人工智能技术的现状范例6篇

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人工智能技术的现状

人工智能技术的现状范文1

(安徽经济管理学院 信息工程系,安徽 合肥 230031)

摘要:随着现代工业的不断发展,基于人工智能技术的电气自动化控制,已应用于实际的生产生活之中,并取得良好的应用效果.本文分析了人工智能技术在电气自动化控制中的应用现状,并在此基础之上,论述了人工智能技术在电气自动化控制中的具体应用,旨在强化对人工智能技术的认识,并为今后相关领域的研究提供一定的参考.

关键词 :人工智能;自动化控制;控制应用

中图分类号:TM92文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)05-0050-03

在科学信息时代,人工智能技术的出现是现代社会发展的必然产物,更是推动工业现代化发展的重要技术支撑.当前,人工智能技术正处于不断发展的阶段,其在实际生产生活中的应用,充分表现出其强大的现实应用价值.一方面,人工智能技术作为一门新兴科学,具有十分广泛的现实应用价值;另一方面,现代社会发展需要人工智能技术的参与,尤其是现代工业的发展,需要人工智能技术作为支撑.对此,本文立足于人工智能技术的认识,阐述了人工智能技术在电气自动化控制中的应用.

1 人工智能技术

在科学技术快速发展的大背景之下,人工智能技术孕育而生.作为一门新的科学技术,在现代社会的发展中起到重要的作用.人工智能技术的形成,不仅有计算机技术理论的支撑,也有其他学科交互交叉下的共同构建.人工智能技术的本质,主要在于通过对人类智能的模拟,进而创造出可以替代人类从事复杂工作的机器人.当前,人工智能技术的研究领域比较集中,主要在两个领域:一是专家系统;二是机器人系统.模拟人类智能,最为突出的问题就是,大脑问题,人类大脑精密且复杂,如果要模拟,那需要如何实现呢?在现代技术之下,这一模仿成为了可能,进而逐步发展期人工智能技术.在实际的生产生活之中,人工智能化已应用于诸多领域,并取得了良好的应用效果,这也充分证明了人工智能技术强大的现实意义价值.此外,将人工智能﹑专家系统嵌入到仿真环境是减少仿真中的人力消耗,提高仿真自动化程度和仿真精度,是拓宽一体化仿真规模的不可缺少的技术.如下图1所示,是人工智能技术与仿真学科的交叉.

当然,人工智能技术已应用于实际的生产生活之中,但这项技术仍处于不断成熟发展的阶段,人工智能技术也存在一些问题,需要在今后的技术创新之中进行优化与改进.随着自动控制理论的研究发展,人工智能技术在电气自动化控制中的应用主要在专家系统、运作效率和模糊控制三个方面.从实际情况来看,由于模糊控制系统具有操作简单,且易于设备的融入,所以人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用,仍主要集中在模糊控制.

2 人工智能技术在电气自动化控制中的应用现状

电气自动化控制是现代社会发展的必然结果,也是推动现代文明前景的重要力量.基于人工智能技术的电气自动化控制,一方面提高了电气自动化的控制效率;另一方面,降低了成本投入,符合工业企业发展的需求.所以,对于电气自动化控制而言,人工智能技术的应用,无疑具有重要的现实意义.

2.1 人工智能技术在电气自动化控制中的应用价值

人工智能技术的优越性非常显著,主要在于人工智能技术实现了对信息的收集、反馈及处理,在很大程度上替代了人类进行复杂的工作.所以,在电气自动化控制领域,人工智能技术的应用,势必是跨越式的发展.首先,基于人工智能技术的电子自动化控制,实现了更优的生产、流通等生产过程,在很大程度上实现了真正意义上的自动化;另一方面;电气自动化的实现,在很大程度上减少了人力的投入,降低了成本投入,提高了生产效率.对此,人工智能技术在电气自动化控制中的应用,推动了电子自动化行业的升级,促进了产业的结构优化.

2.2 人工智能技术在电气自动化控制中的应用现状

在电气设备的设计过程中,需要完备的知识理论作为支撑.而且,电气设备设计具有复杂性和系统性的特点,这就强调设计工作的有效性.人工智能技术应用在电气自动化控制中之后,人工智能控制功能已成为现实,并集中体现在以下几个方面:

2.2.1 人工智能控制实现了数据的采集及处理功能.这一功能的实现,首先实现了对电气设备的数据采集,而且在实际生产之中,可以对相关数据进行处理及保存,这就大大提高了电气自动化的控制效率.

2.2.2 人工智能控制实现了系统运行监视机报警功能.对于电气系统中的主要设备,这一功能可以对其模拟数据值实时监视.与此同时,对于电气设备的开关量,实现了智能化监视,并对于电气设备运行状态的变化进行电话报警、记录等,以便于事故的先前处理.

2.2.3 人工智能控制实现了操作控制功能.电气自动化控制的一大特点,就是通过鼠标或键盘,便可实现对电气系统的控制.所以,对于电气控制系统的操作人员而言,基于控制程序就可以实现同期并网带负荷或体积操作.这样一来,极大地提高了控制的效率,适合当前的工业发展需求.

2.2.4 人工智能控制实现了故障录波功能.人工智能控制的这一功能的实现,主要在于通过对故障录波的模拟、顺序记录、波形的捕捉等,以实现对故障录波的智能化捕捉,这在很大程度上提高了电气设备运行的效率及安全.

3 人工智能技术在电气自动化控制中的应用分析

目前,基于人工智能技术的电气自动化控制,实现了本质性的优化,诸多功能的实现,扩大了人工智能技术在电气控制领域中的应用价值.在此,笔者主要阐述了人工智能技术在电气自动化设备、电气控制过程,以及事故诊断中的应用,强化对人工智能技术在电气自动化控制中的应用认识.

3.1 人工智能技术在电气自动化设备中的应用

实质上,电气自动化系统非常复杂,涉及多个领域与学科.一方面,电气自动化设备的操作,需要操作人员具有良好的综合素质,以及完备的专业知识;另一方面,电气自动化的复杂性,强调操作的有效性,方可减少因为操作失误或不当,而造成的事故或停机.对此,在对这些现实问题的解决中,人工智能技术无疑起到釜底抽薪的效果.首先,人工智能技术以计算机为理论核心,通过程序的编写,可以实现计算机下的智能控制.也就是说,电气设备的操作智能化,代替了人脑劳动操作的不足.这样一来,不仅提高了工作的效率,而且降低了成本投入;其次,人工智能技术的应用,提高了电气自动化设备运行的科学性,优化了设备运行的现实环境.如图2所示,电气自动化设备人工智能化的系统.

3.2 人工智能技术在电气控制过程中的应用

在电气自动化的过程中,电气控制过程是最为核心的部分.人工智能技术在电气控制过程中的有效应用,无疑是提高电气自动化控制的重要基础.首先,在电气控制的过程中实现电气自动化,在很大程度上提高了工作运行的效率.并且,自动化的实现了更加科学化发展,降低运作的成本,尤其是在人力成本上,降低了人力在生产工作中的投入;其次,在电气自动化控制方面,人工智能技术的应用相对比较集中,以专家系统、模糊控制和神经网络控制为主.

