防疫机器人论文范文 第1篇

科技馆作为重要的校外教育机构,也有必要在此领域发挥自己的作用。本文通过分析认为,科技馆的机器人教育应定位于中小学机器人校内教育的补充与提高,补充的内容应该是校内教育极少涉及的机器人辅助教学(RAI),而提高的内容是校内教育已有一定基础的机器人学科教学(RSI)。具体应在建构主义教育理论的指导下,以项目学习的模式,开展机器人俱乐部、夏令营及机器人比赛等形式的中小学生机器人教育。

参考文献:

[1]彭绍东.论机器人教育(上)[J].电化教育研究,2002,(6):4.

[2]王益,张剑平.美国机器人教育的特点及其启示[J].现代教育技术,2007,(11):109.

[3]教育新闻网[EB/OL].

[4]刘文利.学校科学教育需要科技馆积极支持[J].中国教育学刊,2008,(3):45.

[5]杨洁.多元智能理论视野下的项目学习[D]..

摘要随着社会经济发展，机器人开始被广泛应用于各行各业中，替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前，机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表，这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域，这是目前，是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成，因此，它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看，工业机器人的应用范围越来越广泛，同时在技术操作中，他也变得越来越标准化、规范化，提高工业机器人的安全性。另一方面，工业机器人发展越来越微型化、智能化，在人类生活中应用越来越广泛。

关键词工业机器人智能化应用领域安全性

随着社会复杂的需求，工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面，工业机器人被广泛应用于工业生产中，代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业，例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上，同时还应用于原子能工业等高危险的部门，这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面，工业机器人在其他的领域应用也比较多，随着科学技术的飞速发展，提高了工业机器人的使用性能和安全性能，其应用的范围越来越广泛，应用的范围已经突破了工业，尤其在医疗业中应用比较好。

防疫机器人论文范文 第2篇

在一些发达国家,机器人教育已经成为中小学教育的热点。在美国,一般通过机器人技术课程、机器人辅助教学课程、课外活动及机器人主题夏令营等定期活动来对中小学生进行机器人教育。比如,美国加利福尼亚州高中工程与技术联盟在为高中生开设的工程与技术选修课程中,提供了ROBOTICS课程,主要介绍机器人技术历史,基础,术语,微控制,传感器,程序控制等方面的知识;美国国家自然基金支持的项目“K―12教育中的机器人技术”,目的是帮助K―12教师以及其他教育者开发或改进以机器人作为一种工具,来教授STEM的课程和开发机器人技术课程;印地安那州的Purdue大学与LAFAYETTE学校合作,在5至8年级学生课外活动中开展的ROBOTICS项目;CarnegieMellon大学提供的针对高中生的ROBOCAMP暑期机器人计划,通过八星期的课程,使学生懂得一些基本的与机器人有关的电子,机械和计算机科学知识。

在日本,其机器人产业的发展已经超过了欧美各国,这与他们对机器人教育的高度重视密不可分。他们不光在各个大学设立了机器人研究专业,并且在中小学的教学大纲中也加进了机器人课程。每年定期举办针对不同层次学生的机器人设计和制作大赛,各个学校也会在假期举办机器人研习营,从而形成了一个多角度、全覆盖的机器人教育体系。

此外,英国、俄罗斯、巴西、新加坡等国也早已出台了多项措施推进本国的中小学机器人教育发展。

而我国的中小学机器人教育则起步较晚,且覆盖面较小。2000年,北京景山学校以科研课题的形式将机器人普及教育纳入到信息技术课程中,在国内率先开展了中小学机器人课程教学。2001年,上海市西南位育中学、卢湾高级中学等学校开始以“校本课程”的形式进行机器人活动进课堂的探索和尝试。2005年,哈尔滨市正式将机器人引入课堂教学,在哈尔滨师大附小、60中、省实验中学等41所学校开设了“人工智能与机器人”课程,用必修课形式对中小学生进行机器人科学方面的教育。

除了这些进行正规课堂教学的学校外,有些中小学则采用兴趣班、培训班的形式开展机器人教育。

庆幸的是,我国政府已经意识到中小学机器人教育的重要性,并在“课标”中有所体现。如教育部在2003年4月正式颁布的《普通高中技术课程(实验)标准》中,首次在“通用技术”科目中设立了“简易机器人制作”模块,它是基于计算机技术的学习的平台、将机械传动与单片机的应用有机组合的一个选修课程模块。现在,新的高中课程标准在“信息技术”科目中也已设立了“人工智能初步”选修模块,这是我国高中阶段开展人工智能教育迈出的第一步。

