(lián)網(wǎng)。他和同事彼得·諾維格（Peter Norvig）在自家客房的地下室里，架起一塊白板，支起一根麥克風(fēng)，對著攝像機(jī)，開始了“人工智能”課程的錄制。2011 年秋天，有 190 個(gè)國家（地區(qū)）的 16 萬學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上注冊了這門課。不僅如此，這門課還誕生了一個(gè) Facebook 群，在線討論組以及大量的志愿翻譯者：這門課被志愿者翻譯成了 44 種語言。

從2008年慕課發(fā)端到現(xiàn)在，終于引來了突破性的發(fā)展。上完這門課，塞巴斯蒂安發(fā)現(xiàn)他沒法在斯坦福繼續(xù)教書了?！叭斯ぶ悄堋蹦秸n的成功讓他激動(dòng)不已，并讓他深刻地認(rèn)識到這背后蘊(yùn)藏著的巨大機(jī)會(huì)。2012年2月，他和兩名同伴創(chuàng)立了一個(gè)名為 Udacity 的網(wǎng)站，提供和計(jì)算機(jī)以及人工智能相關(guān)的在線課程。現(xiàn)在，他們提供 24 門課，從數(shù)學(xué)、科學(xué)到工程，服務(wù)來自 120 多個(gè)國家的超過 75 萬名學(xué)生。

兩個(gè)月后， 斯坦福大學(xué)兩名計(jì)算機(jī)教授創(chuàng)建的Coursera，以及在當(dāng)年秋天由哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)合的Edx兩大慕課平臺(tái)也開始運(yùn)作。在短短一年間，慕課就得到了爆發(fā)性的增長，極大地觸動(dòng)了傳統(tǒng)高等教育。

Coursera聯(lián)合創(chuàng)始人之一達(dá)芙妮·科勒（Daphne Koller）在紐約時(shí)報(bào)撰寫的文章《科技是個(gè)性化學(xué)習(xí)的護(hù)照》中談道，可汗學(xué)院對他們實(shí)施慕課有很大的啟發(fā)。

現(xiàn)在，翻轉(zhuǎn)課堂在全球中小學(xué)遍地開花，慕課也掀起了大學(xué)的教育革命，可汗學(xué)院的引領(lǐng)功不可沒。

翻轉(zhuǎn)課堂讓教室變小

可汗學(xué)院在與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)緣并進(jìn)入到學(xué)校后，可汗決定制作出更多趣味性強(qiáng)且富有吸引力的教學(xué)資源吸引孩子們到可汗學(xué)院來學(xué)習(xí)。

可汗學(xué)院陸續(xù)邀請了一些優(yōu)秀的教師加入到制作教學(xué)視頻團(tuán)隊(duì)中，豐富了可汗學(xué)院教學(xué)視頻的學(xué)科種類，比如藝術(shù)和醫(yī)學(xué)課程。可汗學(xué)院還增強(qiáng)了教學(xué)視頻的互動(dòng)性。它將字幕分成與時(shí)間標(biāo)記對應(yīng)的極小單元，學(xué)習(xí)者可隨時(shí)前后反復(fù)或跳著觀看，或依關(guān)鍵字搜尋所需片段。更重要的是，當(dāng)教師讓學(xué)生采用此資源學(xué)習(xí)時(shí)，教師可以掌握每位學(xué)生觀看的歷史記錄，知道學(xué)習(xí)者的困難點(diǎn)在哪里。

與此同時(shí)，更多優(yōu)質(zhì)的教學(xué)視頻在可汗學(xué)院理念的影響下涌現(xiàn)出來。2012年TED的教育頻道TED-ED，并邀請全球的教師提交他們最棒的課程用于翻轉(zhuǎn)課堂。TED-ED強(qiáng)調(diào)用有創(chuàng)意的動(dòng)畫呈現(xiàn)課程內(nèi)容，搭配快速問答選擇題、開放性問題與資源聯(lián)結(jié)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。更重要的是，在TED-ED平臺(tái)上教師可以利用TED的視頻或其他在線視頻，定制成自己的課程，然后得到專屬的網(wǎng)址，發(fā)送給自己的學(xué)生，并讓你能監(jiān)看學(xué)生答題正確率與其他學(xué)習(xí)情況。

而在翻轉(zhuǎn)課堂的先鋒——林地公園高中的兩位教師貝格曼和薩姆斯看來，教學(xué)視頻僅是一部分?！鞍芽唇虒W(xué)視頻作為家庭作業(yè)布置給學(xué)生，回到課堂上完成練習(xí)作業(yè)”，這是翻轉(zhuǎn)課堂1.0版本，并不是翻轉(zhuǎn)課堂的全部。翻轉(zhuǎn)課堂的重點(diǎn)不在于教師自制講課視頻來教學(xué)，而是能真正思考如何更有效地運(yùn)用課堂互動(dòng)時(shí)間。教師作為知識領(lǐng)域的專家，可以將屬于單向傳授的部分知識錄制成視頻，讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)；留出更多的面對面課堂時(shí)間，有利于師生面對面地互動(dòng)交流解決個(gè)別問題，且更進(jìn)一步地，用以發(fā)展學(xué)生的高層次認(rèn)知能力 (如布魯姆目標(biāo)分類中知識應(yīng)用、分析、綜合及評估等能力)。因此，翻轉(zhuǎn)課堂的面對面課堂時(shí)間需要精心的設(shè)計(jì)。

他們進(jìn)而把翻轉(zhuǎn)課堂重新命名為翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)，并認(rèn)為：翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)是把直接教學(xué)（講授基本事實(shí)、知識和技能）從群體學(xué)習(xí)空間轉(zhuǎn)移到個(gè)人學(xué)習(xí)空間。以前面對面的整個(gè)課堂教學(xué)過程中，不管是教師講授還是與學(xué)生對話，都是以教師為中心的一對多的形式；而翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)改變了這種傳統(tǒng)的形式，不管是學(xué)生在家看教學(xué)視頻，還是課堂上師生面對面地互動(dòng)交流，都圍繞著學(xué)生中心展開。學(xué)生獲得了學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)：根據(jù)自己進(jìn)度看視頻，提出個(gè)人的問題與教師或同伴交流。而這種讓學(xué)生主動(dòng)地去了解、探索問題及深入思考的學(xué)習(xí)形式，才能真正地讓學(xué)習(xí)深化。

因此，貝格曼認(rèn)為翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的班級人數(shù)不應(yīng)多，因?yàn)檫@讓教師更容易在課堂上有機(jī)會(huì)與每位學(xué)生對話。按照掌握學(xué)習(xí)理論解釋，每位學(xué)生在進(jìn)入下一步前必須證明已經(jīng)掌握了先前學(xué)習(xí)的內(nèi)容，因此每位學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度不可能一樣。教師需要在每一天的每節(jié)課關(guān)注到每一位學(xué)生的進(jìn)展情況，如果班上人數(shù)多了，顯然就不容易做到。