3.2.1 模糊控制.模糊控制以模糊推理、模糊语言变量等为理论基础,并以专家经验作为模糊控制的规则.从其基本思路而言,模糊控制就是在被控制的对象的模糊模型的基础之上,运用模糊控制器,进而实现对电气控制系统的控制.其中,如图3所示,是模糊控制系统的组成框架图.模糊控制是一种自动控制系统,以模糊逻辑的推理规则为理论基础,并采用计算机控制系统构成具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统.

3.2.2 专家控制.专家控制是以专家系统理论为主体,并有机结合了控制理论技术,是对专家经验效仿下的人工智能控制技术.所以,专家控制技术在电气控制过程中的应用,表现出显著的特点就是自动化控制的灵活性高,可实现对控制率的灵活选取;具有较好的适应性,能够通过对调控器的参数调整,适应不同的工作环境;可提高电气设备的运行效率和设备的运行安全.

3.2.3 网络神经控制.网络神经控制的原理就是基于对人脑神经元的活动模拟,以逼近原理为依据的网络建模.当前,网络神经的研究比较广泛,相关技术也日益成熟,在电气控制过程中的应用也日益广泛,且具有良好的应用效果.

为了更好地阐述人工智能技术在电气控制过程中的应用,本文以模糊控制为例进行具体的阐述.具体而言,模糊控制在电气控制过程中的应用,其作用的发挥主要基于直流和交流传动的实现.在直流传动中,其主要的传动控制是Mamdani、Sugeno.其中,mamdani是调速控制,而Sugeno则所有不同.此外,在交流传动中,其人工智能的有效实现依托于模糊控制器.如下图4所示,是模糊控制器的原理图.

3.3 人工智能技术在平常操作中的应用

随着现代工业的不断发展,我们的生活与电气行业的关系日益紧密,电气的安全稳定运行,对我们的生产生活具有重要的意义.电气操作强调操作流程的严格规范,在传统电气领域,由于操作复杂性,在操作的过程中不仅要花费大量的时间,而且操作不当或操作失误,都有可能带来严重的后果.所以,随着电气行业的现代化发展,基于人工技能技术的应用,在很大程度上简化了电气领域的操作过程.一方面,传统繁琐的操作步骤得到进一步的简化,提高了电气操作的效率;另一方面,自动化的实现,降低或杜绝了人工操作失误所带来的问题,在很大程度上提高了电气系统运行的安全稳定性.

3.4 人工智能技术在故障诊断中的应用

人工智能技术以模糊理论、专家技术,以及神经网络控制为核心,在故障诊断领域也具有十分重要的应用价值.在电气系统运行中,变压器、发动机等的故障,不仅影响电气系统运行的效率与安全,而且在检修方面具有较大的难度.在传统的故障诊断中,一是故障诊断的方法复杂,且准确诊断率较低;二是故障诊断需要花费大量的时间与人力,与当前的工业发展需求相冲突.例如,在对变压器的故障诊断中,传统的诊断方法是首先需要对变压器油产生的气体进行收集与分析,基于分析的数据判断变压器是否发生故障.这就需要花费较多的时间和人力,如果数据分析不准确,则会影响诊断的准确率,降低变压器运行的稳定性和安全性.所以,人工智能技术的应用,实现了对变压器故障诊断的自动化,极大地提高了故障诊断的效率和准确性.

4 结束语

快速发展的科学技术,改变了我们的生活.人工智能技术的出现,推动了现代文明的发展.作为一门新兴高科技,其在现实中的应用价值是无限的.首先,基于人工智能技术的电气自动化控制,转变了传统的电气控制模式,实现了跨越式发展;其次,人工智能技术提高了电气自动化控制的效率,无论是在人力上,还是在物力上,都大大降低了成本的投入,表现出良好的现实意义价值.

参考文献:

〔1〕褚凯.基于人工智能技术的电气自动化控制研究[J].中国新技术新产品,2012(03).

〔2〕汤石敏.基于人工智能技术的电气自动化控制探讨[D].中国科技博览,2011.

〔3〕陈浩.电气自动化控制中的人工智能技术探究[J].商品与质量:消费研究,2014(02).

〔4〕孙伟.电气自动化控制中人工智能技术的应用研究[J].科技创新与应用,2014(07).

〔5〕何翔.人工智能技术在电气自动化控制中的应用研究[J].科技风,2012(15).

人工智能技术的现状范文2

关键词:人工智能技术 电气自动化控制 应用分析

中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(a)-0114-02

近年来,科学技术不断进步,智能化和自动化技术的应用越来越广泛,人工智能技术已成为电气自动化的发展趋势。在电气自动化控制中人工智能技术的应用,不仅使得运营成本降低了、工作效率也极大地提高了,而且还有效防止了安全事故的发生。伴随人工智能技术的创新与改革,人工智能技术面临着很大的挑战。本文结合人工智能技术的优势,重点探索了人工智能技术在电气自动化控制中的应用。

1 电气自动化控制中人工智能技术的应用简述

人工智能是相对于人类智能而言的。它是指用机械和电子装置模拟或者代替人类的某项智能。当前,人工智能技术已成为电气自动化技术的发展趋势。在电气自动化控制中,通过人工智能技术代替人工操作,进一步提高了工作效率,增加了系统的灵敏性和稳定性,更好地实现了自动化。通过人工智能技术的引进,实现了计算机智能化,减少了以往人为活动中经常出现的误差,使得机械设备在无人值守的情况下可以自动、准确的进行操作控制,节约了大量的人力资源,从而降低了运行成本,在很大程度上推动了电气自动化的发展。

2 电气自动化控制中人工智能技术的应用优势

电气自动化实践证明,人工智能技术的引进,弥补了以往电气自动化控制中的缺陷,更好地实现了真正的自动化。与以往的人工控制技术相比,人工智能技术具有以下优势。

2.1 极大的节省了人力资源

与传统的人工控制技术相比较,人工智能技术最明显的优势就是可以代替人类手工劳动,进而极大的解放劳动力。电气操作过程是一个相当复杂的工程,电气设备多,线路复杂,因此需要投入大量的工作人员进行操作和控制。但通过引进人工智能技术,通过计算机程序准确的收集、分析和处理数据,将人类从复杂的劳动中解放出来。这样,人工智能技术极大的节省了人力资源,降低了人力成本。

2.2 提高了准确性,降低误差率

与之前的操作相比,通过人工智能技术操作,大部分工作都是通过计算机程序自主运行,工作人员参与的不多,电气系统不会随意发生变动,而且程序都有数据跟踪监测,因此就避免了以往人为操作过程中因为失误容易出现的事故和故障,减少了人为误差。一般情况下,只要硬件不出现问题,操作过程就不会有太大的误差,准确率就比较高。