不过值得注意的是,在我国中小学机器人教育体系中,科技馆所占比例几可忽略。我们认为作为青少年科普的重要阵地,科技馆理应在中小学机器人教育中发挥更大的作用。

防疫机器人论文范文 第3篇

论文摘要:智能机器人教育在学校教育中的地位也越来越重要。无论国内还是国外，开展智能机器人教育活动已经非常普遍。由于没有专门的机器人教育专业，使得我国基础教育领域机器人方面的师资处于接近真空状态。在师范类院校开展智能机器人教育，为基拙教育提供更好的师资力量，也为师范类院校在人才培养模式上带来了新的思考。师范院校开展智能机器人要形成一种师范模式，重点在对学生进行机器人教育指导能力的训练。

一、引言

20世纪90年代以来，随着科技的进步，人工智能技术的发展，智能机器人在全世界范围内掀起犷一股热潮。随着机器人技术理念的逐步完善和相关设备更新，人们也笋越来越重视智能机器人的教学和竟赛活动。正是因为看到了这一点，我国的高等教育以及中小学教育在这方面也都投人了巨大的热情和精力，智能机器人教育在学校教育中的地位也越来越重要。笔者通过文献检索发现，智能机器人教育在国内外已不是少数学校的事。

1.国内外高校智能机器人教育开展现状

无论国内还是国外，在高校开设智能机器人教育课程的现象已经非常普遍。但主要是一些综合性大学。比如日本是世界上机器人教育和机器人文化普及最高的国家之一，在日本不仅每所大学具有高水平的机器人研究和教学内容，且每年举行多种不同档次的机器人设计和制作大赛，通过大赛培养了大批机器人技术研究和应用人才，使日本的机器人技术走到了世界前列。其他再比如一些欧美国家，亚太地区等都有该类项目的开设。

在国内，据不完全统计也有为数相当的高校有开设这项课程。其中有包括清华大学、北京大学、北京理工大学、西安理工大学等综合型大学，也有北京师范大学、浙江师范大学等师范类大学，其他还有一些职业技术学院等等。可以说我们的教育界还是注意到了这门新兴的学科，也在这块领域投人了相当的支持和关注。

2.国内外中小学智能机器人教育开展现状

国外青少年热中于机器人基于他们的历史文化环境:一是高新科技(尤其是IT的超速发展);二是漫画、电影、电视、体育竞赛、电子游戏以及互联网的影响。也正是由于这些文化因素的影响，智能机器人教育在国外开展地如火如茶，发展也比较迅速。目前，各国都有举办不同级别、科目、门类的比赛:比如日本的ROBO-ONE比赛至今已经举办了7届，还有“青少年机器人大赛”等，其主要参赛者都是年轻人。与此同时韩国的青少年也在掀起一股机器人热潮，韩国政府和企业也正在投人大量资金开发机器人产业，并使之商品化。而在美、德、法等国家，机器人产业也正在受到重视，一般采取“官产学”形式。“官”即政府的支持和调节，“产”即产业界的自我分类的研究和开发，“学”即学校专门设置的课程，进行学校教育。在如此庞大的体系下，机器人产业在国外已占非常重要的地位，尤其在当今的信息技术时代。

我国的智能机器人教育现状又如何呢?据不完全统计，在 2005年全国已有2. 5万余所中小学、320余万学生参与到智能机器人教育当中来。随着这几年经济的快速发展，目前我国中小学参与到机器人教育这个项目当中的人远远超过了上述数据，而且还在不断上升。特别是沿海发达地区，比如上海、广东、浙江、江苏等地区。目前的主要开设形式是校本课程或者兴趣小组等，参与的学生也大多是出于个人兴趣爱好。

3.中小学智能机器人教育的师资现状

由于智能技术是信息技术的核心领域，智能机器人也成为了培养学生动手能力、创新能力、协作能力和逻辑思维能力，提高学 生综合素质，开拓智力的平台;同时，也是进行程序设计形象化、成果化教育的平台。

目前就已开展智能机器人教育的学校来看，其主要的指导老师就是信息技术老师。智能机器人教育主要多个学科的知识，由于没有专门的机器人教育专业，使得我国基础教育领域机器人方面的师资处于接近真空状态。可以看到中小学信息技术教育在师资方面还存在着诸多欠缺的地方。而计算机科学与技术、教育技术这两类专业在培养目标和培养模式上都带有局限性。比如计算机科学与技术专业，他们培养的人才往往有双重性:一是培养具有教书育人的良好素质，能胜任中小学计算机教育的教师;二是可从事计算机行业的相关人才。而教育技术专业虽然把培养目标调整为“具有良好的信息素质，胜任中小学信息技术课程的教学工作”，但是，目前多数教育技术专业、计算机科学与技术专业的培养模式培养大批“胜任”智能机器人教育课程的教师显然不切实际。