其實(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂是一種混合式學(xué)習(xí)方式，它包括了課前的在線學(xué)習(xí)和課堂的面對面學(xué)習(xí)兩部分。由此，人們對翻轉(zhuǎn)課堂的認(rèn)識也發(fā)生了分化：是更注重教學(xué)視頻和平臺(tái)的開發(fā)使學(xué)生有更棒的在線學(xué)習(xí)效果呢，還是設(shè)計(jì)更好的課堂教學(xué)讓學(xué)生更積極地參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中來呢？其實(shí)二者并不對立，只是實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的人們因?yàn)樽约旱奶亻L而各有側(cè)重而已。換句話說，就是專業(yè)的人做專業(yè)的事：在線課程開發(fā)人員注重更棒的教學(xué)視頻，一線教師則側(cè)重更好的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。二者的融合將使翻轉(zhuǎn)課堂為代表的混合學(xué)習(xí)更快地進(jìn)入到學(xué)校。

也有人質(zhì)疑：如果學(xué)生作業(yè)都不愿做，翻轉(zhuǎn)課堂又如何能讓他們來看教學(xué)視頻呢？顯然有趣的教學(xué)視頻和游戲化的學(xué)習(xí)平臺(tái)對這部分孩子更有吸引力。孩子是天生的學(xué)習(xí)者。如果他不愿意學(xué)習(xí)，可能是課程不夠好，他對此沒有興趣。當(dāng)然，持續(xù)的學(xué)習(xí)還是需要督促的。類似可汗學(xué)院的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)能收集學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，提醒和激勵(lì)他們持續(xù)地學(xué)下去。

有一點(diǎn)是大家的共識，就是翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)視頻主要是講授課程中的基礎(chǔ)知識和基本概念；課堂上則用于組織活動(dòng)發(fā)展學(xué)生的高級思維能力。翻轉(zhuǎn)課堂如果課前視頻學(xué)習(xí)沒有效率，那么課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)得再好，教師也可能因?yàn)閷W(xué)生問題太多而疲于應(yīng)付，哪怕是小班額課堂。建構(gòu)主義支持者也曾批評可汗學(xué)院倡導(dǎo)的行為主義背景下的掌握學(xué)習(xí)是把學(xué)習(xí)變成死記硬背。而從這個(gè)層面看，可汗學(xué)院恰恰是在行為主義和建構(gòu)主義之間搭建了一座橋梁。

慕課讓教室變大

2013的ISTE（美國國際教育技術(shù)協(xié)會(huì)）大會(huì)上，美國利哈伊大學(xué)教育學(xué)院的教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)技術(shù)教授Scott Garrigan博士表示，慕課將要給基礎(chǔ)教育帶來一場變革?！澳秸n正在變革高等教育，但是很快，慕課將同樣會(huì)對高中教師的教學(xué)方式產(chǎn)生影響?！蹦秸n給學(xué)習(xí)者帶來全新的體驗(yàn)。第一，在線教學(xué)視頻的全面改進(jìn)：它將視頻片斷化，視頻之間有練習(xí)題彈出，幫助學(xué)生回顧知識。第二，評判機(jī)制優(yōu)化：機(jī)器判分，同學(xué)互評，游戲化。第三，它利用社交網(wǎng)絡(luò)形成更棒的學(xué)習(xí)氛圍。第四，大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)能夠提供自適應(yīng)教學(xué)反饋。

傳統(tǒng)教室中，明星教師最多能給200位學(xué)生上課。而在可汗學(xué)院平臺(tái)，薩爾曼·可汗每次能給數(shù)千上萬的學(xué)生上課。Garrigan博士說，目前最好的K-12慕課平臺(tái)就是可汗學(xué)院，他改變了現(xiàn)有教育體系。

的確，薩爾曼·可汗也正在對未來教育體系進(jìn)行深入的思考。2013年，在可汗出版的The One World Schoolhouse 一書中，他提出全世界需要一個(gè)提供免費(fèi)優(yōu)質(zhì)教育資源的網(wǎng)絡(luò)教室，讓更多的學(xué)習(xí)者從中受益。正如可汗學(xué)院網(wǎng)站上寫著的承諾：“讓任何人，在任何地方，都得到世界一流的教育。”

2013年，美國加州的特許學(xué)校——火箭船學(xué)校開始一個(gè)新的舉措，學(xué)校正朝著把教室變大的方向發(fā)展。學(xué)校將建立更大、更開放的網(wǎng)絡(luò)教室，里面將配置更多的電腦，可同時(shí)容納一百多名學(xué)生同時(shí)參加在線學(xué)習(xí)。但學(xué)校只為這間教室配備了3名專任教師和1名個(gè)性化學(xué)習(xí)助教。學(xué)生將大部分時(shí)間集中在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。根據(jù)學(xué)生在線學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，教師把有相同問題的學(xué)習(xí)分別組成學(xué)習(xí)小組，在教室的旁邊參加面對面的直接教學(xué)或個(gè)別輔導(dǎo)。

篇5

機(jī)電一體化技術(shù)主要包括技術(shù)原理和使機(jī)電一體化產(chǎn)品(或系統(tǒng))得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)技術(shù)群(族)的總稱，包括檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。

1)機(jī)械技術(shù)。是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。

2)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)。信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策，人工智能技術(shù)，專家系統(tǒng)技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

3)系統(tǒng)技術(shù)。即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

4)自動(dòng)控制技術(shù)。其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場調(diào)試、控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

5)傳感檢測技術(shù)。是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。

6)伺服傳動(dòng)技術(shù)。包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件，對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，未來機(jī)電一體化技術(shù)將朝著智能化、高性能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化、綠色化等多方向發(fā)展。

2.1智能化

人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高，將會(huì)出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動(dòng)，并會(huì)對制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。例如，在智能化房屋建設(shè)上增加人機(jī)對話功能，設(shè)置智能I／O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.2高性能化

高性能化一般包含高速、高精度、高效率和高可靠性。它采用多CPU結(jié)構(gòu)，以多總線連接，進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳遞，采有精簡指令集機(jī)，實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)并進(jìn)行處理。設(shè)置多重緩沖器，故障診斷，自動(dòng)檢錯(cuò)、糾錯(cuò)，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)等技術(shù)保證該機(jī)電一體化產(chǎn)品具有高性能。

2.3模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事情。例如，研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這就需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。隨著微處理器性能價(jià)格比的迅速提高和微機(jī)械電子(MEMS)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機(jī)電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計(jì)和制造出各種新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏?。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到、質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(eolnputerintegratedappliancesystem，ClAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。

2.5微型化

微型機(jī)電一體化產(chǎn)品向微米、納米級發(fā)展，體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)越性。微機(jī)電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.6人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。未來的機(jī)電一體化將會(huì)加速它們與生命機(jī)體的相似性，更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系(人一機(jī)的協(xié)調(diào))并與人共生(人一系統(tǒng)一一體化)，更關(guān)注適宜人的使用與操作、人的可靠性及安個(gè)性問題。

2.7綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化，同時(shí)資源減少、生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生并成為時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。綠色化成了時(shí)代的趨勢，產(chǎn)品的綠色化更成為適應(yīng)未來發(fā)展的一大特色。

篇6

在全球,智能家電產(chǎn)品的研發(fā)和推出也是迭起,而隨著家用電腦的普及和應(yīng)用的擴(kuò)展,長期留意觀察IT動(dòng)態(tài)的家電企業(yè)開始介入電腦制造業(yè),一個(gè)新的時(shí)代到來了!下面我們來看看這些智能化產(chǎn)品吧!