2.3 不需要对对象的模型进行控制

在电气自动化控制器设计时存在着很多不确定的因素,因此十分有必要建立控制对象模型。所以,在一定程度上,人工智能技术避免了那些不确定因素的出现,进一步提升了电气自动化控制中的精确系数。

2.4 保证了产品的规范化和性能的一致性

在电气自动化控制中,通过人工智能技术操作,运行模式更加规范统一。在操作过程中,机器设定的程序及其标准都是统一的,运行模式也不会受到干扰和影响,生产都是重复进行的,从而保证了产品的规范性和性能的一致性,为企业的生产提供了稳定的质量保障。

另外,人工智能技术可以根据时间和应用语言来进行设计,具有更加容易调整、修改,更好地适应数据和信息,更好的抗干扰能力等优势。

3 人工智能技术在电气自动化控制中的应用

伴随着人工智能技术的发展,许多研究人员对人工智能技术在电气自动化控制中的应用进行研究,而且取得了一些骄人的成绩,积极采用这些成果可以促进电气自动化的智能发展。

3.1 在电气设备设计中应用人工智能技术

电气工程实践证明,只有具备专业领域的学科知识和技能才能保证电气化系统的高效、稳定运行,这也就需要大量经验丰富并且高度负责的工作人员,所以,如何实现电气自动化操作系统的稳定高效运行一直被认为是最复杂的问题之一。伴随着人工智能技术的发展,通过信息技术手段可以将电气化系统中一部分复杂的工作通过电气设备自动完成,大大降低了劳动力成本,同时提高了准确性和效率。

人工智能技术的出现,更新了原有的计算机系统,整个产品无论是从研发到设计还是生产都有了全面的提高。在人工智能方法中,遗传算法是一种较为先进的优化算法,优化设计的产品很合适,所以电气设计时经常使用这种方法。

3.2 人工智能技术在事故及其故障诊断中的应用

所谓电气故障诊断,就是通过对电气设备的相关信息,以确定其技术状况是否正常,确定故障的性质和部位,查找故障原因,并提出相应对策。在电气领域中,由于各种不确定的因素导致各种故障和事故频繁发生,如果这些故障或者意外不能妥善处理或及时判决,都将带来无法估量的损失。在传统的电气控制中,也可以采用一些诊断方法,但是这些方法用来确定结果的精确度不高,而且诊断过程和方法是非常繁琐、复杂的。例如,诊断变压器故障的传统方法,我们通常先收集所产生的气体,并通过对气体的诊断来判断是不是存在故障。这种诊断方法花费大量的人力和物力,如果诊断分析的结果不正确,损失很严重。自从引进人工智能技术后,变压器的故障诊断就变得方便和准确。除了变压器的故障诊断外,也可对发动机发电机等电气设备进行事故诊断,可极大的提高判断的及时性和准确性,提高工作效率,同时增加了企业的效益。

3.3 在电气控制过程中开始应用人工智能技术

在电气自动化控制中,人工智能技术具有特别重要的作用,已经成为电气领域中必不可少的一部分。实现电气自动化和智能化,可以很好地提高工作效率,降低工作成本。在传统的电气自动化控制中,操作过程中总是不可避免的出现一些人为错误,而且有的操作过程非常的复杂繁琐,造成错误率上升。人工智能技术在电气自动化控制领域中最主要的表现是神经系统的控制、模糊控制与专家系统的有效控制。现在,通过采用模糊控制,借用直流与交流在电气自动化控制过程中的传动就可以实现自动化的传动控制。一般来说,模糊控制主要分为Sugeno和Mamdan两种情况,Mamdan是用来进行调速控制的,Sugeno是Mamdan的一种特殊例子。自从模糊神经元控制器应用于高性能传动产品中,人工智能技术在电气领域日益占据更重要的作用。

在日常的操作过程中,我们可以改进家庭电脑,实现对电气系统的远程控制。通过人工智能技术事先设定既定的程序来控制操作过程,实现机器智能化,及时掌握各个环节。人工智能技术除了应用于电气设计设备中、事故及其故障诊断中、电气控制过程中之外,还应用于其他的领域。比如,人工智能技术通过专家系统、神经网络、模糊集理论和启发式搜索等方面在电力系统中的应用,同时人工智能技术还应用于日常操作过程中。

4 结语

综上所述,通过在电气自动化控制中应用人工智能技术,不仅使得工作效率极大的提高、运行成本也更为降低了,从而使得电气自动化智能化更好地实现。伴随着科学技术的进步,人工智能技术在电气自动化控制中的应用还有很大的发展潜力,同时人工智能技术面临着很多挑战,因此,我们要努力研究并不断完善,让人工智能技术日后能更好的应用到电气自动化控制中。

参考文献

[1] 耿英会.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技创新导报,2012.

[2] 梁宁波.浅析人工智能在电气自动化控制中的应用[J].黑龙江科技信息,2008.

[3] 杨状元,林建中.人工智能的现状及今后发展趋势展望[J].科技信息,2009.

人工智能技术的现状范文3

大数据下科技信息领域需要解决的主要问题

(1)大数据下科技信息处理的标准化体系研究相比传统的科技信息,大数据环境下的科技信息的来源、类型、内容和数据格式更为复杂,制定和完善科技信息的标准化体系和内容是及其必要的。信息资源的标准化体系是保证信息有效存储、处理、分析和利用的基础和前提。本文认为将依据当前科技信息现状,针对具体领域研究和制定大数据下的科技信息处理规范和建议是必要的。(2)大数据下的科技信息资源的建设方法研究借助大数据技术可实现科技信息的大数据处理与大数据存储,实现多源异构的科技信息完成数据的存储、处理、交换等功能。大数据下的科技信息资源的建设方法研究需要从数据本身和数据的组织两个研究视角出发,分析梳理大数据环境下科技信息资源在建设中面临的难点和关键性技术问题,研究和提出科技信息资源的知识组织系统框架和基本构建方法。(3)大数据下的科技信息资源的分析方法研究结合科技大数据特点,主要利用深度学习技术解决科技大数据的高维数据降维处理问题。研究和探索面向科技信息资源的分析方法,提出不同类型科技信息资源的关联分析、重要性分析、主题演化路径等深层次的信息分析方法和技术,通过系列分析方法和技术研发,解决科技信息资源管理工作中存在的问题,研究方法在实践中进行创新和发展。世界的发展、科技的换代、媒介的延伸以及人文的变更,汇聚成一股巨大的洪流,加速了我们所处时代的变换,人工智能技术已经渗透到各个技术领域,以上问题涉及科技信息的组织和分析,需要人工智能技术的融合,即与人工智能技术的深度融合必将推动科技信息进入全新时代。