4.关于师范院校开展智能机器人教育的情况

在我们国家而言，智能机器人还属于比较新兴的项目，作为科研重要基地的大学起步也较晚，大家的水平差距相对较小。如果师范院校现在开设该项目，以时机来看，比较恰当。正因为大家处于同一起点，相互之间的差距不是很大，更加有竞争。师范类院校作为为社会培养人才的基地，更应该看到这一事实。目前师范类院校较综合大学来实力上看处于劣势状态，但师范院校由于和基础教育结合紧密，在发展机器人教育方面事实上具有先天优势。为提高师范类院校的竞争地位，增强培养人才的实际能力，创造出师范特色的新的人才培养模式，都值得我们思考并加以实施。

二、师范院校开展智能机器人教育的价值

1师范类院校提高本身竞争力的需要

在师范类院校开设智能机器人教育正是顺应了师范教育改革的潮流。不仅可以为基础教育提供更好的师资力量，也为师范类院校在人才培养模式上带来了新的思考。拓宽了师范生的就业渠道，增强了社会竞争力。

2.中小学智能机器人教育的需要

智能机器人教育引人中小学，不仅有利于信息技术的发展;有利于我们探索教育改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时，也将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促使新兴的智能机器人产业的形成。因此智能机器人进人中小学已成为一种必然趋势。我们可以通过智能机器人教育这个平台挖掘学生的创造潜能培养造就创新人才。不久的将来，智能机器人教学必将进人我们的周围，越来越多的人员便会参与到其中。如果师范类院校开设智能机器人教学，那么等到这些人员从事到中小学教育以后，他们发挥出来的作用将不可限量。

3.培养学生的诸多能力需要

智能机器人技术是世界强国重点发展的高技术，也是世界公认的打开21世纪大门的钥匙。智能机器人融合了机械、电子、人工智能等技术。如果把它引人教育，不仅有利于信息技术教育的发展;有利于我们探索人才改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促进新兴产业的形成。实践证明它不仅可以激发学生的想象力，培养学生的设计能力、创造能力、动手能力和跨专业的综合应用能力而且还培养了学生的协作精神。把智能机器人引人师范教育，不仅培养了学生的诸多能力，同时又为师范类院校学生在就业竞争中提供了一项优势，何乐不为?

4.师范性和专业性结合，培养更全面人才的需要

师范教育的根本目的不在于培养文学家、科学家，而是培养能培育文学家、科学家的教育家。在师范类院校开设智能机器人课程便是培养模式上的一种尝试和创新。由于师范类院校其本身的特殊性，它主要为基础教育培养师资力量，侧重点在于培养教师而不是培养研究性人才。师范类院校要培养智能机器人教育的人才，势必要调整培养目标和培养模式，把专业性和师范性更好到结合在一起，只有这样才能优化人才，增加竞争力。师范类院校要看到自己的缺点的同时也注意发挥自己的优势。目前中小学存在的问题就是专业教师的缺乏。为中小学智能机器人教育提供更优的师资，也为师范类院校学生提供更多的就业机会而言，在师范类院校开设智能机器人教育也就非常必要而且也很有利。

三、要研究智能机器人教育发展的师范模式

1.要总结开设智能机器人教育的做法和经验

湖州师范学院于2004年开始智能机器人教育，目前拥有机器人仪器80台，实验室两个。主要以学科竞赛、兴趣小组形式开展设，目前正在课程开设试验。举办过六次机器人院级比赛，五次机器人校级比赛，举办过两期暑期培训，并代表学校参加过7次全国性的比赛，参与到这项教育活动的学生数大约有600人，获得了全国一等奖多项，引起社会、其它学校的关注。

作为师范院校，开展智能机器人教育的主要目的是为突出专业特色，增强社会竞争力。虽然我们开展的时间并不是很长，但无论是自己举办活动还是参加大规模的比赛，我们的师生都认真努力，收获颇多。在教学实践和理论方面都有了很大的提高，积累了一定的经验。

从笔者的走访来看，无论是参与到其中的教师还是学生，都得到了一定的锻炼。一些同学甚至还受到了一些中小学的邀请，去担任他们的兴趣小组指导教练，参加省级比赛，也取得了不错的成绩。智能机器人教育开阔了学生的视野，培养了学生的能力，同时打造了学校品牌，为学生就业提供了多一条的途径。

但同时在教育对象、课程设置、实验室管理等方面也都还存在着一定的问题。比如智能机器人是融合了多种技术的综合性课程，开设培训课程以前，需要学生有一定理论基础。所以需要开设一定的前序课程。由于受到实验室、师资等问题的限制，目前我们学院开设的项目还比较少，学生参与面还不够宽等等。

2.要明确培养目标，更好地开展机器人教育，形成师范模式

就师范类院校开展智能机器人教育而言，笔者认为我们要按师范专业的特点开展一系列智能机器人教育课程、活动，形成一种师范模式，更好地普及机器人教育，为基础教育培养优秀人才。

