人工智能與科學技術精選(九篇)
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第1篇：人工智能與科學技術范文
一.人工智能的背景
人工智能是計算機科學的分支，它企圖了解智能的實質，并研制出一種新型的以人類思維相似的方式做出相應反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。
人工智能的思想萌芽最早可以追溯到十七世紀的巴斯卡和萊布尼茨。十九世紀，英國數(shù)學家布爾和摩爾根提出了“思維定律”，這些可謂是人工智能的開端。（1）50年代至70年代，人工智能相繼出現(xiàn)了一批顯著的成果，這一階段的特點是重視問題求解的方法，忽視知識重要性。（2）隨著第五代計算機的研制進入了80年代，人工智能得到迅猛發(fā)展。它的研制形成了一股研究人工智能的熱潮。（3）90年代，由于國際互連網(wǎng)的技術發(fā)展，將人工智能更面向實用。研究人工智能出現(xiàn)新的。
二.人工智能的發(fā)展給人類帶來倫理問題
（1）人工智能的情感問題。情感問題是千百年來人們一直在談論的話題。明斯基認為，通過把我們的身體部分看做是大腦可以使用的資源，就可以改變它們的精神狀態(tài)。因此，現(xiàn)在人工智能界的一種觀點認為情感是一種特別的思維方式，我們可以利用它來增加我們的機智。智能機器人畢竟是一個賦予一種人類情感程序的機器，實質上還是沒有人類的意識，只有固定的程序。
（2）人工智能機器的責任問題。人類不斷向前發(fā)展，社會不斷進步，人類把人工智能機器研制出來，賦予一定的程序，幫助老人，照顧小孩等；愛，不僅是男女之間的愛，也有父母對子女，這種愛是相互的。人們要面對智能機器的情感控制，我們不能把它視為一臺機器，應該視為人類其中的一員，他們是一個種族，我們要對研制出來的人工智能機器負責。智能機器賦予人類的情感，我們也要給予同等的情感。我們不僅要研制智能機器，我們也要愛護和保護他們。
三.人工智能的問題對策
（1）人工智能情感問題研究。我們可以看出人工智能的機器情感是一個極其復雜的問題，這不僅涉及到人工智能的技術層面，同時情感是一種特殊的思維方式，機器是同樣可以具有情感的。人類可能賦予人工智能一定的情感程序，我們要把人工智能的看成一類種族，讓人工智能與我們共同創(chuàng)建美好的大家庭。
（2）人工智能的責任問題研究。隨著人類社會的不斷發(fā)展和進步，人工智能技術研究將成為人類不可避免，人類研究人工智能不僅會給人類帶來幫助，也會給人們的帶來一些困惑。我們在研究人工智能機器要考慮到，智能機器發(fā)展到一定程度的時，智能機器可以自己轉變程序，人類要研究一種機器人的法律規(guī)范，也要賦予研究機器人的科學家一定的法律法規(guī)。
四.人工智能的影響
（1）人工智能帶來負面影響。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，人工智能給人類帶來幫助，也給人們帶來了一些問題，像氣候變暖，生物物種的滅絕，新型細菌的出現(xiàn)等。
（2）研究人工智能涉及的學科領域。人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程的智能行為學科，主要包括如下領域：專家系統(tǒng)、機器學習能力、模式識別、人工神經網(wǎng)絡。在智能領域里最關鍵的問題之一，就是機器學習的問題。一旦機器有了學習能力，人類的未來發(fā)展難以預料！
（3）人工智能的積極影響及美好前景。人工智能的發(fā)展還沒有到達一定水平，人工智能機器就可以和人做朋友，可以作為家里的一份子出現(xiàn)，進入人們的生活。我們在未來要研究人工智能的發(fā)展，也要研究人工智能出現(xiàn)以后所帶來的問題，把人工智能的優(yōu)勢發(fā)揮的更好，給人類帶來更美好的未來。
結束語：
第2篇：人工智能與科學技術范文
【關鍵詞】機械電子;人工智能;科學技術;關系分析
進入21世紀，社會獲得了快速的發(fā)展，科學技術得到了極大地進步，尤其是計算機技術更是獲得了突飛猛進，正是在計算機技術的帶動之下，人工智能技術也得到了快速的發(fā)展與進步。于此同時，機械電子工程技術也在若火如荼的發(fā)展之中，在機械電子工程發(fā)展的過程之中，機械電子工程與人工智能之間起到了相互促進與相互影響的作用，也正是這兩種技術的相互影響成就了兩者的共同發(fā)展與共同進步。本文正是基于這種情況，針對機械電子工程與人工智能的關系進行了系統(tǒng)的分析與介紹。
1.現(xiàn)代社會中機械電子工程的特點
20世紀以來，科學技術獲得了巨大的飛躍，很多新興學科也開始逐步的出現(xiàn)，更多的交叉學科也如同雨后春筍般出現(xiàn)于發(fā)展，各個學科之間的相互聯(lián)系也顯的更加密切，正是在這種環(huán)境之下，機械電子工程學應運而生。顧名思義，機械電子工程就是傳統(tǒng)機械工程與現(xiàn)代電子信息技術相結合的一個學科，該學科將電子信息技術與機械工程進行了有機的結合，實現(xiàn)了兩個學科之間的相互促進與相互融合，實現(xiàn)了物理學與信息技術的有效連接，這種跨學科的結合，實現(xiàn)了機械工程的人工智能化，由此可見，該學科有著自己的特點：
1.1 不同的設計方法
與傳統(tǒng)的機械工程相比，機械電子工程已經超越了單一的學科，顯而易見，機械電子工程是一個交叉學科，它充分的融合機械技術與信息技術，這就要求其在進行設計的過程之中必須充分考慮和應用自己的設計方法，在實際的設計過程之中，設計人員往往采用自上而下的設計方法，這種設計方法是機械電子工程設計之有的方法。
1.2 產品上的差異
機械電子工程的另一個特點就是其產品上的與眾不同，與一般的產品不同，機械電子產品的結構看似簡單，但是在實際的設計與開發(fā)過程之中卻融入了很多先進的技術與理念，這就遠遠的超越了傳統(tǒng)的機械，這就是產品的外觀更加的輕盈小巧，同時可以實現(xiàn)更加的智能化與現(xiàn)代化，是生產力飛躍的具體體現(xiàn)。
2.機械電子工程的發(fā)展過程
前文已經講過，機械電子工程并不是一個簡單的孤立學科，它是一個涉及機械與信息技術的交叉學科，又受到人工智能理念的影響，因此是一個典型的交叉學科。正是由于該學科的復雜性造成該學科在形成的過程之中并不是一蹴而就的，相反，該學科在形成的過程之中經過了很多階段，經過相關的發(fā)展才最終形成現(xiàn)階段的機械電子工程：
2.1 機械電子工程學的開端
機械電子工程學的起步階段是傳統(tǒng)的手工生產，在這個階段，機械電子工程學的發(fā)展十分的緩慢，這是由于此社會的平均勞動生產率相對較為低下，勞動力資源相對也較為匱乏，生產力的發(fā)展與進步比較緩慢，但是在一次次的嘗試之中，機械電子工程還是逐步的發(fā)展起來了。
2.2 機械電子工程學的高速發(fā)展階段
機械電子工程學的高速發(fā)展階段主要是流水線生產線的成功應用，這一時期的生產過程已經具有了相應的標準，在很大程度上促進了生產力的發(fā)展與進步，并不斷的拓展機械電子工程產品的種類，逐步滿足社會的發(fā)展與需求。
2.3 機械電子工程的成熟階段
進入21世紀，機械電子工程逐步走入其成熟階段，逐步的形成了其特有的生產體系與發(fā)展體系，并實現(xiàn)了與現(xiàn)代信息技術與人工智能技術的完美融合，進入了現(xiàn)代機械電子工程的成熟階段，不斷的促進現(xiàn)代生產的發(fā)展與社會的進步。
3.人工智能的發(fā)展史
3.1 萌芽階段
人工智能的萌芽階段起源于法國，當時法國科學家首先研制出了第一部計算器，從此世界開始了人工智能的研究之路，直至馮諾依曼發(fā)明第一臺計算機。人工智能在其萌芽階段和其他技術一樣，發(fā)展打偶較為緩慢，但是卻為后來的發(fā)展積累了豐富的經驗，為之后的發(fā)展奠定了堅實的基礎。
3.2 第一個發(fā)展階段
1956年美國人第一次提出“人工智能”的命題，并進行了相關的研究，這是引起人工智能第一發(fā)展高峰期的標志。這一階段的人工智能屬于較為簡單的發(fā)展階段，主要針對的的任務是：博弈、計算以及證明等任務。在這一階段的確取得了一定的成就，這一階段的主要貢獻是大大的解放了人們的思想，使人們認識并了解了人工智能的可行性，對人工智能后期的發(fā)展起到了巨大的促進作用。
3.3 第二個發(fā)展階段
1977年全球召開了第五屆人工智能會議，這是人工智能發(fā)展的第二個階段的開始，由此之后，人們認識到知識工程對于人工智能領域的重要意義與價值，并不斷的進行相關的發(fā)展與研究，促使人工智能與實際生產相結合，逐步的推進了人工智能的快速發(fā)展與進步。也正是在這個階段，人工智能獲得了巨大的飛躍，并表現(xiàn)出廣闊的市場前景，在不確定推理、分布式人工智能、常識性知識表示方式等關鍵性技術問題和專家系統(tǒng)、計算機視覺、自然語言理解、智能機器人等實際應用問題上取得了長足的發(fā)展。
4.機械電子工程與人工智能的關系
機械電子系統(tǒng)具有不穩(wěn)定性，這就使得機械電子系統(tǒng)在輸入與輸出關系的處理上比較困難。推導數(shù)學方程的方、建設規(guī)則庫的方法以及學習并生成知識的傳統(tǒng)方法，雖然在解析數(shù)學方面具有精密性，但是這些傳統(tǒng)的方法還只能適用于一些相對簡單的系統(tǒng)。然而現(xiàn)代社會所需求的系統(tǒng)是紛繁復雜的，往往會需要一個系統(tǒng)能夠處理多種信息類型。
人工智能建立系統(tǒng)所采取的方法中，主要使用的是神經網(wǎng)絡系統(tǒng)和模糊推理系統(tǒng)。神經網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對人腦結構的模擬人，能夠分析數(shù)字信號并給出參考數(shù)值。而模糊推理系統(tǒng)則是通過模擬人腦的功能，來實現(xiàn)對語言信號的有效分析。在處理輸入輸出的關系上，這兩種方法既有共同之處，也存在各自的差異性。神經網(wǎng)絡系統(tǒng)在信息的儲存上是采用分布式的方式，而模糊推理系統(tǒng)則采用規(guī)則方式實現(xiàn)信息的儲存。神經網(wǎng)絡系統(tǒng)輸入時由于每個神經元之間都有固定聯(lián)系所以計算量一般都很大，而模糊推理系統(tǒng)的連接是不固定的，所以其計算量相對較小。
人工智能系統(tǒng)的建立于發(fā)展在很大程度上促進了現(xiàn)代機械電子工程發(fā)展與進步。在實際的機械電子工程的設計工作之中，我們必須依靠相應的人工智能技術植入，只有這樣才能更好的促進機械電子工程的發(fā)展，與此同時最大限度的促進人工智能功能的實現(xiàn)。很顯然這個過程相互促進的過程，只有在發(fā)展之中充分的考慮兩只之間的相互結合，不斷的開拓出全新的技術，促進兩者之間的更好的融合才能不斷的促進兩者的共同發(fā)展，不斷的促進其進步，實現(xiàn)機械電子工程的不斷發(fā)展，推進人工智能的持續(xù)進步。
5.結束語
機械電子工程對于現(xiàn)代社會的發(fā)展有著極為重要的意義和價值，可以極大地提高現(xiàn)代社會的社會生產力，改善人們的生活條件與生產條件，促進人們生活方式與生產方式的變革。在實際的發(fā)展之中，我們必須充分的認識到人工智能與機械電子工程之間的關系，抓住兩者發(fā)展的共同點與相通點，只有這樣才能促進兩者的共同發(fā)展。
參考文獻
[1]王孫安.機械電子工程系統(tǒng)設計[D].西安交通大學機械工程學院，2006，10.