人工智能应用于科技信息领域的研究意义和主要研究内容

人工智能为解决科技信息的获取和分析提供解决途径(1)人工智能可拓展获取科技信息的来源。从事智能分析的美国Stabilitas公司的首席运营官ChrisHurst认为:“人工智能可以扩大信息工作的范围,不会遗漏那些有价值的细节。”科技信息同样需要通过各种渠道获取世界各国的同类信息,利用分布式网络爬虫等人工智能技术可获取全世界的开源信息,包括文本和音视频数据。(2)人工智能可加快处理科技信息数据的速度。美国中央信息局肯特学校教信息分析的校长JosephGartin认为:“梳理社交媒体来获得信息并不是什么新鲜事,让人耳目一新的是如今我们收集社交媒体数据的数量之大和速度之快。”海量的科技信息通过人工智能技术可以快速处理亿万比特的数据,从而了解世界各国同类信息或事件,将每天接收到的大量数据转变为能够用于政策和战场行动的信息。(3)人工智能使科技信息的分析自动化、智能化。据俄罗斯通讯社报道,俄罗斯总统普京表示:“无论谁在这一领域中处于领先地位,都将成为世界的统治者。”普京认为:人工智能是未来权力的关键。利用自然语言处理技术、语音识别、图像检索等人工智能技术可以极大的提高信息人员检索有用信息的速度。此外,知识图谱作为人工智能的知识库基础,基于知识图谱可实现分析对象的多维多步自动关联分析,利用深度学习模型可大大提高多因素影响的系统分析,获得更好的信息分析效果。主要研究内容(1)基于人工智能技术的科技信息的知识存储和管理大数据下的科技信息具有海量、异构、跨媒体的特点,其知识存储和管理需要对结构化或非结构化的跨模态数据进行语义智能化计算研究,以为统一语义范畴下的数据查询提供便捷的元数据服务;对跨媒体知识统一组织进行研究,为不同关系结构,不同模态数据的统一存储与管理提供结构基础;同时,需要对跨媒体知识的更新进行研究,为动态的数据存储与多变的业务管理提供支撑。最后,对跨媒体知识检索与查询进行研究,从实际的检索和查询业务角度出发,制定规则,优化性能,提升知识数据被获取时的准确性与高效性。(2)基于人工智能技术的科技信息与知识的深度揭示与聚类加强科技信息资源的多源多模态数据整合关联、信息抽取、不确定推理、机器学习、自然语言处理等人工智能技术研发与应用;利用人工智能技术实现科技信息资源的外在层面的资源整合,资源内在特征的深度聚合,实现科技信息与知识的深度揭示与聚类。通过可视化方式实现科技信息知识(研发技术、研发机构、研发人员等)的聚合、揭示与展示。其中重点利用语义分析技术、词表/本体构建技术、知识图谱技术、大数据分析等人工智能技术,通过可视化方式实现科技信息知识的聚合、揭示与展示;实现对格式各异、内容复杂的数字资源进行深层次的揭示,从资源外在层面的资源整合,深入到资源内在特征进行深度聚合,实现信息与知识的深度揭示与聚类,同时将科技信息知识服务嵌入知识交流之中。技术路线图如图1所示。(2)基于人工智能技术的科技信息前沿技术发现与预警研究前沿技术发现与预警旨在有效指导和开展科技研究,国内外已有研究在信息对象和研究方法上比较单一,信息价值和服务效果受限。科技信息前沿技术发现与预警研究应更强调面向信息源的全面收集、处理、分析的一定程度智能化生产过程,更好的感知非完备信息,辅助信息用户把不确定性预测变成更确定性预测。研究将不同类型的信息源进行整合、融合,多维度的分析科技前沿技术特征,从不同角度实现有价值信息的综合叠加和映射,从中发现、分析和描述科技前沿技术问题,为科技领域专家实现科技前沿的准确辨识提供服务,实现有效的技术预警。技术路线图见图2所示。

基于人工智能技术的科技政策动态分析平台设计

科技政策动态分析脱离原有人工分析为主的模式,而借助技术手段进行辅助分析是时展的必然趋势,海量数据的现实对情报分析方法的冲击不可避免。技术参与的目的是提高人工分析的效率和质量,采用技术辅助手段是可以做到事半功倍的。基于人工智能技术的科技政策动态分析平台的目的在于如何利用技术手段提供获取情报数据、情报多维分析能力和自动生成可读性的分析报告的能力,帮助提高人类思维的效率。1)科技政策动态信息监测科技政策动态信息监测主要采用网络信息的监测方式,只有在有效采集网络信息的基础上才能进而实现具体内容分析与信息服务。信息监测是对互联网上共享的科技政策资源进行提取、解析、收集和存储等的过程。科技政策动态信息监测的一般框架可由图3表示。科技政策动态信息监测系统的层次模型:表示层,业务逻辑层和数据访问层。数据访问层:连接数据库,执行插入和查询等操作。主要是用数据集访问。业务逻辑层:调用数据访问层的方法然后返回结果给表示层。表示层:获取表单的数据,然后调用业务逻辑层的方法处理数据,然后根据结果显示相应的数据。科技政策动态信息监测的系统框架:系统分为数据层与应用层两个层次。其中,数据层为整个平台提供数据支撑,包括监测站点、情报、文章、等基础信息数据,以及用户信息、日志信息等数据。应用层主要提供站点管理、信息服务、编辑撰文三大功能模块,为用户使用系统进行信息检索、筛选、浏览、定制、撰文等提供服务,同时也为管理员进行系统管理、任务分配、成果组织等提供相应接口。具体系统框架如图4所示。

人工智能技术的现状范文4

【关键词】人工智能;电气工程;自动化;运用

中图分类号:TP18文献标识码: A

前言

近年来,随着人工智能技术快速的发展,自动化在很多领域得到了广泛的应用,尤其是电气工程自动化控制中取得了飞速的发展,其操作过程中简单、精准、针对性强。但依然存在一些问题和不足需要改进,在科学技术突飞猛进的新时期,加强人工智能自动化在电气工程中的运用,对我国电气工程有着重要意义。

人工智能的概述

人工智能的概念在1956年首次提出之后,在研究领域得到了飞速的发展,逐渐形成了一套以计算机为主,包含了自动化、控制论、信息论、生物学、仿生学、心理学、语言学、数理逻辑、哲学和医学的一门综合性的科学。在人工智能领域,使机器拥有与人类智能过程相类似的系统, 能够胜任人类智能所能完成的工作。人工智能理论是开发、研究如何延伸、模拟人的智能的理论。

作为新兴的计算机科学的一个分支, 人工智能技术解释了智能的实质, 并在此基础上生产出一种与人类智能有相类似反应的智能机器。在此领域的研究主要包括:图像识别、语言识别、机器人、专家系统和自然语言处理等系统。电气工程主要是研究和电气工程有关的自动控制、系统运行、信息处理、电子电气技术、研制开发、信息处理和计算机与电子应用等。随着科学技术的不断发展, 计算机技术已经开始应用在我们生活的每个方面。飞速发展的计算机编程技术加快了传播、自动化运输和传播的发展。人类大脑作为最精密的仪器,计算机编程也只能模仿其对信息进行分析、处理、交换、收集和回馈,所以对人类大脑技能的模仿会促进电气工程自动化的发展。电气自动化控制在增强交换、生产、分配和流通方面有重要的作用,实现电气工程的自动化,会降低人力资本的投入,使运作的效率不断提高。