(1)在师范专业开设一些信息技术课，培养学生信息素养

当今时代，对学生的信息技术素养要求越来越高。根据我院实际经验，学生在参与到机器人活动中时需要一定的信息技术基础，比如C语言编程，而我们师范生缺少的就是这方面的知识。如果师范院校在这方面能开设一些系列课程，使学生的理论知识水平有所积累，对于我们开展机器人教育必将有极大的帮助。我们在从小学教育专业、教育技术专业本科生中开展智能机器人教育，就十分重视学生信息技术课程知识的补充，因此师范生在智能机器人教育的一系列活动、选修课程中理解能力、动手能力就迅速提升。

(2)建立配套完备的机器人教育实验室

智能机器人是技术的前沿之一，集成了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、软件等众多领域的科学和技术知识，没有一种技术平台比智能机器人更综合。所以为了使现在的师范生能够更适应未来信息时代的要求，在教学实验环节中及时地增加教学实验内容是非常有必要和可行的。况且，机器人教学需要有实际的场地设备等要求，机器人教育实验室的创办非常需要。加强机器人教育实验室建设，重点在对学生进行机器人教育指导能力的训练，同时要注意实验室的专业完备程度，规范管理等，并提高机器人实验室的软件建设、社会服务能力。

(3)成立大学生机器人教育协会，组织机器人学科竞赛

机器人比赛是一项很好的科技创新活动，不仅易于激发兴趣，而且还可以培养学生的多种能力。学生们在研讨争论中，逐渐提高了语言表达能力;在策略方案分析中，锻炼了思考、分析问题和解决的能力;在具体设计和安装调试中，综合运用各门课程知识，提高了工程设计和工程实施的安装能力。我们目前建立大学生机器人教育协会，吸引学生参加这方面的活动，学习机器人原理，掌握机器人制作、编程、操作技能，活动形式主要是开展机器人学科竞赛。这样既可以检验我们学生学到的实际的知识以及获得的能力，也能赢得更多的荣誉，得到学校领导的重视，扩大师范院校在机器人竞赛的影响，更重要的是从亲身实践中学会和发展智能机器人教育活动的组织能力。

防疫机器人论文范文 第4篇

焊接机器人的优点在于:焊接参数稳定，大幅提高了焊接产品的质量;使操作工人远离焊接弧光、烟雾和焊渣飞溅的侵害，极大地改善了工作条件;可以24h连续工作，大幅提高了劳动生产率。我国的工业机器人自上世纪一七五科技攻关开始起步，经过30多年的发展，在机器人的设计、制造、控制系统、传感器技术和智能应用方面都取得了长足的发展，弧焊机器人已广泛应用在汽车及装备制造等领域的焊装线上。科学技术的不断发展，使工业生产系统不断向大型复杂开放的方向发展，反过来又对焊接机器人等工业技术提出了更高的要求，虚拟仿真技术、人工智能控制和多智能体协同工作系统等高新技术正成为焊接机器人技术研究的热点，不断推进焊接机器人向着更先进的数字化、信息化、智能化方向发展。

1虚拟仿真高新技术

虚拟仿真技术是在信息处理技术和网络技术发展的基础上，将先进的仿真技术手段与网络技术相结合，对事件的现实性从时间和空间上进行分解后重新组合的技术。这一技术包括了三维计算机图形学技术、人机交互技术、多功能传感技术、人工智能、高清晰度的显示技术以及网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。在机器人研发设计阶段，由于机器人的机械手是多自由度的空间连杆机构，如果采用传统的力学和运动学理论来进行计算分析，那么难度非常大。如果利用计算机虚拟仿真技术，将机械手的几何参数及各组成零件的结构和力学特征与机器人学理论结合，运用三维设计软件将其模拟出来，再对其进行模拟运动和受力分析，就可以得到直观且可靠的结果。在机器人试验过程中，由真实设备和计算机仿真系统综合组成虚拟现实环境，让机器人在仿真环境中模拟正常工作状态，这样不仅加快了机器人系统的实际应用能力检测的进度，也缩短了其在工作环境中的安装和调整周期，更避免了许多在常规计算中难以测算的动态障碍、十涉等问题。

2多智能体协调控制高新技术

多智能体协调控制系统是指多个智能体通过系统控制互相协调、配合，协同工作，能够共同完成一项工作任务的组合系统，是近年来刚刚兴起的一项开放J陛智能新技术。多智能体协调控制系统是在单体智能机器人的基础上，为了适应复杂工作而将多个机器人的工作组合协调，相互关联。在搭建该控制系统时，重点考虑多个智能体的协调运作，即每个智能体按控制要求，在规定时间和空间内完成既定任务，且与相关联的智能体在时间和动作上协调一致，相互间有信息交互，具备一定的调节反馈能力。多智能控制体系利用一个控制系统，组成一个庞大的复杂的体系，完成复杂的工作目标，解决了一个全局性问题。其特点在于，将本应非常复杂的硬件和软件控制系统，分解成了相对简单的、独立的、相互间有信息反馈、彼此协调的多个单智能体单元。整个系统实现了资源共享、信息互通、互相协调、互相控制，通过易于管理、可灵活调整的多个单体，完成各种复杂的工作任务。