第3篇：人工智能與科學技術范文
關鍵詞：大數(shù)據(jù)時代；人工智能；計算機網(wǎng)絡技術；應用
一、大數(shù)據(jù)時代與人工智能含義
（一）大數(shù)據(jù)時代
大數(shù)據(jù)在物理學、生物學、環(huán)境生態(tài)學等領域以及軍事、金融、通訊等行業(yè)中已經被應用多時，但是大數(shù)據(jù)這一概念真正被廣泛熟知還是因為互聯(lián)網(wǎng)技術以及信息行業(yè)的高速發(fā)展，大數(shù)據(jù)通常指在信息爆炸時代所產生的海量數(shù)據(jù)，在大數(shù)據(jù)時代人們獲取信息、儲存信息、利用信息的能力飛速提升，數(shù)據(jù)自身所擁有的價值被更深的挖掘，人們處理信息的方式和理念也斐然生了極大的變化，通常云技術與大數(shù)據(jù)這一概念是密切關聯(lián)的，我們在應用大數(shù)據(jù)的過程中經常以云技術來建立相關數(shù)據(jù)庫并實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的科學管理，在大數(shù)據(jù)概念中，首先數(shù)據(jù)總量是極其龐大的，其次要求我們擁有科學高效的信息管理系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)量龐大，所以大數(shù)據(jù)時代下的數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)較低的價值密度，想要合理采集有價值信息，我們必須擁有科學的信息管理技術。這是大數(shù)據(jù)時代下信息數(shù)據(jù)的基本特征[1]。（二）人工智能人工智能概念的提出是比較早的，我們當前仍將其作為計算機科學的一個分支，我們想要了解人工智能，首先可以從字面意思來分析，首先是“人工”學術界對于“人工”的概念還是比較明確的，人工即為人工系統(tǒng)，就是通過人類科學技術所實現(xiàn)的相應技術能力，而“智能”一詞就存在較多的解釋和理解了，有人認為智能技術應該是類似于人類智能的一種高端科學技術，它應該具備類似于人類的意識，在面對各種問題的情況下做出“思考”并給出相對正確的答案，而諸如“自我”“思維”等一些其他對智能的解釋也能夠在一定程度上解釋智能技術。我們自身對于智能的認知也只是人類本身的智能，那么當前人工智能技術可以認為是通過人類科學技術來實現(xiàn)一種類似于人類智能的電子系統(tǒng)，讓其在工作中能夠良好的對各種信息進行搜集并且根據(jù)自身邏輯算法達成與人類思維類似的思考過程，進而實現(xiàn)通過信息判斷情況進而發(fā)出指令。這是我們當前對于人工智能技術的理解。
二、人工智能技術的優(yōu)勢
人工智能技術之所以在近年來受到廣泛關注就是因為其技術概念的優(yōu)勢性非常大，我們在現(xiàn)代社會已經廣泛實現(xiàn)了各種領域的自動化，但是這種自動化水平僅僅是在人工控制或者人為編寫運行程序的情況下，通過系統(tǒng)或者機械來自動執(zhí)行人的意識，那么這種自動化就仍然不是我們在自動化發(fā)展過程中的最終形態(tài)。人工智能技術的優(yōu)勢就是通過自身系統(tǒng)對相關運行環(huán)境和周邊態(tài)勢進行感知，同時依靠自身強大的信息處理能力和邏輯運算能力來實現(xiàn)對各種情況的自我判斷，并且根據(jù)數(shù)據(jù)分析來得出一個相對正確的執(zhí)行命令，從而實現(xiàn)真正意義上的自動化。雖然當前我們的人工智能技術還沒能達到理想化的技術水平，但是我們已經能夠讓人工智能系統(tǒng)在一定的設計范圍內實現(xiàn)對多種不同情況的自我處理了，以計算機網(wǎng)絡技術為例，我們在使用計算機網(wǎng)絡的情況下網(wǎng)絡系統(tǒng)面對海量的相關數(shù)據(jù)是需要進行分層處理的，但是如何分層要取決于人們對于網(wǎng)絡的具體使用情況，而人們使用網(wǎng)絡的情況非常復雜，存在眾多不確定的情況，何進行網(wǎng)絡分層就是當前人工智能技術在強化網(wǎng)絡優(yōu)化服務上做能夠提供的優(yōu)勢能力[2]。
三、人工智能在計算機網(wǎng)絡技術中的應用
大數(shù)據(jù)時代下我們對于信息利用處理的依賴程度更高，可以說我們當前的生活過程中無時無刻不需要各種信息來支撐我們了解情況并作出決定，所以我們在生活中廣泛的應用計算機網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的科學管理，在一計算機網(wǎng)絡技術實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)科學管理的過程中，我們需要妥善利用人工智能技術來實現(xiàn)更好的管理效率和管理質量。
（一）人工智能在計算機網(wǎng)絡安全上的應用
隨著人們生活中對于計算機網(wǎng)絡的依賴程度不斷提升，我們對于網(wǎng)絡安全也更加重視。計算機網(wǎng)絡技術給人們帶來的不僅有無限的便利，同時也有更加嚴峻的網(wǎng)絡安全考驗，在計算機網(wǎng)絡安全保障上，人工智能技術能夠發(fā)揮非常重要的作用。先進的網(wǎng)絡安全問題來自于木馬病毒入侵、垃圾信息等等方面，應用傳統(tǒng)意義上的防火墻系統(tǒng)只能通過不斷更新自身數(shù)據(jù)來實現(xiàn)對有限范圍內的安全保護，而應用人工智能技術則可以讓防火墻系統(tǒng)變得更加“聰明”，智能防火墻系統(tǒng)在使用過程中不斷掌握正常的網(wǎng)絡信息情況并且進行學習記憶，如果在日常使用中出現(xiàn)了異常情況，智能防火墻首先會對問題進行識別，從多角度去分析并識別先關情況，如果只是使用者的正常操作內容反饋則允許建立連接，如果存在高位風險則直接隱藏IP或者組織連接，實現(xiàn)智能化的網(wǎng)絡安全管理[3]。在計算機網(wǎng)絡安全上的應用主要是突顯了人工智能技術的智能特性，人工智能技術在實際工作中能實現(xiàn)類似于人類思考的數(shù)據(jù)處理能力，通過對情況的辨別來達到有效區(qū)分各種不同情況，針對有危害的相關情況進行阻止，同時我們在整個計算機網(wǎng)絡安全系統(tǒng)構建的過程中也需要妥善應用人公布智能技術，從多角度來實現(xiàn)對網(wǎng)絡安全的維護作用。
（二）計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)管控中人工智能的運用
我們在應用計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能分析的過程中，必須將人工智能技術應用于計算機網(wǎng)絡技術之中，首先憑借計算機網(wǎng)絡提供的高速網(wǎng)絡通道來實現(xiàn)超大體積數(shù)據(jù)的快速傳遞，進而實現(xiàn)良好的傳遞、儲存，而對于數(shù)據(jù)的實際管理和分析上，則需要應用人工智能技術。我們在進行信息分析和信息管理的過程中經常使用專家系統(tǒng)實現(xiàn)問題的有效解決，這其中不僅要利用計算機網(wǎng)絡技術，同時也要應用人工智能技術，我們能在實際進行信息應用的過程中，必須根據(jù)相關問題對數(shù)據(jù)庫所有信息進行分析，壓縮其價值密度，篩選更貼近于答案的相關信息，并且合理利用專家系統(tǒng)來獲得最優(yōu)解答[4]。
第4篇：人工智能與科學技術范文
關鍵詞 機械電子工程；人工智能；信息處理
中圖分類號TP391 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）58-0114-02
0 引言
傳統(tǒng)的機械工程一般分為兩大類，包括動力和制造。制造類工程包括機械加工、毛坯制造和裝配等生產過程，而動力類工程包括各式發(fā)電機。電子工程與傳統(tǒng)的機械工程相比來言是較新的學科，兩者于上世紀逐漸結合在一起。最初，電子工程與機械工程是以塊與塊的分離模式或功能替代的模式相結合，隨著科學技術的不斷向前推動，傳統(tǒng)的機械工程與現(xiàn)代的電子工程通過信息技術有機的結合起來，形成了現(xiàn)在的機械電子工程學科。隨著人工智能技術的不斷發(fā)展，機械電子工程由傳統(tǒng)的能量連接、動能連接逐步發(fā)展為信息連接，使得機械電子工程具有了一定的人工智能。傳統(tǒng)的機械電子工程通過現(xiàn)代的科學技術進入到一個新的發(fā)展領域，同時，人工智能技術伴隨著機械電子工程的日益復雜，也得到了長足的發(fā)展。
1 機械電子工程
1.1 機械電子工程的發(fā)展史
20世紀是科學發(fā)展最輝煌的時期，各類學科相互滲透、相輔相成，機械電子工程學科也在這一時期應運而生，它是由機械工程與電子工程、信息工程、智能技術、管理技術相結合而成的新的理論體系和發(fā)展領域。隨著科學技術的不斷發(fā)展，機械電子工程也變的日益復雜。
機械電子工程的發(fā)展可以分為3個階段：第一階段是以手工加工為主要生產力的萌芽階段，這一時期生產力低下，人力資源的匱乏嚴重制約了生產力的發(fā)展，科學家們不得不窮極思變，引導了機械工業(yè)的發(fā)展。第二階段則是以流水線生產為標志的標準件生產階段，這種生產模式極大程度上提高了生產力，大批量的生產開始涌現(xiàn)，但是由于對標準件的要求較高，導致生產缺乏靈活性，不能適應不斷變化的社會需求。第三階段就是現(xiàn)在我們常見的現(xiàn)代機械電子產業(yè)階段，現(xiàn)代社會生活節(jié)奏快，亟需靈活性強、適應性強、轉產周期短、產品質量高的高科技生產方式，而以機械電子工程為核心的柔性制造系統(tǒng)正是這一階段的產物。柔性制造系統(tǒng)由加工、物流、信息流三大系統(tǒng)組合而成，可以在加工自動化的基礎之上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化。
1.2 機械電子工程的特點
機械電子工程是機械工程與電子技術的有效結合，兩者之間不僅有物理上的動力連結，還有功能上的信息連結，并且還包含了能夠智能化的處理所有機械電子信息的計算機系統(tǒng)。機械電子工程與傳統(tǒng)的機械工程相比具有其獨特的特點：