1.人性十足的海爾小超人

這是海爾電腦公司在去年推出的一款智能電腦,也是國內(nèi)第一臺(tái)能夠與人進(jìn)行語言交流的電腦(如圖1)。除了基本的配置以外,海爾小超人內(nèi)部帶有電視調(diào)諧器和視頻捕捉卡,可以直接收看有線電視節(jié)目,并進(jìn)行視頻錄制,這樣你就可以把視頻格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中了,電視調(diào)諧和視頻捕捉使用的是ATI公司的產(chǎn)品,播放質(zhì)量比較好,軟件控制也很方便,只是靈敏度稍遜色。

海爾小超人的精妙之處是它的智能化控制工具──海爾小超人,這是一個(gè)形如機(jī)器人的智能工具。它是將生物統(tǒng)計(jì)技術(shù)的最新成果融進(jìn)了電腦產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的完美體現(xiàn)。海爾小超人能夠識別三個(gè)人的語音指令,并按照指令進(jìn)行相應(yīng)的操作。你可以隨時(shí)向它詢問時(shí)間,它會(huì)立刻說出當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間。不過遺憾的是,目前它可以接受的語音命令還十分有限。除了接受語言指令以外,海爾小超人還具有提醒功能。比如:當(dāng)收到E-Mail時(shí),它會(huì)通過聲音、燈光及動(dòng)作發(fā)出提示,以便引起你的注意;還可以預(yù)先設(shè)置時(shí)間,在該時(shí)間到來時(shí),小超人立刻作出聲音提示,同時(shí)伴有動(dòng)作和燈光閃爍,提醒你去做某事,如起床、約會(huì)、上學(xué)等,并且你還可以設(shè)定開機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)間,令其自動(dòng)執(zhí)行。

2.藍(lán)色“家電”,聯(lián)想天樂

我們知道近段時(shí)間聯(lián)想把“家庭數(shù)碼港”的概念炒得熱熱火火。說到底,這款產(chǎn)品只是一款功能較為強(qiáng)大一點(diǎn)的PC罷了?；剡^頭來看看這款天樂──聯(lián)想藍(lán)色家電的首發(fā)品(如圖2),你才能夠真正領(lǐng)悟到IT技術(shù)和家電融合的理念。這款電腦是面向互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而推出的簡便、易用的普及型網(wǎng)絡(luò)工具,它就像電視機(jī)、收音機(jī)一樣具有即開即用、免學(xué)習(xí)、免維護(hù)等三大特點(diǎn)。它是專為滿足中老年人用戶對網(wǎng)絡(luò)、信息服務(wù)的需求而定制設(shè)計(jì)的。

天樂將表面聲波技術(shù)(TouchEasy)和全屏手寫識別(ScreenWriting)融合在15英寸的顯示屏上,不僅可以通過觸摸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的所有功能,而且可以在屏幕上書寫漢字進(jìn)行文字輸入。其次,天樂采用嵌入式系統(tǒng)和小巧的一體化設(shè)計(jì),只需一根電源線和一根電話線(或網(wǎng)線),即開即用,可隨時(shí)關(guān)機(jī),并且安全可靠、維護(hù)容易,跟電視機(jī)一樣,使用壽命很長。用戶只要通過1個(gè)小時(shí)左右的自學(xué),就可以使用天樂在網(wǎng)上隨心所欲地暢游了。

另處,天樂還提供了健康顧問、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)游、尋親訪友、生活伴侶和休閑娛樂五大方面的功能服務(wù):專門定制的健康網(wǎng)站,讓老年人隨時(shí)擁有“私人醫(yī)生”;智能秘書可以幫中老年人整理生活備忘錄及提醒重大事件;幸福休閑使愛好象棋、撲克、麻將的中老年朋友時(shí)常過過癮。老年朋友只要指指點(diǎn)點(diǎn)就可以獲取他們需要的各種信息。以健康顧問為例,天樂擁有日常保健及疾病預(yù)診系統(tǒng),可以為用戶進(jìn)行身體情況的預(yù)診、記錄與分析。通過網(wǎng)站,用戶可以向近百位各個(gè)科的專業(yè)醫(yī)生進(jìn)行咨詢,獲得與疾病相關(guān)的護(hù)理、保健、運(yùn)動(dòng)、飲食、用藥等各個(gè)方面的知識。如果所在地區(qū)醫(yī)院也已上網(wǎng),還可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院電子掛號,就診預(yù)約等功能,這對行動(dòng)不便的老人來說無疑是一大福音。

3.可穿戴的PC

美國Xybemaut已經(jīng)開發(fā)出了可以穿戴的個(gè)人電腦并投放市場。名字叫Xybernaut MA IV(以下簡稱MA IV),如圖3。人們可以把MA IV當(dāng)作筆記本電腦來使用,因?yàn)樗旧砭褪且慌_(tái)真正的奔騰電腦。它采用了200MHz的奔騰MMX CPU,可擴(kuò)充到128MB的內(nèi)存,2.1GB或4.3GB的硬盤,另處還配有鋰電池,操作系統(tǒng)為Win9×或NT。MA IV有兩種顯示方式,其一是頭戴顯示,它給人的真實(shí)感非常強(qiáng)烈,不過顯示的圖像有時(shí)會(huì)向右偏離。另一個(gè)顯示單元是平板式顯示,帶觸控功能。手腕上的鍵盤極難使用,只能用于輸入少量文字,快發(fā)E-mail等。公正地說,Xybemaut MA IV還是設(shè)計(jì)得相當(dāng)不錯(cuò),使用起來很方便,作為第一代可穿戴電腦,這已經(jīng)給人很大驚喜了,不過4995美元的售價(jià)顯得極為昂貴。MA IV主要用在一些特殊場合,比如交通警察可能會(huì)使用這種裝備。MA IV的缺點(diǎn)是稍顯笨拙,穿在身上不是很舒服,再有就是很容易把電源線和顯示線纜碰掉。

4.奇異的MOUSE

可接受短信息的鼠標(biāo):現(xiàn)在,你可以通過計(jì)算機(jī),用comMouse鼠標(biāo)來接受短信息服務(wù)(如圖4),這款最新的鼠標(biāo)是第一個(gè)帶有內(nèi)置液晶顯示屏的鼠標(biāo)(鼠標(biāo)與計(jì)算機(jī)通過USB端口連接)。它的使用方法是:鼠標(biāo)首先被指定一個(gè)電話號碼,然后鏈接到互聯(lián)網(wǎng)上某個(gè)可以接受短信息的網(wǎng)站,當(dāng)短信息到達(dá)時(shí),它會(huì)在鼠標(biāo)的液晶屏幕上顯示。如果短信息到達(dá)之后,液晶屏幕會(huì)變成藍(lán)色,并且互聯(lián)網(wǎng)按鍵會(huì)激活,從而讓你方便地接收短信息。

可穿戴的鼠標(biāo):在拉斯維加斯國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì)上,一款形狀獨(dú)特的鼠標(biāo)引起了參觀者的強(qiáng)烈興趣(見圖5)。該鼠標(biāo)之特殊,在于它酷似手套,通過一個(gè)基座經(jīng)由USB端口與電腦相連,在使用時(shí)把它戴在手上,五個(gè)手指的運(yùn)動(dòng)則通過紅外線傳輸給基座,基座再傳導(dǎo)給電腦,實(shí)現(xiàn)普通鼠標(biāo)的正常功能。比如,如果你動(dòng)動(dòng)食指,電腦屏幕上的光標(biāo)就會(huì)隨之運(yùn)動(dòng);如果指頭在空中彈兩下,便可啟動(dòng)程序。玩三維游戲時(shí),調(diào)出鼠標(biāo)配置文件進(jìn)行各項(xiàng)有關(guān)設(shè)置便可。