电气自动化控制中人工智能技术的现状

1、完善电气设备的设计是一项复杂的工作,其既需要运用电路及电磁场知识,还要运用一些设计里的经验性知识。以前的产品设计是利用简单的方法、依据经验采取手工方式进行,因此不容易选出最优的方案。然而,随着计算机技术的进步,电气产品的设计方式也发生了改变,逐渐由手工设计朝借助计算机设计转变,这极大地缩短了电气产品的研发周期。将人工智能技术应用于电气自动化控制中,使得以前的CAD技术得到了极大发展,不仅大大提升了产品设计的效率,也提高了产品的质量。

2、智能控制功能变成现实。1)数据采集与处理:能够对所有的开关量和模拟量进行实时采集,还能根据需要进行处理或储存。2)运行监视和事件报警:可对各主要设备的模拟量数值、开关量状态进行实时智能监视,有事故报警越限和状态变化事件报警,事件顺序记录,事故处理提示和自动处理,声光、语音、电话、图像报警等功能。3)操作控制:通过键盘或鼠标就能实现对断路器及电动隔离开关的控制、励磁电流的调整。运行人员可按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作另外,系统还对运行人员的操作权限加以限制,以适应各级运行值班管理需要。4)故障录波:主要包括模拟量故障录波、波形捕捉、开关量的变位以及顺序记录等。

人工智能在电气工程自动化中的运用

电力系统中分布着大量的自动控制和手动控制装置,如继电器、断路器、隔离开关等,由这些相对简单的局部控制的协同作用构成整个电力系统复杂的实时控制。电力系统的保护实时控制有离散和连续两种控制类型,由于人工智能技术具有清晰的逻辑思维和快速的处理能力,已成为在线状态评估的重要工具。励磁控制是控制无功功率发电机端电压的重要组成部分,是一种重要的实时连续控制系统,对维持电力系统稳定性起主要作用,切负荷是另外一种离散型的控制系统,当发电机由于故障造成系统容量发生急剧变化时,人工智能系统能处理暂缓负荷容量,有良好的适应性和实用性。

1、电气产品的优化设计

电气产品的优化设计是一项复杂的任务,在设计过程中需要将科学设计和经验知识有机融合,才能使产品的设计科学而实用。近年来,随着计算机技术的飞速发展,通过采取人工智能技术来进行电气产品的设计,使得这一设计过程正渐渐从手工逐渐转向人工智能辅助设计,从而有效缩短了产品的设计周期,并且还使得产品的设计越来越优质、实用、科学。

2、电气设备的故障诊断

电气设备出现问题时,所表现出来的症状及其相关的实际问题是非常复杂的,有时候是很难判断和查找的,而人工智能技术的使用恰恰可以解决这一问题,同时利用人工智能故障诊断技术在电机和发电机也是很常见的。由于电气设备故障的非线性,不确定性和复杂性的特点导致传统的诊断方法准确率低,效果不明显,而人工智能通过将专家系统和模糊理论有机结合起来使用,能够确保故障诊断的高精度。

3、运行过程的智能控制

随着对自动化的要求越来越高,人工智能控制技术将是未来发展的一个趋势,这在电气工程自动化中已经得到了广泛的应用。电气设备的控制是一项复杂而综合的工作,要求具有很高的技术含量,还应该会将各种专业知识综合运用,再根据大量的数据进行计算和分析,通过人工智能技术的应用,结合专家系统控制、模糊控制、神经网络控制三者相互结合的方法,由于人工智能本身的特性可以确保计算速度快,计算精度高,从而节省了大量人力物力,对人力资源而言可以说是一种解放。

同时,电气行业与我们平常的生活和学习有密切联系,所以,将以前繁琐的操作进行简化,提升电气系统的操作效率是很有必要的。在平常的电气系统操作过程中应用人工智能技术,便能够使复杂的操作程序变得简单,在家中利用电脑就可以完成有关操作,从而实现远程遥控不仅如此,我们还可以简化界面,将有些重要的信息及时进行保存与处理,便于以后的查询和使用。除此以外,利用人工智能技术还能够自动生成报表,这节省了很多时间,提高了工作效率。

五、计算机控制技术的发展趋势以及发展前景

计算机控制技术是利用计算机知识在不同的行业领域进行自动化生产,近年来,随着国民经济的发展,计算机信息技术被应用到各行各业中,计算机技术也在科技信息技术迅速发展的背景下有了很大程度的提升。在现阶段,计算机技术的提高和改进影响并带动了自动化控制技术发展与进步。在社会不断发展和进步的前提下,计算机自动化技术的发展小断地趋向于深度和广度。一方面,计算机自动化技术小断的趋向于智能化,计算机控制技术可以模仿人类的一些感觉,如触觉、听觉等,还可以模仿人类的知觉能力,即是根据一件物体的某个具体的特征推测出该物体的其他特征,或者从整体感知该物体。另一方面,计算机控制技术和自动化管理技术开始向着不同的领域发展,并逐渐被应用到各大系统工程中,向着管理工作和技术工作的一体化的方向发展。

六、结束语

人工智能在电气工程自动化中的运用至关重要,因此,在电气领域的后续发展中,要不断提高自动化的技能,加强对人工智能自动化的在电气工程中的应用,促进电气工程技术领域的发展。本文通过对人工智能在电气系统中的问题分析,人工智能控制器可以根据实际情况适当调整自身性能,进一步明确了其在电气工程应用中的方向,为电气工程自动化奠定了坚实基础。在科技占主导地位的21世纪,将人工智能技术应用于电气自动化控制系统中,实现了智能化设计,提高了电气自动化生产的效率,使人工智能化更好的为人类社会服务。

参考文献

[1]叶干洲 人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J] 科技咨询 2010年

[2]郭策 设计智能建筑电气自动化系统的思路[J] 中国新技术新产品 2012年

[3]王艳 浅谈人工智能在电气自动化控制中应用[J] 科技向导 2010年

人工智能技术的现状范文5

[关键词]人工智能;网络安全;计算机

当前大部分机械化工厂中依旧存在许多员工,这些员工是来辅助自动化机器完成生产的,这不是说自动化机械无法做到流水线式的生产,而是在生产过程中,会出现各种各样的问题,而自动化机器在出现问题后依旧会按照设定的程序进行生产,这样就会导致生产出许多废品,大大损害了工厂的利益。这样的问题同样出现在网络安全方面,不管是国家还是企业,每年在网络安全方面都投入了大量的人力与资金,即使是这样,依旧面临着黑客攻击或者计算机病毒等一系列问题。在大数据时代背景下,由于病毒的种类和入侵方式呈现出多元化发展趋势,传统的网络安全措施如:防火墙,可能对某些新型病毒无法进行有效识别而导致计算机受到危害。所以网络安全一直是很多国家及企业所头痛的问题。而人工智能的技术是未来的发展方向,被越来越多的人所重视,并且在网络安全领域也得到了充分发展,使网络安全的防御更加智能,在网络安全方面是一项重大突破。