1）設計上的不同。機械電子工程并非是一門獨立學科，而是一種包含有各類學科精華的綜合性學科。在設計時，以機械工程、電子工程和計算機技術為核心的機械電子工程會依據(jù)系統(tǒng)配置和目標的不同結合其他技術，如：管理技術、生產加工技術、制造技術等。工程師在設計時將利用自頂向下的策略使得各模塊緊密結合，以完成設計；2）產品特征不同。機械電子產品的結構相對簡單，沒有過多的運動部件或元件。它的內部結構極為復雜，但卻縮小了物理體積，拋棄了傳統(tǒng)的笨重型機械面貌，但卻提高了產品性能。
機械電子工程的未來屬于那些懂得運用各種先進的科學技術優(yōu)化機械工程與電子技術之間聯(lián)系的人，在實際應用當中，優(yōu)化兩者之間的聯(lián)系代表了生產力的革新，人工智能的發(fā)展使得這一想法變成可能。
2 人工智能
2.1 人工智能的定義
人工智能是一門綜合了控制論、信息論、計算機科學、神經生理學、心理學、語言學、哲學等多門學科的交叉學科，是21世紀最偉大的三大學科之一。尼爾遜教授將人工智能定義為：人工智能是關于怎樣表示知識和怎樣獲得知識并使用知識的科學。溫斯頓教授則認為：人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作。至今為止，人工智能仍沒有一個統(tǒng)一的定義，筆者認為，人工智能是研究通過計算機延伸、擴展、模擬人的智能的一門科學技術。
2.2 人工智能的發(fā)展史
2.2.1 萌芽階段
17世紀的法國科學家B.Pascal發(fā)明了世界上第一部能進行機械加法的計算器轟動世界，從此之后，世界各國的科學家們開始熱衷于完善這一計算器，直到馮諾依曼發(fā)明第一臺計算機。人工智能在這一時期發(fā)展緩慢，但是卻積累了豐富的實踐經驗，為下一階段的發(fā)展奠定了堅實的基礎。
2.2.2 第一個發(fā)展階段
在1956年舉辦的“侃談會”上，美國人第一次使用了“人工智能”這一術語，從而引領了人工智能第一個興旺發(fā)展時期。這一階段的人工智能主要以翻譯、證明、博弈等為主要研究任務，取得了一系列的科技成就，LISP語言就是這一階段的佼佼者。人工智能在這一階段的飛速發(fā)展使人們相信只要通過科學研究就可以總結人類的邏輯思維方式并創(chuàng)造一個萬能的機器進行模仿。
2.2.3 挫折階段
60年代中至70年代初期，當人們深入研究人工智能的工作機理后卻發(fā)現(xiàn)，用機器模仿人類的思維是一件非常困難的事，許多科學發(fā)現(xiàn)并未逃離出簡單映射的方法，更無邏輯思維可言。但是，仍有許多科學家前赴后繼的進行著科學創(chuàng)新，在自然語言理解、計算機視覺、機器人、專家系統(tǒng)等方面取得了卓爾有效的成就。1972年，法國科學家發(fā)現(xiàn)了Prolog語言，成為繼LISP語言之后的最主要的人工智能語言。
2.2.4 第二個發(fā)展階段
以1977年第五屆國際人工智能聯(lián)合會議為轉折點，人工智能進入到以知識為基礎的發(fā)展階段，知識工程很快滲透于人工智能的各個領域，并促使人工智能走向實際應用。不久之后，人工智能在商業(yè)化道路上取得了卓越的成就，展示出了頑強的生命力與廣闊的應用前景，在不確定推理、分布式人工智能、常識性知識表示方式等關鍵性技術問題和專家系統(tǒng)、計算機視覺、自然語言理解、智能機器人等實際應用問題上取得了長足的發(fā)展。
2.2.5 平穩(wěn)發(fā)展階段
由于國際互聯(lián)網(wǎng)技術的普及，人工智能逐漸由單個主體向分布式主體方向發(fā)展，直到今天，人工智能已經演變的復雜而實用，可以面向多個智能主體的多個目標進行求解。
3 人工智能在機械電子工程中的應用
物質和信息是人類社會發(fā)展的最根源的兩大因素，在人類社會初期，由于生產力水平低，人類社會以物質為首要基礎，僅靠“結繩記事”的方法傳遞信息，但隨著社會生產力的不斷發(fā)展，信息的重要性不斷被人們發(fā)現(xiàn)，文字成為傳遞信息最理想的途徑，最近五十年間，網(wǎng)絡的普及給信息傳遞帶來了新的生命，人類進入到了信息社會，而信息社會的發(fā)展離不開人工智能技術的發(fā)展。不論是模型的建立與控制，還是故障診斷，人工智能在機械電子工程當中都起著處理信息的作用。
由于機械電子系統(tǒng)與生俱來的不穩(wěn)定性，描述機械電子系統(tǒng)的輸入與輸出關系就變得困難重重，傳統(tǒng)上的描述方法有以下幾種：1）推導數(shù)學方程的方法；2）建設規(guī)則庫的方法；3）學習并生成知識的方法。傳統(tǒng)的解析數(shù)學的方法嚴密、精確，但是只能適用于相對簡單的系統(tǒng)，如線性定常系統(tǒng)，對于那些復雜的系統(tǒng)由于無法給出數(shù)學解析式，就只能通過操作來完成?，F(xiàn)代社會所需求的系統(tǒng)日益復雜，經常會同時處理幾種不同類型的信息，如傳感器所傳遞的數(shù)字信息和專家的語言信息。由于人工智能處理信息時的不確定性、復雜性，以知識為基礎的人工智能信息處理方式成為解析數(shù)學方式的替代手段。
通過人工智能建立的系統(tǒng)一般使用兩類方法：神經網(wǎng)絡系統(tǒng)和模糊推理系統(tǒng)。神經網(wǎng)絡系統(tǒng)可以模擬人腦的結構，分析數(shù)字信號并給出參考數(shù)值；而模糊推理系統(tǒng)是通過模擬人腦的功能來分析語言信號。兩者在處理輸入輸出的關系上有相同之處也有不同之處，相同之處是：兩者都通過網(wǎng)絡結構的形式以任意精度逼近一個連續(xù)函數(shù)；不同之處是：神經網(wǎng)絡系統(tǒng)物理意義不明確，而模糊推理系統(tǒng)有明確的物理意義；神經網(wǎng)絡系統(tǒng)運用點到點的映射方式，而模糊推理系統(tǒng)運用域到域的映射方式；神經網(wǎng)絡系統(tǒng)以分布式的方式儲存信息，而模糊推理系統(tǒng)則以規(guī)則的方式儲存信息；神經網(wǎng)絡系統(tǒng)輸入時由于每個神經元之間都有固定聯(lián)系，計算量大，而模糊推理系統(tǒng)由于連接不固定，計算量較?。簧窠浘W(wǎng)絡系統(tǒng)輸入輸出時精度較高，呈光滑曲面，而模糊推理系統(tǒng)精度較低，呈臺階狀。
隨著社會的不斷發(fā)展，單純的一種人工智能方法已經不能滿足日益增長的社會需要，許多科學家開始研究綜合性的人工智能系統(tǒng)。綜合性的人工智能系統(tǒng)采用神經網(wǎng)絡系統(tǒng)與模糊推理系統(tǒng)相結合的方法，取長補短，以獲得更全面的描述方式，模糊神經網(wǎng)絡系統(tǒng)便是一成功范例。模糊神經網(wǎng)絡系統(tǒng)做到了兩者功能的最大融合，使信息在網(wǎng)絡各層當中找到一個最適合的完全表達空間。邏輯推理規(guī)則能夠對增強節(jié)點函數(shù)，為神經網(wǎng)絡系統(tǒng)提供函數(shù)連結，使兩者的功能達到最大化。
4 結論
科學的不斷發(fā)展帶來的不僅是學科的高度細化、深化，而且是學科間的高度融合。人工智能就是各學科交叉與綜合之后的結果，秉承這一天性，人工智能與機械電子工程自然的進行了完美融合，這一全新領域的發(fā)展必將引領世界潮流，促進生產力的飛速發(fā)展。
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第5篇：人工智能與科學技術范文
關鍵詞：人工智能；電子信息技術；模糊信息
引言
科學技術在電子信息技術中的高效應用十分普及，并且隨著時展的潮流，智能化已經成為當下時展的主流，各種智能化產品的衍生也代表了我國的各種信息技術已經在世界前沿。隨著當下我國各種智能化產品的普及，無論是什么產品都能對人們的生產生活起著至關重要的作用。人工智能與電子信息技術的高效融合，是信息時展的必然趨勢。
1人工智能與電子信息技術的特點
人工智能在電子信息技術中的應用特點隨著時代的更新進步，人工智能和電子信息技術得到了全面的發(fā)展，人工智能在電子信息技術中的應用成為時代進步的重要發(fā)展方向，為了能夠更好地適應智能化和電子信息化全面普及的今天，全面剖析其人工智能在電子信息技術中應用特點，是促進人工智能在電子信息技術中能得以更好發(fā)展的關鍵性因素。雙贏性。將人工智能與電子信息技術的高效整合，是一件雙贏的結合。它涵蓋了廣域的學科技術。無論是計算機還是心理學、工程學等等，都添進了很多國內外先進的技術，電子信息加以融合從而更加精準高效地實現(xiàn)對各種復雜信息的處理能力，進而在很大程度上提高了人工智能和電子信息技術[1]。同時，在復雜多變的現(xiàn)代環(huán)境下，多元化也成為人工智能與電子信息技術高效融合的顯著特點，人工智能技術通過機器人模仿人、物的動作，呈現(xiàn)出它的作用，電子信息技術通過計算機的高效處理與計算，讓更加高效的機器將人的思維模式表現(xiàn)出來，進而實現(xiàn)它的價值。兩者的融合，利用先進的計算機技術將高效的思維方式應用于人工智能上，讓人工智能更加方便人們的生活，讓人工智能呈現(xiàn)出更加多元的功能。服務性。人類的生活豐富多彩，工作的種類也有很多的不同，基于目前我國對人工智能的開發(fā)和應用尚處于基礎階段，對人們的生活而言也是較為基礎的幫助，電子信息技術的融合，能夠為人工智能提供更加精準地讓人工智能拓寬自身的技能，從而為人類提供更加豐富的幫助。我國對人工智能的探索也愈發(fā)的深入，經過不斷的探索、發(fā)展、變革，人工智能也呈現(xiàn)出了更多的優(yōu)點。并且，將人工智能在電子信息技術的高效應用上，人工智能更是毫無保留地將自身的優(yōu)勢展現(xiàn)發(fā)揮出來，在促進電子信息技術發(fā)展的同時，也推進了我國綜合國力的提升。無論是在我們的日常生活中，還是工作中，電子信息技術無處不在，為了能夠保障其高效、安全、精準而又穩(wěn)定的運行，支持我們的生活，就要不斷提升其核心技術，隨著時代的更新而變革發(fā)展，所以人工智能在電子信息技術的應用具有以下的優(yōu)勢。（1）高效處理模糊信息。在當前飛速發(fā)展的時代背景下，大數(shù)據(jù)的巨大沖擊，使得信息數(shù)量多且雜，人工智能系統(tǒng)在電子信息技術的應用過程中，能夠對各種未知復雜而又模糊的問題進行更加精準高效的處理，它的功能就是對海量的數(shù)據(jù)進行高速的分析，而電子信息技術卻是集成海量信息卻很難精準高效分析，所以在人工智能系統(tǒng)的幫助下，能夠高效的提升信息處理的效率，從而大大彌補了在電子信息技術發(fā)展過程中的不足與缺陷。（2）精準選擇排列信息。電子信息技術中囊括了種類豐富的信息，無論是低等信息還是高等信息都較為混亂，所以如何精準高效地實現(xiàn)信息的排序，就要利用人工智能的手段，將其海量信息進行高低有序的排列，對其進行深度分析后，再推理出信息的深度與層次，進而實現(xiàn)信息在利用的時候高效精準的選擇，更好地模擬人類的思維方式，讓其具有更強的實際問題，更加方便于人們的生活。（3）節(jié)約計算資源。人工智能在電子信息技術中的應用，能夠更好地應用各種計算資源高效運用。我國將成本最小的人工智能發(fā)展至今，它通過利用各種迅速、精準的運算方式，來提升電子信息技術的效率，能夠在很大程度上節(jié)省了不必要的計算資源，進而也在很大程度上節(jié)省了成本的輸出[2]。