5.“超人類語音識別”的電腦

近日,IBM表示,期望在21世紀(jì)頭10年結(jié)束之前,生產(chǎn)出能夠自動(dòng)理解多達(dá)20門語言,并能識別這些語言的各種語調(diào)變化、口音及上下文環(huán)境的機(jī)器。該機(jī)器能絲毫不差地轉(zhuǎn)錄法律、醫(yī)療和法庭證詞,被IBM稱為“超人類語音識別”計(jì)劃。該項(xiàng)目已于本年度啟動(dòng),IBM方面已經(jīng)制定出了整個(gè)研制過程的階段性任務(wù),而總體目標(biāo)更加明確──使機(jī)器語音識別能力趕上并超越人類。很多年來,PC機(jī)及其更加小巧的后續(xù)產(chǎn)品(PDA和手機(jī))就具備了聽說功能,但是用戶很少能夠充分利用這些功能,這是因?yàn)檫€存在以下制約因素:機(jī)器在理解口音、語調(diào)變化特別是談話的上下文環(huán)境方面還有困難(識別英語對于機(jī)器來說尤其困難)。除此之外,技術(shù)越復(fù)雜越需要大量的實(shí)驗(yàn)和調(diào)整,比如:通過反復(fù)聽同一段聲音,機(jī)器的識別能力將大為改善。

IDC預(yù)計(jì),到2005年全球市場對電話語音處理設(shè)備的需求將達(dá)到35億美元,為此,IBM、AT&T、朗訊和飛利浦等許多大公司都在爭先恐后地進(jìn)行語音識別技術(shù)研究。IBM公司的100位全職語音識別研究人員中有20名正在專門投入此項(xiàng)研究課題之中。他們正在著手進(jìn)行音頻-視頻識別研究,涉及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的開發(fā),以便改善語音識別的精確度。在國家科學(xué)基金會(huì)的資助下,IBM正在和其他行業(yè)的研究人員并肩工作,試圖破解長達(dá)10萬小時(shí)的二戰(zhàn)時(shí)期納粹大屠殺幸存者的談話錄音,這些錄音內(nèi)容紛繁多變,充滿各種方言,感情起伏,語調(diào)跌宕,還夾雜著各種不同語言。

6.獨(dú)特的電子視窗眼鏡

我們生活在一個(gè)充滿秘密的世界。理所當(dāng)然的,對那些關(guān)心自己的秘密的人來說,一種新型儀器──可以保留個(gè)人隱私的電子視窗眼鏡成為熱點(diǎn)就不足為奇了。假設(shè)你在公共場合用筆記本電腦瀏覽互聯(lián)網(wǎng),還不得不撐起前臂來遮擋過大的筆記本電腦的顯示屏幕,來防備在飛機(jī)靠背或者火車上的偷窺的眼睛,是不是覺得很累呀。現(xiàn)在,電子視窗眼鏡的獨(dú)特的顯示方法能幫助你防范這種狀況的發(fā)生(如圖6)。

電子視窗眼鏡是個(gè)液晶顯示的數(shù)控系統(tǒng),它是個(gè)人顯示儀器的一個(gè)突破,能夠在任何地方提供虛擬的大屏幕高分辨率觀看效果。當(dāng)距離1英寸(2.54厘米)觀看時(shí),能夠產(chǎn)生奇特的虛擬效果,讓你以為5是在距離2.5英尺(76.2厘米)的地方觀看19英寸(48厘米)的高分辨率大屏幕臺(tái)式顯示器。電子視窗眼鏡目前有兩款提供給顧客選擇:一種是3430(單鏡片顯示儀器),能夠很好地手持觀看;另一種是2420(雙鏡片顯示儀器),可以戴在頭上觀看。如果你顯示時(shí)色彩比較單一(例如在制表格時(shí)),它可以自動(dòng)減少電量的消耗,起到節(jié)能的效果。

智能化電器產(chǎn)品

現(xiàn)在智能技術(shù)已經(jīng)可以模擬人的智能和思維過程,在家電智能工作和參數(shù)調(diào)節(jié)等方面,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、簡單化。

1.用于語音控制的帶話筒耳機(jī)

東芝于2002年1月8日宣布,該公司利用藍(lán)牙規(guī)格的無線通信和語音識別技術(shù),開發(fā)出通過語音控制家電產(chǎn)品的頭戴式帶話筒耳機(jī)(Head Set,如圖7),其中配備了語音識別芯片和無線模塊等。該公司計(jì)劃在2002年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化,并且在配備語音識別引擎和語音合成引擎藍(lán)牙模塊、天線、內(nèi)存以及鋰離子電池等的狀態(tài)下,使產(chǎn)品的重量限制在100g以內(nèi)。

該產(chǎn)品可以用于:(1)利用語音識別引擎將用戶的語音轉(zhuǎn)換為指令,從而無須用手便可操作個(gè)人電腦和家電產(chǎn)品;(2)以語音方式聽個(gè)人電腦/家電發(fā)送的文本數(shù)據(jù);(3)聽個(gè)人電腦以及AV家電等通過藍(lán)牙方式無線發(fā)送過來的音樂數(shù)據(jù);(4)在博物館及美術(shù)館等用作語音向?qū)гO(shè)備等。

2.網(wǎng)絡(luò)數(shù)字冰箱和半導(dǎo)體冰箱

按道理說,冰箱之類的家電無論如何和電腦、智能化扯不上關(guān)系,不過美菱的新產(chǎn)品卻意味著家電產(chǎn)業(yè)的智能化時(shí)代在逐漸向我們走來:美菱繼推出納米技術(shù)的冰箱后,又成功推出網(wǎng)絡(luò)數(shù)字冰箱和半導(dǎo)體冰箱。美菱網(wǎng)絡(luò)數(shù)字冰箱采用嵌入式主板,以Linux操作系統(tǒng)為基礎(chǔ),進(jìn)行智能化設(shè)計(jì),通過條碼閱讀器或TFT液晶觸摸屏輸入存儲(chǔ)食品的種類、數(shù)量和保質(zhì)期等數(shù)據(jù),由系統(tǒng)進(jìn)行記錄、存貯,并在食物過期以前進(jìn)行語音提示,同時(shí)可以通過屏幕顯示冰箱中貯存的食物信息。另外,系統(tǒng)還存儲(chǔ)了大量的實(shí)用菜譜,供用戶隨時(shí)參考或閱讀。該冰箱通過互聯(lián)網(wǎng)與超級市場相連,超市則可以通過網(wǎng)上購物系統(tǒng)及時(shí)了解用戶需要,提供配送服務(wù)的超市可隨時(shí)實(shí)現(xiàn)食物配送。這種未來型冰箱將大大方便用戶,使生活真正進(jìn)入數(shù)字時(shí)代。

3.閱讀條形碼的微波爐

三星公司推出的這種微波爐可以通過微波爐前面的嵌入式掃描機(jī),閱讀從掃描機(jī)前通過的包裝食品上的條形碼,然后,該微波爐根據(jù)條形碼自動(dòng)調(diào)整它的設(shè)置和烹調(diào)時(shí)間,以達(dá)到最佳烹調(diào)效果。與計(jì)算機(jī)相連時(shí),該微波爐還具有與因特網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的能力,以獲取新的食品信息及各種食品最佳制備程序。