一、人工智能在网络安全中所发挥的重要性

2019年12月12日,国家工业信息安全发展研究中心《人工智能中国专利技术分析报告》。据图1显示,我国人工智能领域专利申请呈快速增长,在2010年后增长速度明显加快,2018年专利申请量为94539件,达到2010年申请量的10倍。总体上,国内的人工智能相关专利申请量呈逐年上升趋势,并且从2015年往后增长的速度明显加快,这代表我国对人工智能的重视力度提上了一个崭新的台阶。当今社会中,多数市民不允许自己孩子多玩手机,在逐渐减少他们的上网时间,出现这种现状的原因,一方面是怕耽误孩子的学习,另一方面是因为家长觉得现在的网络环境较差,网络安全管理还存在较多的问题,怕自家孩子受网络影响,学习到一些不好的思想,使他们的人生走上歧路。通过调查显示,广大市民提到计算机网络问题时,总是避免不了三点:1、如何对自己的电脑进行加密,使电脑信息不外泄;2、如何屏蔽掉当前网络上的不良行为及信息;3、如何保证自身的个人电话、身份证等信息不外泄。要想解决这些问题,就要从根本上入手,那就是解决网络安全方面的问题,而引入人工智能,不仅可以有效加强计算机网络技术方面的功能,还能使计算机最大限度地阻止各种不良信息的入侵,从而使计算机更加流畅且更智能的维护我们的上网环境[1]。

二、人工智能在网络安全中的应用特点

当网络中固有的安全防护措施,如:防火墙,当遇到人为操作的入侵后,就会稍显无力。因为人为操控的入侵,会根据已有防火墙的特点,找出存在的薄弱点,从而达到入侵的目的。而在网络安全中引入人工智能,能使网络安全中已有的防护措施变得更加灵活,在拦截人为入侵及病毒检测方面具有无与伦比的优势。此外,人工智能还有较强的学习能力,这个能力在处理信息方面具有显著效果,在网络安全方面运用人工智能能大大提高网络信息的处理效率。对比传统的网络安全技术,人工智能在能源消耗方面也有明显优势,不仅能减少有关部门对其的资源投入,还实现了绿色环保节能[2]。

(一)信息处理工作过程的准确性

随着人工智能引入到网络安全中,计算机设备中的不良信息明显有所减少,这大大提高了不法分子对网络的攻击难度。在传统的网络安全技术中,都会配备许多人力来进行二十四小时监管,这样的防护措施一是为了能在受到外来入侵时及时发现,并针对性解决。另一方面是为了随时随地拦截外界所传输进来的无用信息。而在引入人工智能后,就可以减少人员的投入,因为人工智能对外界信息的传输具有一定的甄别能力,使有关部门对信息的处理压力得到减轻,从而为企业节省成本,提高工作效率[3]。

(二)具备较强的学习与处理技能

随着民众对互联网使用力度的不断提高,网络中的信息也越来越多,这就导致网络信息太多,一些有效信息企业无法及时处理,从而错失“商机”或对企业造成损失。而较之传统的网络安全防护措施来讲,人工智能的特点是它具备一定的学习能力,这个能力在处理网络信息中,有着明显优势。人工智能技术快速学习这一特点,使得其本身具有很强的信息识别能力,能帮助企业及时从众多信息中筛选出有效信息。此外,人工智能自主学习这一优势,也使网络安全技术防护变得更加灵活,它改变了固化的安全防护措施,虽说人工智能技术的发展还不是很健全,但足以应对一些小规模外来入侵,大大减少了有关部门在网络安全方面的人力、物力投入。

(三)使用能源的消耗量相对较低

通过对有关数据的收集及对比,我们可以发现传统的网络安全技术中,能源消耗异常的快速,而人工智能的能源消耗却特别低,究其根本原因在于,人工智能采用了新的算法,那就是控制算法。这种算法不仅可以一次性完成计算任务,提高效率,还有效减少了能源消耗,优化网络资源配置,为有关部门节省了大量成本。

三、当前网络安全建设中存在的问题隐患

在当前社会中,我们会接到许多各种各样的推销广告,犹如“轰炸”般将我们的心情整垮。这种情况下,我们会思考自己的信息是从哪里泄露的,大部分有可能造成信息泄露的诱因,就是出现在网络中。此外,我们的手机及电脑等电子设备中,也会偶尔出现广告弹窗等问题,这使我们的心情变得糟糕。甚至保存众多信息的电脑,会出现病毒入侵,这对我们的生活及工作造成了严重的不利影响。

(一)重要信息被盗取

新闻中,我们经常会看到许多信息泄露事件的发生,这些事件都对信息泄露者本人造成了极大的负面影响。然而,身处互联网时代,电脑是很多企业正常运营的必备设施,不论是普通文件,还是重要文件都会保存到电脑或云端,只是加密手段会有所增多而已。但企业却忽略了信息泄露而造成的后果,或者说企业对安全防护措施有足够的重视,却在网络安全攻防战中,不敌非法入侵者,从而导致企业信息泄露,公司财产损失严重。对于市民本身来讲,自身的手机及电脑会保存着许多个人的隐私照片及重要信息,这些信息的加密手段较为薄弱,一些不法分子利用网络漏洞会对市民的手机及电脑进行入侵,从而达到盗窃信息及获取钱财的目的,这对市民的生活造成了严重影响,还威胁到了市民的生命安全。

(二)众多病毒的入侵

2021年1月15日,瑞星安全团队了《2020年中国网络安全报告》,报告中2020年瑞星“云安全”系统共截获病毒样本总量1.48亿个,病毒感染次数3.52亿次,病毒总体数量比2019年同期上涨43.71%。由此可知我国的网络安全形势依然很严峻,病毒入侵严重威胁着我国的网络安全。市民甚至到了谈“毒”色变的地步,因为市民的电子设备被病毒入侵,就代表着他的通讯录、个人信息等隐私面临着泄露的可能,甚至会影响到市民的正常生活。随着网络安全逐渐被市民及有关部门所重视,网络安全技术得到了很大的提升。黑客们也改进了病毒入侵的方法,他们不再只是利用系统漏洞进行病毒入侵,还通过U盘及一些移动存储硬盘来实现病毒入侵的目的,这使得受病毒入侵的群体越来越多。