2人工智能在電子信息技術中的應用
（1）網(wǎng)絡與信息安全維護中的應用。大數(shù)據(jù)云計算的時代背景下，信息數(shù)據(jù)的安全受到了很大的威脅，人工智能系統(tǒng)應用在電子信息技術上能夠更好地維護網(wǎng)絡信息安全的維護。雖然，電子信息技術隨著時代進步而進步，但是在發(fā)展過程不可避免會出現(xiàn)很多不同程度的網(wǎng)絡安全性問題，所以保障網(wǎng)絡與信息安全是當前時展下必須要實現(xiàn)的難題。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡信息安全所利用的計算機技術都是較為基本的，隨著技術的更新發(fā)展，在現(xiàn)如今的網(wǎng)絡信息安全的維護已經暴露出了很多的缺陷與問題，在較為嚴峻的網(wǎng)絡安全形勢下，人工智能系統(tǒng)能夠巧妙地利用相關科技手段，使得網(wǎng)絡信息安全得到更好的保障。例如，人工智能系統(tǒng)在電子信息技術的應用過程中，能夠精準分析出海量信息中的危險信息類型，并且能夠在短時間內快速分析采取科學正確的防范手段，從而在最大程度上高效節(jié)約了網(wǎng)絡信息安全維護成本，大大提高了網(wǎng)絡信息安全效率。（2）數(shù)據(jù)集成與分析中的應用。人工智能在電子信息技術中的應用，集中體現(xiàn)在了數(shù)據(jù)集成與分析。當前，受大數(shù)據(jù)云計算的時代沖擊，電子信息技術在變革發(fā)展中收集了海量的數(shù)據(jù)信息，并且數(shù)量多而雜，電子信息技術雖然具備挖掘信息價值的作用，但是深度挖掘不夠具備，并且大數(shù)據(jù)時代信息更新的速度特別快，如果不抓住就會很容易出現(xiàn)信息難以適應時代的問題。同時當前我國電子信息技術缺乏數(shù)據(jù)集成分析的作用，所以在數(shù)據(jù)采集的過程中難免會出現(xiàn)諸多的缺陷與問題。人工智能系統(tǒng)就能夠彌補電子信息技術這方面的缺陷，它能夠精準地對不同數(shù)據(jù)進行分類，從而將具有高等價值的信息從種類繁多的數(shù)據(jù)庫中篩選出來，將類似的信息進行高度集成分析，得到更加有效有益的信息集，更方便于以后的工作與生活。（3）軟件、硬件的更新升級中的應用。人工智能在電子信息技術中的高效應用也突出體現(xiàn)在了軟件、硬件及系統(tǒng)的更新升級的維護中。電子信息技術高效而又安全的運行需要各項軟件與硬件及核心系統(tǒng)的支撐，核心系統(tǒng)推動電子信息正常運行，軟件硬件則讓電子信息技術能夠發(fā)揮自身真正的價值?，F(xiàn)階段，我國的電子信息技術仍然在變革發(fā)展中，軟件硬件的升級更新能夠更好表現(xiàn)出其技術優(yōu)勢。人工智能系統(tǒng)在電子信息技術的應用中，于軟件、硬件的更新升級的維護而言，貢獻巨大。其中表現(xiàn)最為突出的就是網(wǎng)易公司，它在各個軟件的應用中安插了人工智能系統(tǒng)，實時跟蹤用戶的應用軟件運行，并全程參與維護及時發(fā)現(xiàn)該應用軟件是否更新升級，若是需要更新就及時向用戶推送，用戶再根據(jù)自身需求來進行更新下載。（4）網(wǎng)絡資源共享中應用。網(wǎng)絡平臺具有一定的開放性，同時資源量也巨大，并且不同網(wǎng)絡平臺之間也能夠實現(xiàn)資源共享。電子信息技術作為網(wǎng)絡平臺的技術載體，具有高度的應用價值。人工智能系統(tǒng)在電子信息技術中的應用也集中體現(xiàn)在不同網(wǎng)絡平臺的資源共享中。人工智能系統(tǒng)的參與，使得網(wǎng)絡資源選取的效率也得到了很大的提升。例如，投屏影視這一共享形式就將用戶的不同體驗興趣廣泛的結合利用電子信息技術和人工智能系統(tǒng)將不同平臺高效整合，進而將其視頻內容得以呈現(xiàn)。在用戶觀看瀏覽的過程中，人工智能系統(tǒng)也能夠精準的掌握其網(wǎng)絡信號強度，對其進行緩存下載，讓用戶在暢通無阻的情況下，實現(xiàn)高度的網(wǎng)絡資源共享。
第6篇：人工智能與科學技術范文
關鍵詞：人工智能 情感 約束
中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）001-085-03
1引言
人工智能（Artificial Intelligence，AI）自從20世紀50年代產生，經過長期發(fā)展，已經有了長足的進步，并且已經深入到社會生活的諸多領域，如語言處理、智能數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、自動定理證明、智能計算、問題求解、人工智能程序語言以及自動程序設計等。隨著科學技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的人工智能已經不再是僅僅具有簡單的模仿與邏輯思維能力，人們也越來越期待人工智能能夠幫助或者替代人類從事各種復雜的工作，加強人的思維功能、行為功能或是感知功能。這就要求人工智能具有更強的情感識別、情感表達以及情感理解能力。通俗的說，為了使得人工智能對外界的變化適應性更強，需要給它們賦予相應的情感從而能夠應對這個難以預測的世界。
在賦予人工智能“情感”的過程中，面臨著許多的問題，有科技層面上的，也有社會學層面的。本文在這里只討論其中一個比較基本的社會學問題：“人工智能情感約束問題”，即關注于如何約束賦予給人工智能的情感，不至于使其“情感泛濫”。情感指的是一種特殊的思維方式，人工智能具有了情感后的問題是：人工智能的情感是人類賦予的，人工智能自身并不會創(chuàng)造或者控制自己的情感。如果賦予人工智能的情感種類不合理，或者是賦予的情感程度不恰當，都有可能造成“情感泛濫”并導致一些災難性的后果。例如，當人工智能具有了情感之后，如果人類自身管理不恰當，有可能導致人工智能反過來傷害人類。盡管目前我們只能在一些科幻作品中看到這種情況發(fā)生，但誰也不能保證未來有一天會不會真的出現(xiàn)這種悲劇。
本文第二章對人工智能情感研究進行了概要性回顧，第三章對如何約束人工智能情感進行了嘗試性探討，最后一章對全文進行了總結。
2人工情感發(fā)展情況概述
隨著科學家對人類大腦及精神系統(tǒng)深入的研究，已經愈來愈肯定情感是智能的一部分。人工情感是以人類自然情感理論為基礎，結合人工智能、機器人學等學科，對人類情感過程進行建模，以期獲得用單純理性思維難以達到的智能水平和自主性的一種研究方向。目前，研究者的研究方向主要是人工情感建模、自然情感機器識別與表達、人工情感機理等四個方面的內容。其中，尤以人工情感機理的研究困難最大，研究者也最少。
目前人工情感在很多領域得到了應用和發(fā)展，比較典型的是在教育教學、保健護理、家庭助理、服務等行業(yè)領域。在教育教學方面比較典型的例子是德國人工智能研究中心發(fā)展的三個方案：在虛擬劇場、虛擬市場和對話Agent中引入情感模型和個性特征來幫助開發(fā)兒童的想象力及創(chuàng)造力。在保健護理方面比較典型的是家庭保健與護理方向，如Lisetti等人研制的一個用于遠程家庭保健的智能情感界面，用多模態(tài)情感識別手段來識別病人的情感狀態(tài)，并輸入不同媒體和編碼模型進行處理，從而為醫(yī)生提供關于病人簡明而有價值的情感信息以便于進行有效的護理。服務型機器人的典型例子是卡內基梅隆大學發(fā)明的一個機器人接待員Valerie。Valerie的面孔形象的出現(xiàn)在一個能夠轉動方向的移動屏幕上時可以向訪問者提供一些天氣和方位方面的信息，還可以接電話、解答一些問題；并且Valerie有自己的性格和愛好，情感表達較為豐富。當然這些只是人工情感應用領域中的幾個典型的例子，人工智能情感的潛力仍然是巨大的。
盡管關于人工情感的研究已經取得了一定的成果，給我們帶來了很多驚喜和利益，但由于情緒表現(xiàn)出的無限紛繁以及它與行為之間的復雜聯(lián)系，人們對它的運行機理了解的還不成熟，以致使得目前人工情感的研究仍面臨著諸如評價標準、情感道德約束等多方面問題。所以必須清楚的認識到我們目前對于人工情感的計算乃至控制機制并沒有一個成熟的體系。
3對人工智能的情感約束
正如上文所述，如果放任人工智能“情感泛濫”，很有可能會造成嚴重的后果。為了使人工智能技術更好的發(fā)展，使智能與情感恰到好處的結合起來，我們有必要思考如何對賦予人工智能情感進行引導或者約束。
3.1根據(jù)級別賦予情感
可以根據(jù)人工智能級別來賦予其情感，如低級別人工智能不賦予情感、高級別人工智能賦予其適當?shù)那楦?。眾所周知，人工智能是一門交叉科學科，要正確認識和掌握人工智能的相關技術的人至少必須同時懂得計算機學、心理學和哲學。首先需要樹立這樣的一個觀點：人工智能的起點不是計算機學而是人的智能本身，也就是說技術不是最重要的，在這之前必須得先解決思想問題。而人工智能由于這方面沒有一個嚴格的或是量度上的控制而容易出現(xiàn)問題。從哲學的角度來說，量變最終會導致質變?，F(xiàn)在是科學技術飛速發(fā)展的時代，不能排除這個量變導致質變時代的人工智能機器人的到來，而到那個時候后果則不堪設想。因此，在現(xiàn)階段我們就應該對人工智能的情感賦予程度進行一個約束。