4.智能彩電

市場上的樂華智慧通和海信喜盈門系列彩電均已實(shí)現(xiàn)了操作規(guī)程自動(dòng)化、智能化,首次開機(jī)自動(dòng)搜臺(tái)存臺(tái)。該系列彩電插上電源和天線,按下電源開關(guān),電視機(jī)就開始自動(dòng)搜索信號,幾分鐘就可自動(dòng)完成。 自動(dòng)控制頻道轉(zhuǎn)換有了這個(gè)功能,你可預(yù)先把好看的節(jié)目和頻道輸入電視機(jī),到時(shí)候機(jī)器就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)的頻道。

5.智能音響

家庭影院在操作、音響參數(shù)的調(diào)節(jié)以及音箱位置的擺放等方面比較復(fù)雜。智能化音響的出現(xiàn),使音響使用變得簡單、方便。智能化音響一般都有四路以上的輸入轉(zhuǎn)換,以前都是靠人工操作來選擇。智能化音響的智能傳感器、控制器,自動(dòng)識別并選擇輸入的音、視頻信號源,免去了人工操作。 音響參數(shù)調(diào)節(jié)智能化同一套AV音響系統(tǒng),由于使用者水平的差異,調(diào)出的音響效果也會(huì)大相徑庭。而智能化音響的AV功放則可以避免這個(gè)問題,它根據(jù)聽音者所處的位置,自動(dòng)精確調(diào)節(jié)各聲道音量的比例,使各聲道處于最佳工作狀態(tài),提供最佳的聽音效果。

6.不用鑰匙的鎖

用鑰匙開門是自古以來的老傳統(tǒng),而數(shù)字化和電子科技為人們?nèi)拥翳€匙創(chuàng)造了條件,安全的電子門鎖將逐漸進(jìn)入家庭。

組合鍵板電子鎖

這種電子鎖在門閂上部提供一個(gè)數(shù)字鍵板,鎖門時(shí)只要觸摸一下鍵板上的Lock按鈕,門閂就會(huì)上鎖。開門時(shí)只要在鍵板上輸入4~8個(gè)選擇的數(shù)字,門閂就會(huì)自動(dòng)打開。當(dāng)允許鄰居、清潔工或其他人進(jìn)入家園時(shí)可以設(shè)定第2個(gè)臨時(shí)組合代碼。連續(xù)輸入3個(gè)不正確的組合碼,會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)報(bào)警的聲音。

可編程防盜鍵板

這是一種防盜內(nèi)外雙鍵板,外部裝有標(biāo)準(zhǔn)尺寸鋼質(zhì)鍵板,內(nèi)部也裝有一個(gè)鍵板。兩個(gè)鍵板以電纜相通。即使外部鍵板遭到破壞,也無法進(jìn)入門內(nèi)?？删幊坦δ苣軌蛱峁?億種以上的組合碼,56個(gè)用戶代碼,3種輸出方式。

家庭和 辦公室通用遙控電子鎖

這種電子鎖可以在家庭和辦公室通用,而不必在原來門鎖位置安裝,不用鉆新的洞眼,也可以用普通鑰匙手工開門。它可以識別30多個(gè)遙控器,所以可以用于辦公室的多用戶環(huán)境。

魔術(shù)加鎖包

魔術(shù)加鎖包可以協(xié)助現(xiàn)有門鎖成為電子門鎖的部件,所以相對便宜。它包含電子信息閱讀器和稱為iButton的可以放在鑰匙圈中的感應(yīng)電子“鑰匙”。“鑰匙”是特殊的記憶裝置,包含可以被感應(yīng)閱讀的獨(dú)特的無重復(fù)序列號,支持多用戶。這種系統(tǒng)的好處是可以跟蹤進(jìn)入者,因?yàn)槊恳话谚€匙的密碼是獨(dú)特的,可做到“不同的鑰匙開一把鎖”。由于閱讀器內(nèi)部具有時(shí)鐘系統(tǒng),所以能跟蹤入門者進(jìn)入的時(shí)間,具有很高安全性。

7.萬能遙控器X10

幾乎每一個(gè)人都有使用電視遙控器的經(jīng)驗(yàn),那么能否利用一個(gè)遙控器控制燈光、溫度、窗簾、門鎖以及任何電器?蘇格蘭Pico電子公司生產(chǎn)的X10(電線載波技術(shù))就是這樣一種萬能遙控器。利用它可以在床上打開或關(guān)閉房子內(nèi)的所有燈具或者嚇跑非法闖入者,不用起身就可以開門迎客,可以定時(shí)定位自動(dòng)地打開或關(guān)閉燈具,調(diào)節(jié)溫度,打開音響等。只要在附近的電源插座上加進(jìn)指示燈和器件模塊,就可以從家中任何地方由X10控制器、計(jì)算機(jī)接口甚至由電話(通過電話脈沖應(yīng)答器)控制它們。只要用適當(dāng)?shù)腦10開關(guān)代替連線開關(guān),開關(guān)就具有遙控能力。

娛樂類電子數(shù)碼產(chǎn)品

1.機(jī)器狗

2001年末,日本索尼公司宣布推出了名為“愛寶”(AIBO,即AI人工智能)的機(jī)器小狗(見圖8和圖9),這是索尼公司推出的第三代機(jī)器狗,它的外形酷似“終結(jié)者”電影中的施瓦辛格?！皭蹖殹庇?8個(gè)電機(jī),也稱為18個(gè)自由度,這使得愛寶不僅能走動(dòng),而且能完成坐、伸展等動(dòng)作,摔倒后還可以站起來、可以用腹部爬行,還可以像真的小狗一樣玩耍?！皭蹖殹钡膫鞲衅髋c人的感知器官相對應(yīng),用于感知周邊環(huán)境和與人交流。“愛寶”的頭上有觸覺傳感器,你可以輕輕拍一拍它,表示友好?！皭蹖殹崩脙蓚€(gè)麥克風(fēng)聆聽周圍的聲音,在遙控模式下可以通過聲音對它下命令。 此外,我國海爾公司也推出了一種機(jī)器狗,它可以搖頭擺尾,眼睛發(fā)光,“唱”幾首流行歌曲。這種新“家電”產(chǎn)品不久將投入市場。

2.足球機(jī)器人

現(xiàn)在機(jī)器人足球比賽已成為一種時(shí)尚運(yùn)動(dòng),很多國家都有了自己的機(jī)器人足球比賽(圖10)。在世界上比較有影響的賽事主要有兩個(gè),一個(gè)是由國際機(jī)器人足球聯(lián)合會(huì)(FIRA)組織的微機(jī)器人世界杯Mirosot,另一個(gè)是由國際人工智能協(xié)會(huì)組織的機(jī)器人世界杯RoboCup。2002年的機(jī)器人足球世界杯將在韓國與第17屆足球世界杯同時(shí)舉行。

機(jī)器人足球的高技術(shù)可以概括為12個(gè)字:“實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)行動(dòng)”。這3個(gè)“實(shí)時(shí)”是機(jī)器人足球的難點(diǎn)之所在,也是機(jī)器人足球的魅力之所在。機(jī)器人足球和其他項(xiàng)目一樣,要想保持常盛不衰,一方面要提高現(xiàn)有項(xiàng)目的競技水平,增加比賽的可觀賞性;另一方面要推出新的比賽項(xiàng)目,顯示高技術(shù)的創(chuàng)造性。目前人工智能領(lǐng)域常常遇到理論與實(shí)際脫節(jié)的問題,足球機(jī)器人的誕生,為智能系統(tǒng)的研究提供了一個(gè)很好的載體。