3智能传感器高新技术

近年来，随着微电子技术的不断发展，传感器技术也得到了长足进步，在传统传感器的基础上，发展起了多种新型智能传感器。在焊接机器人领域应用的有电弧传感器、超声波触觉传感器、静电电容式距离传感器、基于光纤陀螺惯性测量的三维运动传感器，以及包括光谱、光纤、红外等在内的光传感器等。智能传感器技术对机器人技术向高精方向发展起到了重要的推动作用。电弧传感器的工作原理是直接从焊接电弧本身获取焊缝偏差信息，不需要任何附加装置，具有成本低、实时性强等优点。采用了视觉传感器的机器人，通过视觉控制不需要预先对工业机器人的运动轨迹进行示教或离线编程，可节约大量的编程时间，提高生产效率和加工质量。同时，为了使智能机器人系统获取更加全面、准确的环境信息，以满足其综合决策的需要，一种以多传感器联合为基础的信息采集处理系统，即多传感器智能信息融合技术也应运而生，与传统只能测量一种信息的智能传感器相比，其性能大为提高。

4结语

防疫机器人论文范文 第5篇

关键词：智能机器人；实验教学；仿真实验

智能科学技术的学科内容可以划分为智能科学、智能技术、智能工程3个层次[1]。智能机器人是贯穿这3个层次的一种典型智能系统，是智能科学与技术专业学习与设计的重要对象。我校智能科学与技术专业将智能机器人设为重要的专业课之一，融合了该专业教学过程中的多门专业基础课的知识。对该课程知识的理解与掌握必须实验教学的支撑，这是由于机器人本身是一种复杂的机电系统，而“智能”则是通过运行于嵌入式控制器或嵌入式处理器上的软件来实现的，只有在实践中才能真正掌握智能机器人的基本原理、信息处理以及控制与决策方法。本文将从开展机器人仿真实验的角度，探索开展智能机器人课程实验教学的新思路与新方法。

1智能机器人课程简介

在我校智能科学与技术专业的本科教学培养方案中，智能机器人是该专业高年级学生的一门重要专业课程，设置在第七学期。

智能机器人主要是指以生产、生活中的实际机械设备为载体，以计算机和嵌入式处理器/控制器为信息处理单元，能够体现一定自主性和智能特征的机器人系统。智能机器人涉及到刚体动力学、反馈控制、传感器与信号处理、执行器与电力电子、计算机接口技术以及智能信息处理和智能控制等多领域知识，是多学科的综合。机器人的种类众多，包括机械臂、移动机器人、类人机器人等不同形态的机器人。由于课程学时有限，面面俱到是不现实的，因此我专业的智能机器人课程以移动机器人作为重点讲授的对象。

课程以Siegwart和Nourbakhsh所著的《Introduction to Autonomous Mobile Robots》一书的中文版[2]为教材，以蔡自兴教授的《机器人学基础》[3]为主要参考书，讲授内容以自主移动机器人控制系统为框架，包括刚体运动学、传感器与测量、地图与定位、执行器与运动控制、路径规划与导航。其中，刚体运动学部分主要使学生掌握轮式机器人的具有非完整约束的运动学模型；传感器与测量、执行器与运动控制部分分别使学生了解移动机器人的各种传感器(里程计、超声波传感器、激光测距仪和视觉传感器)的测量原理和直流电机的PWM闭环调速机制；而地图与定位部分主要使学生掌握传感器融合的基本原理以及如何解决位姿估计问题；路径规划与导航部分主要使学生掌握局部路径规划(例如，人工势能场方法)以及全局路径规划(包括轨迹生成与跟踪控制)两种不同的导航方式。

课程的最终目的是让学生理解移动机器人的智能是如何体现的，并且让学生掌握移动机器人的系统集成技术，使其具备设计定位与导航算法并编程实现的能力。

2仿真实验教学的必要性

由于智能机器人作为一种复杂的机电系统，集成了测量、控制、计算和通信等技术，因而智能机器人课程具有多学科交叉的特征，这对学生的综合能力提出挑战，为学生真正理解智能机器人的工作原理带来困难。学生必须通过实验，亲自动手组建移动机器人并为其编程，才能将课堂教学传授的理论知识融会贯通，并做出一定程度上的创新性工作。即创新教育必须建立在动手实践的基础上。

工欲善其事，必先利其器。仿真实验教学在智能机器人课程实验教学中是关键的一环。虽然无法替代在真实机器人上的实验，但却是必要的。这是因为：智能机器人控制系统的复杂性，决定了直接在真实机器人上设计、实现一个可靠的控制系统软件不是简单易行的工作，而仿真实验能够为学生学习机器人的控制算法设计节省时间。