根據(jù)維納的反饋理論，人工智能可以被分成高低兩個層次。低層次的是智能型的人工智能，主要具備適應環(huán)境和自我優(yōu)化的能力。高層次的是情感型的人工智能，它的輸入過程主要是模仿人的感覺方式，輸出過程則是模仿人的反應情緒。據(jù)此我們可分別將機器人分為一般用途機器人和高級用途機器人兩種。一般用途機器人是指不具有情感，只具有一般編程能力和操作功能的機器人。那么對于一般用途的機器人我們完全可以嚴格的用程序去控制它的行為而沒必要去給他賦予情感。而對于高級層面的情感機器人來說，我們就適當?shù)馁x予一些情感。但即使是這樣一部分高層次的情感機器人，在賦予人工情感仍然需要考慮到可能會帶來的某些潛在的危害，要慎之又慎。
3.2根據(jù)角色賦予情感
同樣也可以根據(jù)人工智能機器人角色的不同選擇性的賦予其不同類型的情感。人類與機器合作起來比任何一方單獨工作都更為強大。正因為如此，人類就要善于與人工智能機器合作，充分發(fā)揮人機合作的最大優(yōu)勢。由于計算機硬件、無線網(wǎng)絡與蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的高速發(fā)展，目前的這個時代是人工智能發(fā)展的極佳時期，使人工智能機器人處理許多以前無法完成的任務，并使一些全新的應用不再禁錮于研究實驗室，可以在公共渠道上為所有人服務，人機合作也將成為一種大的趨勢，而他們會以不同的角色與我們進行合作?；蜃鳛楣ぞ?、顧問、工人、寵物、伴侶亦或是其他角色?？傊?，我們應該和這些機器建立一種合作互助的關系，然后共同完任務。這當然是一種很理想的狀態(tài)，要做到這樣，首先需要我們人類轉變自身現(xiàn)有的思維模式：這些機器不再是一種工具，而是平等的服務提供人。
舉例來說，當機器人照顧老人或是小孩的時候，我們應該賦予它更多的正面情緒，而不要去賦予負面情緒，否則如果機器人的負向情緒被激發(fā)了，對于這些老人或者小孩來說危險性是極大的；但是，如果機器人是作為看門的保安，我們對這種角色的機器人就可以適當?shù)馁x予一些負向的情緒，那么對于那些不按規(guī)則的來訪者或是小偷就有一定的威懾力?？傊?，在我們賦予這些智能機器人情感前必須要周到的考慮這些情感的程度和種類，不要沒有顧忌的想當然的去賦予，而是按分工、作用賦予限制性的情感約束，達到安全的目的。
3.3對賦予人進行約束
對人工智能情感賦予者進行約束，提高賦予者的自身素質，并定期考核，并為每一被賦予情感的人工智能制定責任人。
縱觀人工智能技術發(fā)展史，我們可以發(fā)現(xiàn)很多的事故都是因為人為因素導致的。比如，首起機器人殺人案：1978年9月的一天，在日本廣島，一臺機器人正在切割鋼板，突然電腦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，機器人伸出巨臂，把一名工人活生生地送到鋼刀下，切成肉片。
另外，某些研究者也許會因為利益的誘惑，而將人工智能運用在不正當領域，或者人工智能技術落入犯罪分子的手中，被他們用來進行反對人類和危害社會的犯罪活動。也就是用于所謂的“智能犯罪”。任何新技術的最大危險莫過于人類對它失去控制，或者是它落入那些企圖利用新技術反對人類的人的手中。
因此為了減少這些由于人而導致的悲劇，我們需要對這些研究者本身進行約束。比如通過相應的培訓或是定期的思想政治教育、或是理論知識的學習并制定定期的考核制度來保證這些專家自身的素質，又或者加強對人工智能事故的追究機制，發(fā)生問題能立即查詢到事故方等等，通過這樣一系列強有力的硬性指標達到減少由于人為因素導致悲劇的目的。
3.4制定相應的規(guī)章制度來管理人工智能情感的發(fā)展
目前世界上并未出臺任何一項通用的法律來規(guī)范人工智能的發(fā)展。不過在1939 年，出生在俄國的美籍作家阿西莫夫在他的小說中描繪了工程師們在設計和制造機器人時通過加入保險除惡裝置使機器人有效地被主人控制的情景。這就從技術上提出了預防機器人犯罪的思路。幾年后， 他又為這種技術裝置提出了倫理學準則的道德三律：（1）機器人不得傷害人類，或看到人類受到傷害而袖手旁觀；（2）在不違反第一定律的前提下，機器人必須絕對服從人類給與的任何命令；（3）在不違反第一定律和第二定律的前提下，機器人必須盡力保護自己。這一“機器人道德三律”表現(xiàn)了一種在道德憂思的基礎上，對如何解決人工智能中有害人類因素所提出的道德原則，雖然得到很多人的指責，但其首創(chuàng)性還是得到公認的。盡管這個定律只是小說家提出來的，但是也代表了很多人的心聲，也是值得借鑒的。
那么對于人工智能情感的約束呢？顯然，更加沒有相應的法律法規(guī)來規(guī)范。那么，我們就只能在賦予人工智能情感的道理上更加的小心翼翼。比如，我們可以制定一些應急方案來防止可能導致的某些后果，也即出現(xiàn)了問題如何及時的處理之。另外我們在操作和管理上應更加慎重的去對待。也希望隨著科學技術的發(fā)展，能夠在不久的將來出臺一部相應的規(guī)章制度來規(guī)范人工智能情感的管理，使之更加精確化、合理化。
4結束語
人工智能的情感研究目的就是探索利用情感在生物體中所扮演的一些角色、發(fā)展技術和方法來增強計算機或機器人的自治性、適應能力和社會交互的能力。但是現(xiàn)階段對這方面的研究雖然在技術上可能已經很成熟，但是人工智能情感畢竟是模擬人的情感，是個很復雜的過程，本文嘗試性的在人工智能發(fā)展中可能遇到的問題進行了有益的探討。但是不可否認仍然有很長的道路要走，但是對于人工智能的發(fā)展勁頭我們不可否認，將來“百分百情感機器人”的問世也許是遲早的事情。
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第7篇：人工智能與科學技術范文
關鍵詞：智能科學與技術；知識結構；應用型人才；人才培養(yǎng)；知識型能力本位教育
中圖分類號：G64文獻標識碼：A
文章編號：1009-3044（2020）25-0153-03
1引言
智能科學與技術主要包含智能科學和智能技術兩部分內容[1]：智能科學是以人如何認知和學習為研究對象，探索智能機器的實現(xiàn)機理和方法；智能技術則是將這種方法應用于人造系統(tǒng)，使之具有一定的智能或學習能力，讓機器系統(tǒng)為人類工作。目前，在本科專業(yè)目錄中，智能科學與技術專業(yè)是計算機類之下的特設專業(yè)，在現(xiàn)有的人工智能專業(yè)群中，除了新設的人工智能專業(yè)外（2019年全國共有35所高校獲首批人工智能新專業(yè)建設資格），智能科學與技術專業(yè)與全球范圍大力推進與快速發(fā)展的人工智能關系最密切，契合度最高。一方面，智能科學與技術的專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)將為人工智能技術提供理論支撐、技術推進和人才支持，另一方面，人工智能產業(yè)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢直接影響著智能科學與技術的專業(yè)發(fā)展和人才需求。
2人工智能時代對人才的需求
站在國家戰(zhàn)略的高度來看，人工智能將成為新一輪產業(yè)變革的核心驅動力，可以實現(xiàn)社會生產力的整體躍升，因此人工智能將成為引領未來的戰(zhàn)略性技術，世界主要發(fā)達國家都把發(fā)展人工智能作為提升國家競爭力、維護國家安全的重大戰(zhàn)略。
隨著人工智能時代的到來，許多企業(yè)對具有智能科學與技術專業(yè)背景的人才有著巨大的需求。首先，IT企業(yè)紛紛涉足智能科學領域，提高產品智能水平；其次，許多傳統(tǒng)制造業(yè)也在轉型，從勞動密集型到知識密集型，進一步提升到智能制造型，并逐漸具備高精尖裝備制造能力；此外，醫(yī)療、通訊、交通等行業(yè)也對智能科技人才有著迫切的需要。人工智能對各行各業(yè)的影響，充分體現(xiàn)了智能科技的高速發(fā)展，對人才數(shù)量和素質要求也越來越高。
從人才的金字塔型分布來看，智能科學與技術領域不僅需要高端學術型人才，更需要接地氣、重實踐的應用型人才。隨著“中國智造”的不斷推進，智能科學與技術領域已由頂層設計和關鍵技術突破向生產、應用、裝配、服務等環(huán)節(jié)延伸，迫切需求大批專業(yè)技術精、實踐能力強、操作流程熟的應用型人才。2019年，人力資源和社會保障部、國家市場監(jiān)管總局、國家統(tǒng)計局向社會了13個新職業(yè)信息，包括人工智能工程技術人員、物聯(lián)網(wǎng)工程技術人員、大數(shù)據(jù)工程技術人員等，這也從另外一個側面說明人工智能等技術推動了產業(yè)結構的升級，催生了相關專業(yè)技術類新職業(yè)，可形成相對穩(wěn)定的從業(yè)人群。
3應用型人才培養(yǎng)模式分析
《中國制造2025》以推進智能制造為主攻方向，強調健全多層次人才培養(yǎng)體系，提到強化職業(yè)教育和技能培訓，引導一批普通本科高等學校向應用技術類高等學校轉型，建立一批實訓基地，開展現(xiàn)代學徒制試點示范，形成一支門類齊全、技藝精湛的技術技能人才隊伍。
通常而言，人才類型分為三類[2]：學術型人才、應用型人才、技能型人才。實際上從現(xiàn)代職業(yè)教育的發(fā)展和社會需求來看，應用型人才和技能型人才的界限相對模糊，可統(tǒng)稱為應用型人才，即把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的技術技能型人才。從國家的層面來看，為了適應人工智能時展，人才需求數(shù)量基數(shù)最多、缺口最大的就是應用型人才，這也對眾多高校培養(yǎng)人才的導向產生重大影響。這里我們重點討論智能科學與技術應用型本科人才的培養(yǎng)，可從職能、知識結構、能力結構、行業(yè)（產業(yè)）導向四個方面來分析。
3.1職能
智能科學與技術應用型人才是培養(yǎng)面向各類智能科學與技術的工程設計、開發(fā)及應用，掌握各類現(xiàn)代智能系統(tǒng)設計、研發(fā)、集成應用、檢測與維修、運行與管理等技術，具有扎實理論基礎、較強工程實踐和創(chuàng)新能力的高素質應用型工程技術人才。
3.2知識結構
智能科學與技術專業(yè)充分體現(xiàn)了跨學科的特點，其知識結構包含了三個并行的基礎領域：電子信息、控制工程、計算機，也蘊含了電子信息工程、控制科學與工程、計算機科學與技術等學科的交叉和融合，體現(xiàn)了智能感知與模式識別、智能系統(tǒng)設計與制造、智能信息處理三個方面的專業(yè)內涵。