人工智能基礎(chǔ)教育書目推薦

肖葉等著.《高科技十萬個(gè)為什么:人工智能》.昆侖出版社.2003.1(校超星數(shù)字圖書館里面有的,可供下載)

戴汝為.《人工智能》.化學(xué)工業(yè)出版社.2002.3

篇7

摘要：機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化概要

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

1智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

4微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

5綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

6系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來的。

結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn):

李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)．北京：科學(xué)出版社，2004．

篇8

 

關(guān)鍵詞：多媒體，教學(xué)課件，分類，制作， 

多媒體技術(shù)則是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信傳播技術(shù)融為一體，綜合處理、傳送和貯存多媒體信息的數(shù)字技術(shù)，多媒體課件將多媒體技術(shù)引入到計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的課件中，使課件內(nèi)容表現(xiàn)形式更加多姿多彩。 

1 多媒體課件的分類 

多媒體課件按組織方式的不同可以分為：固定結(jié)構(gòu)類型、生成型結(jié)構(gòu)、智能性結(jié)構(gòu)三類，根據(jù)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的特點(diǎn)多媒體網(wǎng)絡(luò)課件可分為： 

(1)課堂演示型。應(yīng)用于課堂教學(xué)中，其主要目的是揭示教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在規(guī)律，將抽象的教學(xué)內(nèi)容用形象具體的動(dòng)畫等方式表現(xiàn)出來。 

(2)學(xué)生自主學(xué)習(xí)型。在多媒體CAI網(wǎng)絡(luò)教室環(huán)境下，學(xué)生利用學(xué)生工作站進(jìn)行個(gè)別化自主學(xué)習(xí)。如目前流行網(wǎng)絡(luò)課件多數(shù)就是這種類型。 

(3)專業(yè)技能訓(xùn)練型。主要通過問題的形式來訓(xùn)練、強(qiáng)化學(xué)生某方面的知識和能力。 

(4課外學(xué)生檢索閱讀型。學(xué)生在課余時(shí)間里，進(jìn)行資料的檢索或?yàn)g覽，以獲取信息，擴(kuò)大知識面。如各種電子工具書、電子字典及各類圖形、動(dòng)畫庫等。 

(5)教學(xué)游戲型。寓教于樂，通過游戲的形式，教會(huì)學(xué)生掌握學(xué)科的知識和能力，并引發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。 

(6)模擬型。用計(jì)算機(jī)來模擬真實(shí)的自然現(xiàn)象或社會(huì)現(xiàn)象。 

2 多媒體課件的跳轉(zhuǎn)關(guān)系 

課件常見的內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)方式有：線形結(jié)構(gòu)：學(xué)生順序地接受信息；樹狀結(jié)構(gòu)：學(xué)生沿著一個(gè)樹狀分支展開學(xué)習(xí)活動(dòng)，該樹狀結(jié)構(gòu)由教學(xué)內(nèi)容的自然邏輯形成；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：也就是超文本結(jié)構(gòu)，學(xué)生在內(nèi)容單元間自由航行，沒有設(shè)置路徑的結(jié)束；復(fù)合結(jié)構(gòu)：學(xué)生可以在一定的范圍內(nèi)自由地航行，但同時(shí)受主流信息的線形引導(dǎo)和分層邏輯組織的影響。 

線形結(jié)構(gòu)組織信息的課件就像傳統(tǒng)的教科書，是按單一的順序編排的，閱讀時(shí)順序性強(qiáng)，靈活性差。多媒體采用非線形的網(wǎng)狀組織結(jié)構(gòu)，可以通過導(dǎo)航系統(tǒng)任意地跳轉(zhuǎn)到某個(gè)單元內(nèi)，也可以進(jìn)行聯(lián)想檢索，更符合人類的認(rèn)知規(guī)律。目前的課件多是以這種網(wǎng)狀組織結(jié)構(gòu)來組織信息的。 

3 多媒體課件制作要求 

多媒體課件總體要求內(nèi)容簡潔明了、交互性好、具有良好的藝術(shù)表現(xiàn)形式。具體表現(xiàn)在：(1)布局要簡潔明快、突出主題；(2)顏色的搭配要合理；(3)對象的逼真程度、科學(xué)性要高；(4)配音的選擇要恰到好處；(5)根據(jù)課章內(nèi)容需要適度運(yùn)用動(dòng)畫；(6)內(nèi)容的呈現(xiàn)適度直觀 根據(jù)學(xué)生的思維和教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，留給學(xué)生一定的思維余地。4 多媒體課件開發(fā)的制作流程 

多媒體課件是多媒體軟件的一個(gè)特例，多媒體軟件開發(fā)的通用模式是由多媒體專家 Brian Blum提出的，是一種以分析、設(shè)計(jì)(指導(dǎo)設(shè)計(jì)與交互設(shè)計(jì))、測試與評價(jià)四個(gè)層次的開發(fā)模型，可分為以下五個(gè)部分： 

(1)總體方案設(shè)計(jì) 

一個(gè)教學(xué)課件的開發(fā)決策制定之前，要對需求、課件所實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)及制作課件的物資條件有一個(gè)系統(tǒng)的分析，以解決是否開發(fā)，開發(fā)的條件是否具備，開發(fā)后是否易于普及和提廣。分析之后，就要做出總體方案的設(shè)計(jì)?？傮w方案的設(shè)計(jì)是確定教育思想能否用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的問題。因此，總體方案的設(shè)計(jì)在整個(gè)課件的設(shè)計(jì)過程中是非常重要的。在課件的總體方案的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量發(fā)揮多媒體技術(shù)，將文本、圖像、動(dòng)畫、音頻、視頻有機(jī)地集成，來形象、生動(dòng)地反映教學(xué)內(nèi)容和策略，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。 

(2)課件的設(shè)計(jì) 

多數(shù)的課件仍按照傳統(tǒng)教學(xué)的節(jié)，將課件分成若干個(gè)知識點(diǎn)，每個(gè)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)又分成知識學(xué)習(xí)、技能學(xué)習(xí)和解決問題學(xué)習(xí)。各知識點(diǎn)采用的媒體素材形式，頁面的設(shè)計(jì)等也屬于課件的設(shè)計(jì)范疇。課件設(shè)計(jì)的結(jié)果為課件腳本，在后面還要具體地討論。 

(3)課件的制作 

在腳本設(shè)計(jì)好后，就可以制作課件了，其步驟如下： 

①素材的選擇與設(shè)計(jì)；②選擇開發(fā)工具；③制作多媒體課件；④多媒體課件的網(wǎng)上； 

④測試評價(jià)。 

課件測試、評價(jià)和修改是課件開發(fā)過程的一個(gè)重要階段，該項(xiàng)工作實(shí)際存在與課件開發(fā)的環(huán)境分析、教學(xué)實(shí)際、腳本設(shè)計(jì)和軟件編寫的每一個(gè)階段。課件評價(jià)基本從信息呈現(xiàn)、人機(jī)交互、教學(xué)過程控制、文檔提供等方面提出課件評價(jià)的基本內(nèi)容和主要指標(biāo)。 