运行一次实验所需成本较高，而且要担负硬件随时可能损坏的风险。仿真实验能够减小设计算法初期的软件不成熟所带来的硬件损坏的几率。

移动机器人具有活动空间大的特点，改变实验场地较困难，而这在实际操作中是比较困难而且耗费精力的事情。通过仿真实验能够灵活改变智能机器人的工作空间。

总之，教师可通过仿真实验教学，形象地向学生展示移动机器人的运动机制、测量与控制原理；学生可通过仿真实验教学，加深对理论知识的理解。

3智能机器人仿真实验的工具选择

好的仿真工具不仅能够降低实验成本，而且能大大提高实验效率，灵活的配置能够自定义不同的移动机器人和工作场景，既能够使学生熟悉多种不同的移动机器人的运动学，又能够将学生的精力主要集中在控制策略的学习和算法实现上。这对于本科阶段初次接触机器人的学生而言，更利于其快速掌握智能机器人的相关知识。

目前，存在多种移动机器人仿真工具，常用的例如：Webots[4]、Microsoft Robotics Studio[5]和Player/ Stage/Gazebo(P/S/G)[6]。前两者主要运行在Windows这一商业化的操作系统中，而P/S/G运行于开源的Linux操作系统上。在高校中，仿真实验教学所用的移动机器人仿真工具应具有源码开放、灵活易用的特征，因此选择Player/Stage/Gazebo软件。

Player/Stage/Gazebo软件由美国南加州理工大学交互实验室发起，后作为开源项目转至Sourceforge上。其中，Stage是一个2D的多机器人仿真器，提供了超声、激光等多种传感器模型；Gazebo是一个3D的多机器人仿真器，能够仿真大量机器人、传感器和物体；Player是机器人设备接口，是连接控制器与被控设备(传感器、执行器)的通信中间件。用户编写的控制程序可在本地或异地通过Player获得传感器数据以及发送驱动机器人运动的控制量。Player既能够与仿真机器人连接，也能够与真实机器人连接，具有极大的灵活性。

该软件不仅在国外很多高校的机器人课程中作为教学用的仿真工具，也是国际上移动机器人研究领域中使用非常广泛的工具之一。选用该工具，除了可方便学生在个人电脑上完成实验，更使学生在本科学习阶段或以后从事移动机器人研究工作时与国际接轨。

4开展智能机器人仿真实验教学的方式与内容

仿真实验教学的方式

1) 课堂演示提高学生兴趣。

智能机器人所涉及的运动学、滤波与控制方法较为抽象，对于工科院校的学生而言略有难度。如果只是机械的推导公式，很容易打击学生的自信心。在课堂上，通过仿真实验的演示，现场向学生展示如何将理论化的公式转化为程序代码的形式，进而控制_器人的运动，完成设定的任务。让单调的数学语言形象化，从而让学生体会到理论的真实含义，提高学习兴趣。

2) 仿真实验即为作业。

智能机器人课程被定位是一门实用性工程技术类课程，每一项关键知识点都要通过以课后作业的方式让学生练习。我们突破传统的计算题式作业的方式，通过安排课后仿真实验作业，让学生亲自动手在个人电脑上完成移动机器人的组建、定位与导航算法的设计与编程。留给学生更大的自由度去完成一个类似于项目的作业，从而激发学生的主观能动性。

3) 以学生竞赛的方式开展实践课。

在课堂教学结束后，开展综合性的实践课，借助仿真工具，设定一个有规则、有目标的机器人竞赛场景。由学生组成团队，全面利用已学过的机器人组成原理、测量与控制算法，设计移动机器人的控制系统，分组竞赛。以竞赛的机制，鼓励学生提出创新的想法和思路，并锻炼其将新想法与新思路付诸实践的能力，从而提高学生分析问题与解决问题的综合素质。

仿真实验教学的内容设计

Player/Stage/Gazebo仿真软件具有很高的灵活性。在机器人仿真器中不仅能够仿真各种形态的机器人，而且能够自由建立机器人的工作环境(二维的或三维的)，也能够仿真各种传感器，例如在Stage中能够仿真超声波传感器与激光测距仪，在Gazebo中能够仿真视觉传感器。学生借助player中的接口函数，在Linux系统中使用C/C++语言编程，便能够定制自己的移动机器人控制系统，学习、验证各种智能方法。目前，智能机器人课程的仿真实验主要包括Player/ Stage/Gazebo的安装与使用方法、移动机器人的虚拟构建及工作空间设计、智能机器人控制系统基本结构的学习、基于里程计的移动机器人定位、基于超声波传感器的环境测量、VFH导航方法设计、基于人工势能场的导航方法设计、智能车的走迷宫竞赛(开放式的竞赛题目)。

5结语

智能机器人课程是一门理论与实践并重的课程，涉及到多个学科知识的交叉。仿真实验教学是真实机器人实验的有益补充，特别适合于本科生在初学机器人基本理论时进行原理性的控制系统设计与算法验证。它通过多种形式的仿真实验教学，启迪学生思想，激发主动的创新性思维，培养学生具有独立思考、乐于创新的真素质。智能机器人课程仿真实验教学的探索，丰富了这一课程的教学手段。在未来，通过对仿真工具的改造，可实现仿真实验与真实物理实验的无缝对接。

参考文献：

[1] 卢桂章. 无处不在的智能技术[J]. 计算机教育,2009(11):68-72.