（1）智能感知與模式識別
屬于電子信息與計算機交叉領域，主要定位在機器視覺與模式識別。包括三維建模與仿真、圖像處理與分析、圖像理解與識別、機器視覺、模式識別、神經網(wǎng)絡、深度學習等。主要課程包括：電子技術基礎、信號系統(tǒng)與數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、模式識別等。
（2）智能系統(tǒng)設計與制造
屬于控制工程領域，包括自動控制、無人系統(tǒng)與工程、精密傳感器設計與應用等。主要課程包括：機械基礎、工程力學、自動控制原理、傳感器與測試技術、計算機控制技術、機電系統(tǒng)分析與設計等。
（3）智能信息處理
屬于計算機領域，包括交通大數(shù)據(jù)、汽車與道路安全大數(shù)據(jù)等的分析與處理、信息處理與知識挖掘、信息可視化等。主要課程包括：智能科學技術導論、計算機程序設計、微機原理與接口技術、數(shù)據(jù)結構與算法、嵌入式系統(tǒng)設計等。
3.3能力結構
智能科學與技術應用型人才培養(yǎng)著眼于人工智能工程應用，要求學生具有運用計算機及相關軟硬件工具進行大數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理、分析、應用的能力；具備智能系統(tǒng)的設計、開發(fā)、集成、運行與管理的能力；注重培養(yǎng)學生綜合運用所學的智能科學與技術專業(yè)的基礎理論和知識，分析并解決工程實際問題的能力，其能力結構可以借鑒能力本位教育（CompetencyBasedEducation，簡稱CBE）模式[3]。
CBE是國際上較流行的一種應用型人才培養(yǎng)模式，主要代表國家為加拿大和美國。該模式以能力為人才培養(yǎng)的目標和評價標準，一切教學活動均圍繞綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)展開，CBE人才培養(yǎng)模式主要有以下三方面的特色：能力導向的教學目標；模塊化的課程結構；能力為基準的目標評價體系。該模式所培養(yǎng)的本科應用型人才具有較強的專業(yè)綜合能力和職業(yè)能力[4]，在一定時期得到社會的廣泛認可，但是單純的CBE模式并不能完全適應人工智能時代對人才培養(yǎng)的需求，這是由于目前許多職業(yè)崗位在人工智能的沖擊下，其形式和內容均會產生動態(tài)變化，要求現(xiàn)階段的人才培養(yǎng)具有延伸性和前瞻性，既要兼顧眼前，也要考慮應對智能化浪潮，打好基礎，提高自學習能力。因此，智能科學與技術應用型人才培養(yǎng)有一定崗位針對性，但并不是完全固化崗位內容及層次、固化知識屬性，必須強化自我學習能力，才能實現(xiàn)能力可持續(xù)增長，崗位的向上流動性以及知識和經驗的進化，才能真正適應人工智能時展的需求。
自我學習能力的形成與提高往往源于知識結構的構建[5]。為了塑造更合適的能力結構，需要CBE模式與知識結構的相輔相成，有鑒于此，將這種新型人才培養(yǎng)模式稱之為知識型能力本位教育（Knowledge&CompetencyBasedEducation，簡稱KCBE）模式，這也意味著在人才培養(yǎng)過程中，將知識結構與能力結構放在并重的地位，既著眼于預期能力的培養(yǎng)，也必須讓學生筑牢學科專業(yè)基礎，在走向社會以后，在知識引擎的作用下，通過自我學習，具備并提升適應未來的、新的智能化崗位需求的能力。
3.4行業(yè)（產業(yè)）導向
從智能科學與技術專業(yè)的角度，培養(yǎng)的應用型人才以“智能化應用”為就業(yè)大方向，具體而言，包括：
（1）智能感知與模式識別領域
主要從事電子信息的獲取、傳輸、處理、分析、應用等領域的研究、設計及應用，包括圖像處理、機器視覺、工業(yè)視頻檢測與識別、視頻監(jiān)控、傳感器設計及應用等。
（2）智能系統(tǒng)設計與制造領域
主要從事智能裝備、智能制造、智能管理、智能服務等領域的設計、制造及應用，包括智能工廠、智能車間、智能生產線、智能物流、以及智能運營與服務等。
（3）智能信息處理領域
主要從事計算機數(shù)據(jù)處理、分析、理解、管理、以及服務等領域的研究、設計及應用，包括數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)分析與預測、交通大數(shù)據(jù)分析應用、道路與汽車安全大數(shù)據(jù)分析、智能交通、智能電力、智能家居、智慧城市等。
涉及的產業(yè)領域主要包括智能制造，如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成應用，研發(fā)智能產品及智能互聯(lián)產品等。其他的領域還包括智能農業(yè)、智能物流、智能金融、智能商務等。
產業(yè)需求帶動人才培養(yǎng)，人才培養(yǎng)在滿足產業(yè)需求的同時推動技術進步，而技術進步又引燃了新的產業(yè)需求。產業(yè)需求與人才培養(yǎng)的相互作用，呈現(xiàn)出螺旋式上升的發(fā)展態(tài)勢，這在人工智能相關產業(yè)與智能科學與技術應用型本科人才培養(yǎng)之間表現(xiàn)的得尤為突出。
4KCBE模式人才培養(yǎng)的主要措施和途徑
智能科學與技術專業(yè)應用型本科人才的培養(yǎng)模式一定是和人才需求、學校定位相適應的。培養(yǎng)應用型人才，應注重學生實踐能力，從教學體系建設體現(xiàn)“應用”二字，其核心環(huán)節(jié)是實踐教學。結合上述的KCBE培養(yǎng)模式，知識結構在能力培養(yǎng)過程中也占有非常重要的地位，因此在能力培養(yǎng)方面，知識和實踐作為兩大要素，不能偏廢任何一方，必須齊頭并進，既要固基礎，也要重實踐。
（1）筑牢智能科學與技術專業(yè)知識基礎，構建與智能化應用相關的知識體系
在本科的低年級階段，應注重公共基礎課，特別是數(shù)學和力學課程，還應充分了解智能科學與技術專業(yè)的內涵，讓學生對所學專業(yè)有一個比較全面的認識。在本科中高年級階段，重點強化專業(yè)基礎，包括電子技術基礎、自動控制原理、傳感器與測試技術、微機原理與接口技術、數(shù)據(jù)結構與算法等。歸納地說，應該筑牢數(shù)理基礎、計算機基礎、機電基礎和控制基礎，因此對原理課程需要強化，這樣對很多工作機理、來龍去脈的理解才能深刻。
（2）增強智能科學與技術專業(yè)的實踐環(huán)節(jié)，構建以能力培養(yǎng)為重心的教學體系
按照KCBE模式，校企合作是強化實踐的一種重要形式[6]。學校根據(jù)人工智能企業(yè)實際情況靈活設置實踐課程內容，根據(jù)企業(yè)發(fā)展趨勢及時調整課程體系以避免教學內容與企業(yè)需求相脫離。人工智能企業(yè)還可以參與學校教學目標和教學計劃的制定，并為學校實踐教學提供各方面支持，從而提高人才培養(yǎng)的針對性。
第8篇：人工智能與科學技術范文
關鍵詞:智能科學基礎;系列課程;國家級教學團隊;改革;建設
在國家教育部質量工程的支持下,中南大學信息科學與工程學院對國家級精品課程人工智能[1-2]和智能控制[3]、全國雙語教學示范課程人工智能和國家級智能科學基礎系列課程教學團隊[4]等進行持之以恒的改革與建設,取得一些成果。
“智能科學基礎系列課程教學團隊”的教學隊伍是一支由國家級教學名師領銜[5],知識結構、梯隊結構和年齡結構比較合理,具有明顯的學科優(yōu)勢、課程優(yōu)勢、人才優(yōu)勢和教學科研優(yōu)勢的頗具特色與影響力的教學團隊。該團隊以中南大學智能科學研究中心為核心,主要承擔人工智能基礎、智能控制導論、機器人學、專家系統(tǒng)等本科基礎和專業(yè)基礎課程,碩士學位課程人工智能、智能控制和機器人控制技術以及留學生碩士學位課程Artificial Intelligence和博士生學位課程智能系統(tǒng)原理與應用的教學。
教學團隊在建設過程中,注重教學改革,加大課程建設和教材建設力度,不斷改進教學方法,在課程改革、教材建設、教學手段、隊伍建設以及交流合作等方面取得一些進展。本文擬就教學團隊的改革與建設的相關理念與實踐問題加以總結,談談我們的見解。
1創(chuàng)新教學方法
教學是教師的本職和核心工作。本教學團隊一直致力于教學方法與教學模式的改革與創(chuàng)新,虛心學習國內外先進教學經驗和方法,積極探索教學新路,形成了“以趣導課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的教學模式和教學方法[6-7]。充分激勵學生的學習積極性和主動性,發(fā)揮獨立思考和創(chuàng)新思維,多方位培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。我們在教學過程中應用了課堂演示、課堂互動、課堂辯論、課后網(wǎng)絡教學、網(wǎng)絡實驗等一系列現(xiàn)代化全方位的教學新模式。此外,為提高學生的動手能力和理論水平,讓學生直接參與部分教師課題,理論聯(lián)系實際,為畢業(yè)后的工作學習打下良好基礎。具體措施如下:
1) 舉行課堂討論會,營造自由探索氛圍。
為調動學生的積極性,我們在授課過程中多次開展課堂討論會和辯論會等活動,讓學生自己查閱資料,分析整理,提出自己的觀點,使學生全方位地接觸所學課程,培養(yǎng)學生的研究能力,真正實現(xiàn)師生互動,并鼓勵學生用英語討論。學生對有些問題展開了激烈的爭論,激發(fā)了學習潛能,明確了學習目標。課程中還經常請來在科研工作中擔任主要任務的教授和博士生來給學生介紹最前沿的科學動態(tài),激發(fā)學生們對所學知識和科學研究的興趣。在研究生教學方面,我們更進一步通過舉辦課程課堂學術研討會,讓學生在一年級就開始接觸學科前沿,自己查閱資料和動手寫科技論文,并在研討會上宣讀討論,培養(yǎng)獨立工作能力和從事學科前沿研究的能力,為將來的高層次研究打下基礎。
2) 倡導啟發(fā)式教學,培養(yǎng)學生學習能力。