(三)垃圾信息的影响

现今社会,部分不良企业为了达到宣传作用,制作了一些垃圾信息,通过垃圾信息来入侵居民电脑,以达到宣传目的。这些垃圾信息中携带了许多不良信息以及对电子设备有害的病毒,对居民电脑造成了严重损害,影响了电子设备的正常使用。而随着网络普及,青少年接触电子设备的时间越来越多,这些不良信息和广告弹窗对他们的身心健康造成了极大影响,对青少年的健康成长极为不利。此外,随着垃圾信息的不断增多,居民从网络中找寻有用信息也愈发困难,其中部分信息还存在诱导支付的选项,大大增加了居民的支付风险,导致居民钱财损失的事情常有发生。

四、人工智能技术在网络安全方面的运用

中国人工智能产业将迎来新一轮的增长点,新技术的引入让更多的创新应用成为可能,预计到2022年,中国人工智能产业规模达到2621.5亿元。在传统网络“世界”,多数企业对办公系统会进行密码识别,只有员工输入正确密码,才能登录办公系统及浏览相关文件。但这种极易因密码泄露而造成公司财产损失。传统保卫网络安全的防火墙,其重点防御病毒的倾向各有不同,它能有效防止木马病毒,就对其他病毒的入侵稍显无力。而随着人工智能技术在网络安全方面的应用,居民的个人身份信息得到了有效的保护,还使网络防火墙更显灵活,一些垃圾邮件也会被人工智能技术排除。

(一)强化个人身份的识别系统

在当前网络安全还不是很健全的背景下,国民使用网络时,都在担心自身的个人身份信息是否会泄露。传统的网络中,密码验证以及图案是验证身份信息的主流安全防护措施,然而随着网络的飞速发展,这些方法极易被不法分子所窃取,从而导致居民的个人信息出现泄露。而使用人工智能技术中的生物识别系统,能很好地弥补传统信息验证出现的不足,如:人脸识别、指纹输入等方法。

(二)有效提升智能防火墙系统

网络防火墙是当前网络安全系统使用较多的一种安全保护措施,每台电脑及电子设备都配备了相应的防火墙,如果电子设备不配置防火墙,广告不断、出现乱码等现象就成为电子设备的“常客”。防火墙是我们使用电子设备的一大保障,然而传统防火墙是多种多样的,其侧重的防御类型也各不相同,如果碰到涉及盲区的病毒入侵,那很可能使不法分子得逞,导致我们的信息泄露,也威胁着我们的个人财产。为了改善这一现状,人工智能防火墙技术逐渐被国家及企业所重视,因为人工智能可以通过数据分析、录入信息等多种渠道去加强防火墙类型,智能防火墙技术不同于传统防火墙技术,能通过智能化技术达到访问控制的目的,使计算机网络系统对病毒的抵御能力更强,从而起到更好地网络安全保护效果。

(三)增强垃圾邮件的防御系统

家庭电脑在长时间不使用与更新的情况下,再次启用后,我们经常会收到许多垃圾信息及文件的骚扰,这是病毒入侵的表现,传统的杀毒软件还无法根除这种现象。出现这种现状的原因在于,网络的发展速度极为快速,长时间不对电脑安全防护问题进行更新,就会出现病毒发展超过已有网络安全防护的现状,从而导致垃圾信息一直“骚扰”我们。当出现这种情况后,多数人都知道该“杀毒”了,但是因为工作忙碌,以及其他原因,一直没有对电脑进行安全防护升级,导致使用电脑的体验很不理想。伴随着人工智能技术引入网络安全防护后,我们可以最大限度避免这种情况的发生。因为人工智能技术采用了智能反垃圾邮件的识别方式,它能对邮件进行识别与判断,并在系统分析后给予我们一个安全防护提醒,为电子设备提供了一个更智能、安全的网络保护系统。

(四)不断丰富计算机网络功效

要想使网络的功能更加完善,不仅仅是单纯运用人工智能就能完成的,还需要强化丰富电脑的网络功能,让人工智能技术与其建立良好的网络模式,不断使用网络代码来促进智能化工程的发展。在人工智能的基础上,计算机网络技术能够更快更好地提升计算机系统的应用效果与质量,为计算机网络技术在人工智能化发展道路上提供有力保障。因此,相关技术人员应该努力进行计算机网络安全创新,使计算机网络趋于多样化,从而让计算机功能得到快速且稳定的发展。

(五)智能异常行为的检测技术

当前网络上常见的两种病毒入侵大致可以分为两种:一是外部入侵,也就是通过一系列网络手段对计算机发动入侵,如常见的病毒入侵、陌生链接等方式。另一种则是内部入侵,这种手段就是通过U盘或文件的形式,盗取数据信息并发送到外部数据库中。而这两种方法无论是哪一种都会对计算机本身造成损害,还会给相关企业造成经济损失。而智能异常行为检测技术可以依附计算机操作系统进行运行,它能在计算机出现异常的情况下,快速进行检测,有效检测出有害信息及违法的操作手段,并及时进行拦截处理上报给计算机用户,进一步提高网络的安全性。因此,在网络安全防护问题上,我们可以引入智能异常行为检测技术,以此来为我们建立一个良好的网络安全环境。

结语

综上所述,人工智能在网络安全方面具有很大的运用空间,且能发挥出的作用是无与伦比的。随着我国综合国力的提升以及经济的快速发展,网络安全问题一直是当下的一个热点话题。将人工智能技术应用到计算机网络安全防护中,既能利用大数据识别网络中存在的隐患,还能感知到外部威胁,将不利信息和病毒进行排除。因此,在网络安全建设中,相关技术人员应加大对人工智能技术的运用,并开发出人工智能在网络安全防护中所能发挥出的更多作用,使其发光发热。

参考文献:

[1]杨淳清.浅谈人工智能技术在网络安全防护中的应用[J].电脑迷,2018(020):31.

[2]钟庆鸿.浅谈人工智能技术在网络空间安全防御中的应用[J].电脑迷,2017(025):150.

人工智能技术的现状范文6

关键词:人工智能;本科高年级教学;教学改革

中图分类号:G642 文献标识码:B

1 引言

人工智能是计算机科学与技术学科类各专业重要的基础课程,在信息类相关的许多高年级本科和研究生都开设了人工智能课程。人工智能是一门前沿性的学科,它主要研究计算机实现智能的基本原理和基本方法,同时人工智能也是一门多学科交叉的综合学科,它涉及计算机科学、数学、心理学、认知科学等众多领域。广义的人工智能涵盖了模式识别、机器学习、数据挖掘、计算智能、神经网络、统计学习理论等众多研究方向。人工智能作为计算机学科的重要分支,已成为人类在信息社会和网络经济时代所必须具备的一项核心技术,并将在未来发挥更大的作用。

由于人工智能课程的学习难度较大,内容更新比较快,也繁多,使得教学有一定的难度。特别是针对本科高年级的人工智能教学,由于本科生的研究意识相对较弱,而人工智能比较强调科研性,所以如何教好本科高年级的人工智能课程是一项非常具有挑战性的任务。