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[3] 蔡自兴. 机器人学基础[M]. 北京:机械工业出版社,2009.

[4] Webots[EB/OL]. [2011-07-01]. /products/webots.

[5] Microsoft Robotics Studio SDK[EB/OL]. [2011-07-01]. /robotics.

[6] Brian Gerkey,Richard Howard. The Player/Stage Project: Tools for Multi-Robot and Distributed Sensor Systems[C]//Proceedings of the 11th International Conference on Advanced Robotics,2003:317-323.

Simulated-experimental Teaching in Intelligent Robots

XING Guansheng, GAO Zhi, CHEN Haiyong, LIU Zuojun, ZHANG Lei

(School of Control Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)

防疫机器人论文范文 第6篇

如今，类似性集体恐慌再度来袭。此番风暴中心锁定的是一种推测――“人工智能”和机器人或将超越人类能力。去年5月，物理学家史蒂芬・霍金曾撰文发出人工智能迅速发展的危险预警。同月，他联合其他合著者―美国麻省理工学院物理学家弗兰克・韦尔切克、麦克斯・泰格马克以及诺贝尔奖获得者、美国加州大学伯克利分校计算机科学家斯图尔特・罗素，在英国《独立报》发文警告道：“人工智能的成功创建堪称人类历史上最伟大的事件。糟糕的是，这可能成为最后一次。”

近年来，人工智能的发展令世人炫目，从“深度学习”可见一斑。作为一种利用成千上万个数值参数完成逼近复变函数的革命性新技术，它变机器执行看、听甚至思考等人类活动的梦想成真。伴随3D传感和3D投影技术日渐精进，机器人不时更新迭代。稍显遗憾的是，人工智能领域的前行进程难免跌宕起伏。

慈爱的机器人

眼见机器人越来越融入现代社会，战争、路建、商业、教育、医疗……，它们深刻地改变了人类的生活方式，谷歌发明无人驾驶汽车、苹果亮相个人助理等。众人心中的疑惑不禁愈发强烈，这些机器到底是在帮助人类，还是要取代人类？

在新书中，普利策获奖者、《纽约时报》记者约翰・马尔可夫回顾了1956年至今的时代进程，重点参比了人工智能与智能增强。他将读者设定在无人驾驶汽车的乘客座位上；他把读者放诸美国国防高级研究计划局（DARPA）的幕后，验看机器人操作；他邀请读者置身于一个完全自动化的制造设备，如一分钟内128个机械臂将组装完成30个电动剃须刀，每项程序均执行特定、精确的装备任务。

纵使早期人们积极乐观，然而事实上，创建人工智能历经了千险万阻。迄今，“莫拉维克悖论”仍旧未被攻破。这是由人工智能和机器人学者所发现的一个与常识相佐的现象：人类所独有的推理等高阶智慧能力只需要非常少量的计算能力，而无意识的技能、直觉等低层次感知运动技能却需要大量的运算能力。正如莫拉维克所写：“要让电脑如成人般地下棋是相对容易的，但是要让电脑有如一岁小孩般的感知和行动能力却相当困难，甚至是不可能的。”这主要归咎于摩擦、碰撞和接触力学的内在复杂性。

被誉为“鼠标之父”的美国发明家道格拉斯・恩格尔巴特则更倾心于“智能增强”。早在20世纪60年代，他已在发表题为《放大人类智力》的学术论文中提出，计算机是人类智力“放大器”的观点。此后，他陆续发明鼠标，开发超文本系统、网络计算机、人机交互和图形用户界面，并倡导运用计算机和网络解决世界上愈发紧张又复杂的问题。无独有偶，人工智能泰斗泰瑞・维诺格拉德和增强现实专家盖瑞・布拉德斯基在深刻意识到人工智能的局限性后，开始转投智能增强阵营。可以设想，马尔可夫所著此书或许成为人工智能成败与否将取决于智能增强进展的强有力范证。

机器人的兴起

未来工作将变成何等摸样？到底日趋丰富还是逐渐凋落？谁能够拥有它？软件企业家马丁・福特借助《机器人的兴起：技术和未来的失业威胁》一书警告说，人工智能和机器人必将挤兑绝大部分工作岗位，无论蓝领还是白领，均难逃厄运。如果你创意如泉涌，就不会被机器人取代吗？答案令人悲观，即便连新闻、音乐、研发等按常理不受影响的领域也无法幸免。同时，千万家庭将备受激增成本拖累，最为突出的两大代表领域是教育和医疗保健。