注意采用面向問題的啟發(fā)式方法進行教學,啟發(fā)學生求解問題能力,強化學生的參與意識,提高他們的學習積極性。教學中還注意采用了多種交互式策略,如課堂教師提問、鼓勵或指定學生用英語提問、學生就某個知識點進行主題發(fā)言后老師點評等。此外,師生通過互聯(lián)網(wǎng)進行交互,方式包括Email、BBS和QQ談和交換文件等。
根據(jù)學生的興趣和創(chuàng)新潛力,對有專業(yè)特長的本科生,在自愿情況下,挑選2～3名參與國家級項目研究工作,進行中長期培養(yǎng)試點,實現(xiàn)本科培養(yǎng)過程與碩士、博士研究生培養(yǎng)過程的銜接。
3) 增強課程實驗教學環(huán)節(jié),籌建智能專業(yè)實驗室。
智能科學基礎課程的概念性較強,初學者感到比較抽象,而實驗教學又是薄弱環(huán)節(jié)。因此,結合學生實際情況,我們對實踐教學環(huán)節(jié)十分重視,設計了一些新的實驗項目,探索新穎的實驗方法。新開實驗項目包括人工智能實驗、智能控制實驗、專家系統(tǒng)實驗、機器人學實驗、人工智能課程設計等。對相關課程的原有實驗,我們也進行了一些改革,增設了個性化的實驗,使得學生的實驗數(shù)據(jù)和實驗結果分析既有格式要求,又給學生報告自己研究的過程和結果留有空間。這些做法能夠鼓勵學生進行獨立性研究,滿足他們學習的需求。通過實驗教學,學生能夠理論聯(lián)系實際,驗證所學理論知識和概念,加深理解,充分調動了學生的學習積極性,培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造能力。
除課堂實驗外,我們還充分發(fā)揮虛擬實驗的優(yōu)點,設計了網(wǎng)絡虛擬實驗,讓學生在課外上網(wǎng)練習。通過虛擬實驗,學生可以了解算法的具體運行過程,調整參數(shù)和過程,并進行驗證以加深對知識的理解,提高學習興趣,從而達到教學目的。
結合科研,購進和自制部分新設備、新系統(tǒng),計劃建設智能專業(yè)實驗室,為教學提供更多的優(yōu)良實驗設備。例如,已研制“中南移動一號”和“中南移動二號”自主移動機器人共7臺,已購進RCB-1型教學機器人20套等。
教學團隊教師還指導學生參加全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽活動、大學生創(chuàng)新性實驗計劃及創(chuàng)新教育計劃項目等,取得優(yōu)秀成果。
2推進課程改革
教學改革是課程建設和學科發(fā)展的生命線。我們把國家級精品課程和全國雙語教學示范課程放在優(yōu)先建設的位置,并以它們帶動其他課程建設,完善系列課程建設,同時新辦了智能科學與技術專業(yè)。
2.1搞好精品課程建設,改進雙語示范課程教學,穩(wěn)步推進系列課程建設
本團隊著力搞好已有的2門國家級精品課程、1門全國雙語教學示范課程,更新精品課程網(wǎng)站,豐富課程內容。為了及時反映上述課程中相關科學技術的最新進展,我們調整了教學體系和教學內容,修訂了教學大綱,并對教學內容進一步優(yōu)化和更新,極大充實了各課程教學內容。同時,通過校際教學活動和網(wǎng)上資源共享對精品課程、雙語教學示范課程進行交流和推廣,起到較好的輻射作用[8-9]。
為加強精品課程建設,完善和拓展課程體系,在總結現(xiàn)有精品課程的建設經驗的基礎上,又建成省級精品課程1門,校級精品課程1門。
為提高學生的專業(yè)英語水平和學習興趣,使得學生能夠開拓眼界,追蹤國際前沿科學研究,本團隊長期對雙語教學進行研究和實踐。除改進人工智能雙語教學示范課程外,團隊承擔的其他課程,如智能控制、機器人學、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結構等也實行了雙語教學,并為該課程引進英文輔助教材。例如,對人工智能課程,我們先后采用Nilsson和Russell等編著的國外影響較大的英文原版教材作為主要教學參考書[10-11],供學生學習參考。在雙語教學中,一般以漢語講授為主,英語為輔,并對一些關鍵詞同時用漢語和英語表示。對部分章節(jié)或某個專題,采用純英語教學或以英語為主漢語為輔的教學。對PPT課件的編寫分為純漢語、純英語和英漢混合幾種方式。英語教學比例要根據(jù)教學內容和學生英語水平而定,其檢驗標準是學生的接受程度與學習效果,根據(jù)這一點來適時調整雙語教學中英語對漢語的比例。
通過教改實踐,我們承擔的智能科學基礎課程逐步形成為具有明顯特色的課程體系。我們講授的課程從智能科學的基礎課程到專業(yè)基礎課程,再到專業(yè)實踐課程,形成了配置合理、特色鮮明、循序漸進、優(yōu)勢互補、協(xié)調發(fā)展的智能科學與技術學科從基礎到應用的系列課程體系。
2.2新辦智能科學與技術專業(yè)
智能科學與技術是當代科技發(fā)展的前沿學科和重要組成部分,其人才需求日益增加,超出了目前高校的培養(yǎng)能力[12]。我校的智能科學與技術學科方向經過近20年的發(fā)展,已形成了具有自身優(yōu)勢和特點的學科,在國內具有一定的知名度和優(yōu)勢。為了促進智能科學與技術學科的發(fā)展,經過多年積極準備,我們于2009年申報了智能科學與技術專業(yè)并獲得教育部批準。通過向兄弟學校學習調研,了解該專業(yè)人才需求、專業(yè)建設規(guī)劃,設定適應培養(yǎng)目標的教學計劃與課程設置方案。雖然我們開辦“智能科學與技術”專業(yè)較晚,但我們從2002年開始,就一直關注和積極參與國內智能科學的學科的討論與新專業(yè)籌備工作[13]。
我校于2009年申報獲準,在自動化專業(yè)增設了智能科學與技術專業(yè)方向,目前已招收2屆學生共84人。我們?yōu)檫x讀智能科學與技術本科專業(yè)方向的每個學生選定指導老師。每個學生都可以參加指導老師的課題,指導老師也可以利用自己的學識、經驗和責任心來更好地管理呵護學生。這一做法取得明顯效果,不僅受到同學們的普遍歡迎,也得到了學校的肯定。我們還多次召開師生見面會并通過指導老師走訪宿舍,了解每個人的情況。為了消除代溝,努力融入同學當中,學習熟悉他們的語境和思維想法。我們的目標就是不讓一個學生掉隊。
創(chuàng)建與建設智能科學與技術新專業(yè),將為智能科學基礎系列課程教學建設提供一個更加寬廣的平臺,并對計算機、自動化和電子信息等學科的專業(yè)建設和課程建設提供一個新的增長點。我們將以智能科學與技術專業(yè)建設為契機,虛心學習兄弟學校的專業(yè)建設的做法和經驗,進一步規(guī)范智能科學與技術的基礎課程教學,讓智能科學基礎課程教學建設登上一個新的臺階。
3加強教材建設
教材是教學的重要工具和資源,其水平直接影響教學效果和教學質量。在教學過程中,我們與時俱進,對教學內容不斷優(yōu)化與更新,精益求精地編寫反映學科發(fā)展的教材[14]。
我們對原有編寫出版的教材進行修訂,反映新世紀學科發(fā)展水平和發(fā)展趨向,以適應教改需要。把這些最新內容用于教學,使學生了解到國際前沿動態(tài)和本學科的最新成果。
以相關系列課程為平臺,注重教材配套,服務因材施教,著眼長遠教材建設。僅2007年以來我們已出版的相關教材及專著如下:
《智能控制原理與應用》,國家級精品課程配套教材,2007;《智能控制導論》,國家級精品課程配套教材,2007;《未知環(huán)境中移動機器人導航控制理論與方法》,2008;《機器人學》,第二版,國家級教學團隊配套教材,2009;《機器人學基礎》,國家級教學團隊配套教材,2009;《人工智能及其應用》,第四版,國家級“十一五”規(guī)劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《人工智能基礎》,第二版,國家級“十一五”規(guī)劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《移動機器人協(xié)同理論與技術》,2010。
4優(yōu)化隊伍結構
師資隊伍建設是團隊建設的源頭,沒有一流的教師隊伍就沒有一流的教學團隊。在師資隊伍建設上,我們一直采取引進優(yōu)秀人才和在職培養(yǎng)相結合的做法。對于人才的引進主要通過辦專業(yè)和辦學科點等方式吸引人才,還通過創(chuàng)造教學和科研條件,穩(wěn)定教師隊伍,解決個人的發(fā)展問題。
采取有效措施,提高主講教師的學術積累和教學水平。一是教研組教師,特別是中青年教師積極參加重要科研項目,提高學術水平。二是派中青年教師赴國外研修訪問,了解和學習發(fā)達國家同類課程的先進教學經驗、相關課程設置情況與發(fā)展趨勢,將國外教學思想引入課程教學。
教學始終是教師的第一要務,為了提高青年教師的教學素質,我們實施并完善了一系列管理措施和制度。
1) 設立名師工作室,實現(xiàn)名師資源共享形成多元化的帶教制度,安排高年資的教師對年輕教師進行傳、幫、帶,可以有業(yè)務方面的指導,也可以有認識方面的交流。通過老教師對年輕教師全方位的指導,使老教師的教學理念和經驗得以繼承,加快了年輕教師的成長。
2) 有計劃地安排年輕教師虛心旁聽有經驗教師的講課。通過聽課,不僅使年輕教師進一步掌握課程的內容,更重要的是使年輕教師學到了老教師的教學方法和經驗,對其今后從事教學工作起到了積極的指導作用。
3) 對于第一次上課和第一次上某門新課程的年輕教師,團隊都要在課前組織他們試講。試講前,安排老教師進行指導,傳授教學經驗。試講時,由團隊的教師參加聽課并對其進行講評,肯定其優(yōu)點,指出其不足,幫助青年教師盡快掌握課程的重點,找到更合適的講授方法。此外,我們還備課,統(tǒng)一基本教案,幫助年輕教師成長。
近兩年來本教學團隊獲得的主要教學獎勵就有徐特立教育獎、茅以升教學專項獎等。
5擴大交流合作
我們在做好自身團隊建設的同時,增進與全國相關高校和教學團隊的交流,學習兄弟團隊的建設經驗,在課程示范、教材推廣、網(wǎng)絡資源輻射等方面發(fā)揮積極作用。我們還開展校內合作,聯(lián)合不同院系進行教學和精品課程的申報與建設,在校內推廣改革成果;發(fā)表了一系列教改論文;發(fā)起籌備《全國智能科學技術課程教學研討會》;邀請企業(yè)界科技精英做本科生就業(yè)指導相關報告。
1) 增進校際交流,發(fā)揮輻射作用。