(5)出版發(fā)行 

課件的推廣與使用是很重要的。耗費(fèi)了巨大的人力和財(cái)力開發(fā)出的軟件不使用或使用范圍小，無疑是對人力和財(cái)力的巨大浪費(fèi)。 

參考文獻(xiàn)： 

【1】 教育部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)委員會(huì)，現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范[s]，2000.5 

【2】蔡自興，徐光，人工智能及其應(yīng)用[M]，清華大學(xué)出版社，1997 

篇9

關(guān)鍵字：機(jī)電一體化 核心技術(shù) 發(fā)展趨勢

前言

機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,是跨學(xué)科技術(shù)。從機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展歷程,可看出機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。

1機(jī)電一體化的基本概要

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。近年來，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域在不斷地?cái)U(kuò)大和完善。

2機(jī)電一體化的發(fā)展背景

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展， 機(jī)電一體化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的趨勢，這完全取決于機(jī)電一體化技術(shù)所存在的優(yōu)越性和潛在的應(yīng)用性能。

2.1 使用安全性和可靠性提高

機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中， 遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。機(jī)電一體化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機(jī)械產(chǎn)品中的可動(dòng)構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，產(chǎn)品的故障率低，壽命得到了提高。 2.2生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高

機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。

2.3 使用性能改善

機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

3 機(jī)電一體化的核心技術(shù)

3.1機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

3.2 信息處理技術(shù)。信息處理技術(shù)是指在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過程中，與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策分析等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)信息處理技術(shù)的主要工具是計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括硬件和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)信息處理裝置是產(chǎn)品的核心，它控制和指揮整個(gè)機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行，因此，計(jì)算機(jī)應(yīng)用及其信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)，它包括目前廣泛研究并得到實(shí)際應(yīng)用的人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

3.3系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

3.4 自動(dòng)控制技術(shù)。機(jī)電一體化產(chǎn)品中的自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、校正、補(bǔ)償?shù)?。機(jī)電一體化產(chǎn)品中自動(dòng)控制功能的不斷擴(kuò)大，使產(chǎn)品的精度和效率都在迅速提高。通過自動(dòng)控制，機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作過程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并自動(dòng)實(shí)施切換，減少了停機(jī)時(shí)間，使設(shè)備的有效利用率提高。

3.5 傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。

3.6 系統(tǒng)總體技術(shù)。系統(tǒng)總體技術(shù)是從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法， 將機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體功能分解成若干功能單元， 找出能夠完成各個(gè)功能的可能技術(shù)方案，再把功能與技術(shù)方案組合成方案組進(jìn)行分析、評價(jià)，綜合優(yōu)選出適宜的功能技術(shù)方案。系統(tǒng)總體技術(shù)的主要目的是在機(jī)電一體化產(chǎn)品各組成部分的技術(shù)成熟、組件的性能和可靠性良好的基礎(chǔ)上，通過協(xié)調(diào)各組件的相互關(guān)系和所用技術(shù)的一致性來保證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、可靠、高效率和操作方便等。

4 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

4.1智能化趨勢

智能化作為一個(gè)多個(gè)專業(yè)的邊緣科學(xué)，是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。 例如：冷凍機(jī)組，通過測量各類物理量與微機(jī)內(nèi)部已經(jīng)設(shè)定的對應(yīng)的參數(shù)比較，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的啟停、報(bào)警、故障自修復(fù)等事宜。

4.2模塊化趨勢

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品涉及各行各業(yè)，種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。 例如在OA產(chǎn)品中的電腦與打印機(jī)等各類外設(shè)之間，各個(gè)廠家通過標(biāo)準(zhǔn)接口（UBS）實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體。

4.3網(wǎng)絡(luò)化趨勢

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 這些技術(shù)已經(jīng)成熟，并且在OA中司空見慣，經(jīng)過權(quán)限級別，可以實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙測。

4.4 微型化趨勢

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

4.5綠色化趨勢

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。 隨著材料科學(xué)的發(fā)展，新型材料不斷涌現(xiàn)，和現(xiàn)實(shí)對綠色材料的需要的催生下，綠色化在幾點(diǎn)一體工業(yè)中將會(huì)發(fā)生日新月異的發(fā)展。

4.6系統(tǒng)化趨勢

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一是機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。

4.7大眾化趨勢

產(chǎn)品只有成為普羅大眾都能理解、需要，才能具有強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)性，生命才會(huì)長盛不衰。成為建筑以及日常生活中不可缺少的商品。機(jī)電一體化技術(shù)通過產(chǎn)品來展示的，經(jīng)過網(wǎng)路化、模塊化等技術(shù)的攻關(guān)，成為生產(chǎn)、生活中的消費(fèi)品將屬于必然。建筑中的空調(diào)系統(tǒng)可以通過溫度、壓力、流量等各類非電物理參數(shù)，通過傳感器、變送器傳輸?shù)街醒胩幚砥?，電流、電壓、頻率等電氣參數(shù)通過采樣傳輸?shù)街醒胩幚砥?；中央處理器的芯片?dāng)前已經(jīng)可以進(jìn)行編程處理；這樣各類用戶根據(jù)自己的需要，選用模塊、處理器等硬件，通過網(wǎng)絡(luò)或者售后服務(wù)獲取軟件資料和程序，通過協(xié)議等進(jìn)行簡短的鏈接與安裝調(diào)試即可實(shí)現(xiàn)用戶的目的。

5結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

篇10

目前機(jī)器人競賽活動(dòng)已深入到全國的中小學(xué)，而競賽活動(dòng)能夠真正參與到其中的學(xué)生所占比例較少，因此越來越多的科學(xué)教師在思考，如何把機(jī)器人教學(xué)帶入課堂，讓更多的學(xué)生感受機(jī)器人的魅力。

機(jī)器人教學(xué)走進(jìn)課堂的問題

目前機(jī)器人活動(dòng)走入課堂存在的主要問題有：

（一）持續(xù)性保障

開設(shè)機(jī)器人課程要有一定數(shù)量的機(jī)器人和計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的場地，因此需要一定的啟動(dòng)性投入。啟動(dòng)之后涉及到的持續(xù)性的保障有兩點(diǎn)：一是后續(xù)機(jī)器人的管理與維護(hù)難度高、損耗大，維持機(jī)器人活動(dòng)需要后續(xù)的配件和場地的更新、補(bǔ)充等資金投入；二是對輔導(dǎo)教師要求高，現(xiàn)有輔導(dǎo)教師人數(shù)嚴(yán)重不足。

（二）缺乏相應(yīng)的課程體系與教材

雖然國內(nèi)有些省份在信息技術(shù)課程中含有部分關(guān)于機(jī)器人的內(nèi)容，但都是基于某個(gè)廠家的機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，不適合本地的特色與現(xiàn)有設(shè)備。另外，對于機(jī)器人教學(xué)所應(yīng)包括的基本知識架構(gòu)和教學(xué)方法也非常匱乏。機(jī)器人教學(xué)要持續(xù)性發(fā)展，就要在知識體系和評估訓(xùn)練方面形成體系。

（三）教學(xué)與競賽尺度把握錯(cuò)位

目前中小學(xué)開展機(jī)器人活動(dòng)，基本上是以競賽作為檢驗(yàn)教學(xué)效果的標(biāo)尺。如想機(jī)器人教育能長期有效地發(fā)展，就不能把比賽作為唯一的課程目標(biāo)，否則會(huì)使機(jī)器人教學(xué)走入“為競賽而教學(xué)”的誤區(qū)，勢必導(dǎo)致該項(xiàng)活動(dòng)缺乏生命力。