本文通过分析本科高年级的教学特点和人工智能课程的自身特点,在如何提高教学质量这一问题上提出了几点思考。

2 本科高年级的教学特点

中国的本科教育,由于历史和经济发展水平等诸多原因,目前的定位还是培养某方面专业人才的专才教育。本科高年级学生在完成了低年级公共基础课程和部分专业基础课程的学习之后,迫切希望了解本专业的应用领域和发展前景,所以在教学过程中要注意内容的应用性和专业性。另一方面,本科高年级学生也是研究生教育的储备人才,在教学过程中要适时的进行科研引导,这样能够让毕业生保持对科学的兴趣,从而为研究生阶段进一步深入研究打下基础。本科生一般于4年级的10月份开始着手毕业设计,在本科高年级的教学过程中还要注意与毕业设计的内容相结合,这样可以让学生提前做好准备,选择适合自己的方向。

3 人工智能课程的学科特点

与信息类其它专业课程相比,人工智能具有应用性、研究性和发展性三个重要学科特点。首先,人工智能是一门应用性很强的学科。人工智能学科的主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能,并开发相关理论和技术。人工智能技术广泛应用于模式识别、数据挖掘、智能控制、信息检索、智能机器人等领域,在日常生活中,随处可见人工智能技术的应用实例;其次,人工智能技术具有很强的研究价值,是计算机科学领域中重要的研究方向。技术进步无止境,研究者们不断追求开发出效率更高、更智能的人工智能技术:最后,人工智能是一门正在发展中的学科。随着信息化、计算机网络和Internet技术的发展,人类已步入信息社会和网络经济的时代,它们为人工智能提出了许多新的研究目标和研究课题,人工智能的应用领域以及技术算法都在不断发展。

4 人工智能教学的三点思考及对策

4.1 注重应用性和介绍性

在教学实践中,笔者发现,本科高年级学生一般比较关心各种人工智能技术的应用领域和使用方法,而对基础性理论和技术细节不是很感兴趣。他们一方面希望能学到很多较新和较实用的人工智能算法,并且最好可以看到使用效果;另一方面又希望老师的教学主要停留在介绍性层面,不想花太多时间在复杂的理论理解上。这也比较符合本科高年级的教学特点,本科阶段主要是培养具备较强应用性和基础科研素质的专业人才。传统的人工智能教学主要讲授知识表示和搜索推理技术,大部分实例都是解答式或推证式的。由于其知识的抽象性,又加之其应用实例较少,所以往往教师感觉难讲,学生在学习过程中也感觉乏味,对讲授的内容大多都是死记其方法和步骤,因此影响了教学效果。针对这一问题,笔者认为,在设计人工智能教学时,要注重内容的新颖性、实用性和介绍性。除了讲授那些仍然有用的和有效的基本原理和方法之外,要着重介绍一些新的和正在研究的人工智能方法和技术,特别是近期发展起来的方法和技术,如支持向量机、决策树、模糊集、遗传算法、蚁群算法等。这些内容的理论部分可以不必过分深究,教学重点主要放在介绍每种技术的产生背景、发展状况、应用领域和具体实现上。此外,要注意理论与实际应用密切结合,在教学过程中加入一些与课程内容结合的、可以用计算机实现的实际应用内容。考虑到目前应用最广泛的人工智能领域之一是模式识别,而研究模式识别的主要计算机工具是Matlab,所以笔者在教学过程中以手写数字识别作为教学实例,针对所介绍的每一种人工智能技术,都将其应用于手写数字识别当中,并讲解了这些技术的Matlab实现方法。学生在掌握了基本理论之后,可以按照实现步骤的指导,立刻上机见到算法的实际效果,加深对算法实现思路和方法的认识。

4.2 注重科研引导性

本科教学不仅要培养学生的应用能力,还要培养学生具备基本的科研素质。本科教育一方面为社会培养了大批应用型人才,另一方面也要为我国的科研事业培养后备力量。特别是近几年来我国对科研的投入不断增加,研究生招生规模逐年增大,本科高年级学生打算继续读研的也不在少数。而人工智能是计算机相关学科非常活跃的研究课题,其涵盖的分支非常广泛,如模式识别、机器学习、数据挖掘、计算智能、统计学习理论等,都是目前国际和国内热门的研究方向。针对这一特点,在本科高年级的人工智能教学中,还要注意对学生适时适度的科研引导。这样可以激发学生的研究兴趣,树立目标意识,找准研究方向,为未来的科研工作打下基础。在教学过程中,可以引导学生思考每种人工智能技术的优点是什么?缺点是什么?有没有改进的办法?比如BP神经网络是计算智能中较为成熟的技术,具有强大的非线性学习能力,在模式识别、经济数据分析、生物信息学、数据挖掘等众多领域都取得过成功应用。然而BP神经网络算法自身也存在着一些缺点,如会有局部最小解、解受初值影响较大、理论解释不完善等。近十年来,研究者逐渐把目光转移到另一种新的非线性学习工具――支持向量机上。同神经网络相比,支持向量机具有泛化能力强、不受局部最小问题困扰、理论背景完善等显著优点。在给学生讲解BP神经网络算法的时候,一方面可以通过手写数字识别实验展示其强大的非线性分类能力,另一方面也要告诉学生,BP神经网络并不是完美的,其缺点同样明显。然后引导学生对这些问题进行思考,讨论有没有更好的解决办法。此时,顺势引出支持向量机的内容,并且介绍支持向量机的研究现状和研究方向。通过两者的对比,学生不但了解到了较新的人工智能技术,又对人工智能研究中如何去发现问题、解决问题、人工智能技术的进化历程有了直观的印象。

4.3 教学内容与毕业设计相结合

本科毕业设计是对本科生用所学知识来解决实际问题和进行专业研究能力的检验,是本科高年级学生将要面临的一项重要任务。由于人工智能学科具有应用性和科研性的特点,人脸识别、网页检索、经济预测、基因数据处理等应用领域都离不开人工智能技术,所以人工智能方向为学生提供了丰富的毕业设计选题。针对这一特点,在本科高年级的人工智能教学中,可以适当穿插介绍有关毕业设计的内容。告诉学生哪些应用领域是目前人工智能研究的热点方向,哪些人工智能技术可以用来解决这些问题。通过向学生介绍具有一定应用价值和研究意义的题目,然后引导他们查找阅读相关技术文献,分析问题,解决问题,最后编写代码和撰写论文。比如笔者给学生提供的选题包括:(1)基于支持向量机的上市公司信用评价;(2)正则化回归在股票预测中的应用;(3)基于肤色的人脸检测;(4)基于内容的网页图像检索等。这些题目应用性强,具有一定科研深度但是难度又不至于太大,学生选择这些题目的积极性很高。通过将教学内容与毕业设计相结合,不但加深了学生对课程的理解,又使其找到了合适的毕业设计题目,可谓一举两得。