我們經常以講座報告形式在許多兄弟院校進行教學與教改交流。例如,最近一年來就應邀先后到上海交通大學、同濟大學、東華大學、東南大學、國防科技大學、中國礦業(yè)大學、北京科技大學、清華大學等校就智能科學技術課程的教學、教改和建設問題作專題報告,在兄弟院校師生中引起熱烈反響。已有數(shù)以百計的高等院校采用我們編著的教材和網(wǎng)絡課程進行教學,國內已有眾多的從事人工智能課程和智能控制課程教學的教師,來信來函索取我們開發(fā)的課程教案、課程演示和網(wǎng)絡課程相關資料等,我們一直盡力地搞好推廣和服務工作。
2) 撰寫課程改革論文,進行國內外交流。
本團隊成員僅近一年多來,就在中國教育開放資源網(wǎng)、中國人工智能學會13屆年會、計算機教育、高等理科教育、計算機與現(xiàn)代化等會議及刊物上發(fā)表10篇教改論文,在國內外進行交流,起到介紹情況,交流信息和經驗的積極作用。
3) 籌備全國相關課程教學研討會。
為了更好地交流經驗,擴大影響和輻射作用,我們發(fā)起并聯(lián)合中國人工智能學會教育工作委員會、中國計算機學會人工智能與模式識別專業(yè)委員會、中國人工智能學會智能機器人專業(yè)委員會、中國自動化學會智能自動化專業(yè)委員會、中國人工智能學會人工智能基礎專業(yè)委員會,籌備召開了首屆《全國智能科學技術課程教學研討會》[15]。圍繞各個學校在智能科學與技術本科專業(yè)的課程改革與建設、課程和專業(yè)教學計劃制定和未來發(fā)展設想等方面進行交流研討。通過交流研討,認真學習兄弟學校的經驗,并盡可能匯報我們的經驗。我們相信,在與會全體代表的共同努力下,本次課程教學研討會一定能夠取得積極的成果。
注:本研究獲得教育部國家級精品課程人工智能(2003年)和智能控制(2006年)、全國雙語教學示范課程人工智能(2007年)、國家級智能科學基礎系列課程教學團隊(2008年)等項目支持。
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Construction of State Teaching Group of Series Course for Intelligence Science Basis in CSU
CAI Zi-xing, CHEN Bai-fan, LIU Li-jue
(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
第9篇：人工智能與科學技術范文
關鍵詞：航天類專業(yè) 人工智能 教學探索
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0155-02
面對航天科技迅猛發(fā)展，現(xiàn)代軍備技術快速提升，培養(yǎng)具有專業(yè)性的高素質航天類人才，是我國航天科技發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，也是航天重點高校面向并有效服務航天事業(yè)的歷史責任。航天類本科生的教育形式也需要突破傳統(tǒng)的方式，著重多樣性、前沿性、工程性，因此，該專業(yè)的各門課程教育都應該結合專業(yè)特點，探索新的教學模式。
人工智能自1956年誕生50多年以來，引起眾多科研機構、政府和企業(yè)的空前關注，已成為一門具有日臻完善的理論基礎、日益廣泛的應用領域和廣泛交叉的前沿學科。由于航天領域的特殊要求，人工智能在其發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的重要作用，各發(fā)達國家都相繼開展了人工智能與航天技術相結合的研究，致力于實現(xiàn)可重構的、具有容錯能力的、智能的飛行系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。因此，“人工智能”作為航天類專業(yè)的一門特色選修課，應結合專業(yè)特點展開更具有實用性和創(chuàng)新性的教學。
1 人工智能課程特點
一方面，“人工智能”是一門多學科交叉的綜合學科，它涉及計算機科學、數(shù)學、心理學、認知科學等眾多領域，具有知識點多、涉及面廣、內容抽象、不易理解、理論性強等特點，使得該課程的教學具有較大的靈活度和較高的難度。另一方面，“人工智能”是一門正在發(fā)展中的學科，具有較強的前沿性，計算機科學、信息科學、生物科學等相關學科的發(fā)展不斷的提出了許多新的研究目標和研究課題，使得人工智能的技術和算法也需要不斷更新，這在很大程度上增加了“人工智能”課程的教學難度。
2 航天類專業(yè)特點
首先，航天類專業(yè)具有較強的工程性。在專業(yè)的教學改革中有統(tǒng)一的特點，即強調要體現(xiàn)航天工程技術的綜合性、系統(tǒng)性， 注重培養(yǎng)復合型人才。其次，航天類專業(yè)具有一定的前沿性。因為航天飛行器作為現(xiàn)代高科技和多種學科技術綜合應用的結晶，應及時把現(xiàn)代先進科技融入到了專業(yè)基礎和專業(yè)類的課程教學中， 專業(yè)知識更新快成為又一特點；另外，航天類專業(yè)應注重實踐性教育。尊重個性和興趣，強調動手能力，實驗室對學生開放，要求學生自主地設計完成實驗，強調對學生設計理念和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。最后，航天類專業(yè)應重視產學合作。產學合作的目的在于推動學校與航天產業(yè)的持續(xù)全面合作，造就一支科學技術研究和工程實踐兼?zhèn)涞慕處熽犖椤?/p>
3 教學模式的探索
3.1 教材的選擇
人工智能作為一門新興的學科，其理論與方法都還在不斷的發(fā)展與完善中。就目前來看，關于人工智能的定義和范圍都沒有一個統(tǒng)一的標準，不同的教材所介紹的內容也不盡相同。在教材選用方面，需要綜合考慮專業(yè)特點和學生的知識背景。本課程主要針對航天類專業(yè)高年級本科生，該類學生具有一定的數(shù)學、計算機、信息論、通信理論等基礎知識，對航天應用的基本需求有初步的了解，因此，“人工智能”課程難度應該控制在中級，可以較深入的介紹人工智能的基礎算法和應用案例。
中南大學蔡自興教授積累了多年的教學與科研經驗，借鑒了國內外其他專家和作者的最新研究成果，吸取了國內和國外人工智能領域學術書籍的長處，于1987年編寫了“人工智能及其應用”一書，該書根據(jù)人工智能學科的新發(fā)展不斷修訂，推出四個版本。本課程采用“人工智能及其應用（第4版）”，其中大部分內容適合本科生學習。另外，本課程還給學生提供其他一些參考書目，如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence：A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等經典教材。
3.2 課堂教學形式的探索
“人工智能”課程內容較抽象，概念較為繁多，若采用單一的課堂講授的方式，學生容易概念混淆、理解不透，逐漸產生厭倦情緒，導致教學效果差。本文探索不同的課堂教學手段，根據(jù)不同內容采用不同的教學手段，有利于學生對課程內容的理解與吸收。另外，考慮到航天類的專業(yè)特點，突出課程內容的工程應用，增加研究性質的教學內容與形式，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。
（1）課件采用圖文并茂的PPT。綜合利用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表示方法，在介紹原理和概念時采用精辟的文字，介紹算法流程時采用圖像，介紹算法應用時采用視頻。在PPT中適當利用不同的字體、顏色或動畫來突出重點，細化流程，引導學生的思路，便于集中注意力接受重點內容。
（2）適當增加課堂討論與練習。對于人工智能的一些基本問題，可以引導學生進行調研和討論，來深化課程內容的了解，并提高學生的學習興趣；對于重要的算法和理論，可以增加課堂練習，讓學生實際動手進行公式的推導或演算，并在練習中分析學生對問題的理解程度，有針對性的增加講解或指導。
（3）適當采用類比的講解方式。對人工智能的不同學派，不同方方法，以及方法的不同應用，廣泛的采用類比的形式進行講解，不僅可以復習已學習的內容，也利于對新內容的理解。并且，通過對不同內容的比較總結相似點、區(qū)分不同點，可以避免概念的混淆，清晰的掌握課程內容。
（4）增加研究性教學。研究性教學強調通過問題來進行學習，有必要將實際應用案例或者授課教師的科研項目融入日常的教學工作中去，用“啟發(fā)式”、“案例式”教學激發(fā)學生“自主學習”能力。
3.3 課程內容的探索
一方面，鑒于本科生知識結構還不夠完善，“人工智能”課程的內容要控制在適應本科生學科基礎的中等難度；另一方面，鑒于航天類專業(yè)的特點，課程內容應更注重與航天應用相結合的內容，并且在課程中增加具體應用的介紹。具體的課程內容如表1所示。
3.4 考核形式的改革
“人工智能”課程注重學生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的試卷形式不能全面的反應學生的學習效果，因此，應采用課堂表現(xiàn)和課程報告相結合的方式進行綜合考核。
一方面，重視學生提出問題、分析問題和解決問題的能力，對學生課堂討論與練習的表現(xiàn)進行考核評分，作為總成績的參考；另一方面，注重學生課題調研和實踐的能力，采取提交課程論文的形式進行考核。正確引導學生根據(jù)個人興趣、課程內容、可行性、實踐難度進行合理選題，并根據(jù)所選題目進行文獻查閱和總結，完成調研報告或算法實現(xiàn)報告。結合者兩個方面進行最終成績的評定，綜合衡量學生問題分析能力、論文寫作能力和創(chuàng)新實踐能力。
4 結語
航天類專業(yè)的本科生教學需針對專業(yè)特點有的放矢，該專業(yè)的課程教育都應該趨向于前沿性、專業(yè)性和實用性。本文的“人工智能”課程教學改革方案不僅考慮到該課程屬于前沿叉學科的特點，也綜合考慮了航天類專業(yè)的特點。為了使課程教學更好地服務于學生，本文提出的改革方案打破傳統(tǒng)的教學模式，將課堂理論講解、課堂討論、課后調研、項目實踐等相結合，充分調動學生的學習興趣和積極性，提高學生的創(chuàng)新能力，有利于培養(yǎng)真正符合航天領域所需要的綜合型高級人才。
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