（四）教師和學(xué)生家長的不理解、不支持

在“分?jǐn)?shù)才是硬道理”的思想下，很多教師和家長對于學(xué)生參加機(jī)器人活動(dòng)選擇了反對，理由都是影響學(xué)習(xí)，對升學(xué)沒有幫助。這使得科技教師要面對很多尷尬與不理解。

機(jī)器人教學(xué)走進(jìn)課堂的幾項(xiàng)措施

要解決以上機(jī)器人活動(dòng)發(fā)展的瓶頸問題，使機(jī)器人教學(xué)進(jìn)入課堂，我認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行思考：

（一）結(jié)合實(shí)際編寫校本教程

將機(jī)器人活動(dòng)納入校本課程管理，為機(jī)器人正式進(jìn)入課堂積累經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過幾年的積累與沉淀，我校目前編寫有教材《程序設(shè)計(jì)與智能機(jī)器人》，該教材以LEGO　NXT機(jī)器人為硬件平臺(tái)，以ROBOTC為軟件平臺(tái)；宗旨是利用機(jī)器人平臺(tái)讓學(xué)生體會(huì)程序結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，初嘗人工智能的樂趣。該課程共17個(gè)課時(shí)。

自主編寫教材的目的在于：一是符合本地學(xué)生（至少是本校學(xué)生）的認(rèn)知水平和能力等實(shí)際情況；二是可基于現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)，具有可操作性；三是能不斷地進(jìn)行實(shí)踐和修改，并在此基礎(chǔ)上形成知識體系和架構(gòu)，具有一定的推廣性。

（二）精選機(jī)器人平臺(tái)，輔以仿真軟件

選用的機(jī)器人平臺(tái)要符合教學(xué)使用，要有良好的擴(kuò)展性，要具備耐用、易維護(hù)和啟發(fā)性思維好的特點(diǎn)，盡量保障一次性投資長期反復(fù)使用。在資金與設(shè)備不足的情況下，輔以仿真軟件。仿真軟件的好處在于投資成本相對低廉，維護(hù)簡單，可用于大規(guī)模的課堂教學(xué)。我校的機(jī)器人工作室除配備10多套LEGO機(jī)器人用于教學(xué)外，同時(shí)采用LEGO輔助設(shè)計(jì)軟件Ldraw和MLAD用于課堂教學(xué)，解決器材不足的問題。

（三）機(jī)器人技術(shù)與學(xué)科的整合

機(jī)器人作為現(xiàn)代教育技術(shù)的前沿產(chǎn)品，其教學(xué)內(nèi)容涵蓋了很多學(xué)科的知識，因此有效地將機(jī)器人與相關(guān)學(xué)科進(jìn)行整合，能讓學(xué)生在所熟知的學(xué)科中感受科技的進(jìn)步帶來的不同體驗(yàn)。例如：

·程序設(shè)計(jì)——讓機(jī)器人走方形，能很好地讓學(xué)生深刻理解循環(huán)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)與特點(diǎn)；

·物理實(shí)驗(yàn)課——讓學(xué)生用機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的單擺實(shí)驗(yàn)裝置并收集數(shù)據(jù)；

·數(shù)學(xué)課——追及和相遇知識一直是學(xué)生比較難以理解的抽象問題，教師可以用機(jī)器人進(jìn)行演示，讓學(xué)生對該類問題有形象的認(rèn)識；

·音樂課——可設(shè)計(jì)一個(gè)舞蹈機(jī)器人，讓它跟著音樂的節(jié)奏舞動(dòng)。

以上只是一些在我?？茖W(xué)實(shí)踐中的例子，大家還可以找出更多的結(jié)合點(diǎn)。這些整合不僅可以活躍課堂，也讓機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)和展示過程更形象具體。

（四）機(jī)器人活動(dòng)多元化，實(shí)現(xiàn)多贏局面

我校每年開展3項(xiàng)活動(dòng)：研究性學(xué)習(xí)、電腦作品制作活動(dòng)以及青少年科技創(chuàng)新大賽。從活動(dòng)主題來看，三者的核心都是探究、體驗(yàn)、創(chuàng)新，都注重科學(xué)及研究價(jià)值。因此機(jī)器人活動(dòng)完全可以整合3項(xiàng)活動(dòng)作為同一件事統(tǒng)籌開展。

整合思想通過研究性學(xué)習(xí)把機(jī)器人活動(dòng)向縱深發(fā)展，形成課題研究成果，可在不影響正常教學(xué)的前提下，不需對學(xué)校日常的教育教學(xué)活動(dòng)作大的改變，結(jié)合日常培訓(xùn)活動(dòng)中進(jìn)行。通過青少年科技創(chuàng)新大賽，將機(jī)器人活動(dòng)引導(dǎo)向科技創(chuàng)新方向發(fā)展，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。以上述活動(dòng)為基礎(chǔ)，面向機(jī)器人競賽，將競賽作為機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)的成果展現(xiàn)平臺(tái)，在學(xué)習(xí)和創(chuàng)作中有效應(yīng)用和整合。

（五）輔導(dǎo)教師隊(duì)伍的整合，多元化的教學(xué)方式

機(jī)器人教學(xué)是多學(xué)科的結(jié)合，因此輔導(dǎo)教師隊(duì)伍應(yīng)當(dāng)是由相關(guān)專業(yè)的老師組成，既可解決輔導(dǎo)教師知識面單一問題，又可豐富機(jī)器人活動(dòng)的項(xiàng)目。我校的輔導(dǎo)教師由2名信息技術(shù)教師和1名物理教師組成，這種組合解決了機(jī)器人教學(xué)中涉及的程序設(shè)計(jì)與機(jī)械及電子電路等學(xué)科問題。

面對層次和知識面不同的學(xué)生，在機(jī)器人活動(dòng)中應(yīng)采取多元化的教學(xué)方式。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)及小組合作學(xué)習(xí)方式進(jìn)行教學(xué)，由組長帶領(lǐng)本組的同學(xué)進(jìn)行項(xiàng)目研究；輔導(dǎo)教師定期組織組員進(jìn)行討論解疑。這樣以點(diǎn)帶面的方式，也可以激勵(lì)更多的學(xué)生來擔(dān)任輔導(dǎo)員的角色。

（六）開放科學(xué)工作室，共享資源

柳州市的青少年科學(xué)工作室已有50多個(gè)，這些工作室中有的在學(xué)校，有的在社區(qū)。因此，可以充分發(fā)揮科學(xué)工作室的作用，空余時(shí)間向社會(huì)開放，讓更多青少年能夠接觸和了解機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)到面的輻射作用。將機(jī)器人教育和活動(dòng)推向社會(huì)，擴(kuò)大影響。

在學(xué)校開展機(jī)器人活動(dòng)所形成的教材和教學(xué)方法可以在社區(qū)工作室開放中推而廣之，而社區(qū)開展活動(dòng)的時(shí)間可以很好地彌補(bǔ)學(xué)校寒暑假期的空檔，讓真正愛好機(jī)器人的學(xué)生在全年的每個(gè)時(shí)段都有機(jī)會(huì)參加機(jī)器人活動(dòng)。