美国发明家、未来学家雷・库兹韦尔曾预言，到2029年，机译质量将堪比人工翻译水准。而福特一再断言，基于摩尔定律计算机的计算能力正在随时间呈指数级增长，这意味着人们业已处于迅猛的加速发展边缘。然而，有部分计算机科学家确信其为指数谬误，他们辩驳指出，集成电路的问世远远超出了技术史学家认为发展曲线中必然平台阶段已至的预期推断。

19世纪初期，英国纺织工人内德・勒德不仅亲手砸掉了自己的织布机，还领头发起破坏机器运动。经济学家借此把“科技将代替人类工作”这一广为流传的错误概念命名为“勒德分子谬论”（Luddite fallacy）。如是推理却严重疏漏了科技激发新工作岗位的补偿效应，以及劳动力全球化、民主化等无数新可能动向。

伴随机器人时代的来临，在福特的观念中，最理想的结果是人人挣得一份有保障的工资，而由机器完成所有工作。他解释，这种情况的出现多是源于身体构成的不平等。以往，人们应对技术破坏的主要策略是加强培训和教育，然现实收效甚微。现今，人们必须当机立断，未来的不平等和经济不安全状况是将演变为普天繁荣抑或灾难频发。

我们的机器人

遥控机器人专家戴维・曼德尔在新书中指出，自治制度并非新鲜事物。20世纪70年展至今，其在深海、太空探测以及几乎所有航空领域的日常应用程度非高即低。借鉴丰富的实战经验，尽管这些自治制度不断变革，但仍有为数不少的专家持质疑立场。例如，以持续学派的论点，海洋学家务须亲历黑暗的深海去直接洞悉潜伏在那里的神奇事物。如今，机器人潜艇、光纤电缆遥控操作身手日臻敏捷，实现更长时间探测的难题迎刃而解，更何况每次修缮升级成本亦无需支付昂贵代价。

曼德尔认为有绝对充分的理由相信，无论在历史、文化、政治、心理、哲学，还是公共关系领域，都必须坚定不移地确保人类的控制地位。离我们最近的相关事件发生在2015年7月，接近三千名人工智能研究人员联合签署了一份催促联合国禁止自主武器研发和使用的公开信，该封信件在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯召开的2015年人工智能国际联合会议上进行展示。为了规避所研发无人驾驶汽车的最大人为隐患，谷歌的做法是拆掉方向盘。曼德尔认为此举大错特错，看似缔造了“完全自治神话”，然而别忘了，机器即使能够自控间隔时间，依旧无法独立完全工作却是不争的事实――人类的意图、假设和特征参数是所有机器赖以组建的必须要素。由此，曼德尔得出了与马尔可夫相近的论断：本质（或最艰难）的挑战在于涵盖人类环路的接口设计。

防疫机器人论文范文 第7篇

关键词：机器人 人工智能 发展 应用

机器人从出现到智能化伴随着人类几次技术革命，智能机器人也逐渐由最开始的理论模型，开始融入社会各领域，对人类社会发展起到重大作用。在人类社会生产力发展中，人们通过不断创造新的工具，来延伸自身的肢体与组织，通过工具减轻自己的劳动负担。在这期间，人类替代生产劳动力的工具也由简单的生产工具，发展到代替人脑思考的“智能化”工具，显示出人类独特的智慧力量。作为高新技术的核心的智能技术，智能机器人能够将人工智能和人类智力更好的发挥出来，在将如今社会变得更加“智慧”的同时，也可能推动将来“智能革命”、“机器人革命”技术奇点的到来，最终迎来智能社会。

1 智能机器人定义及发展史

机器人，由联合国标准化机构使用的美国机器人协会的定义，它是一类“能够编程和具有各种功能的，能够用于运输材料、工具等的操作机；或是为完成各种工作而能够进行改变以及编程的专业系统”。也就是，机器人是一种凭借自身动力以及外界指令完成各项工作的一种机器。 其中，不同于只具有一般编程能力和操作功能的机器人，智能机器人特指具备感觉要素、运动要素、思考要素的智能化的机器人。

截止到目前，机器人技术的发展兴起情况能够分成三个时期。

第一代是能够编程示教再现型机器人，具有的特点是机器人可以依据提前编制好的程序实施不断的工作。

第二代机器人是拥有感触功能以及自变化型的离线编程机器人，具有的特点是能够依据工作时的具体情况变更作业内容，也就是人们说的“知觉判断机器人”。

第三代机器人即智能机器人，它具有非常多的传感器，可以把许多种传感器获取的信息实施综合分析，进而调节自己去应对复杂境，有着非常大的自适应能力以及学习能力。关于智能机器人的发展因为计算机技术、人工智能理论等的快速发展而得到了有力的促进，渐渐变为了机器人技术未来的主流发展趋势。

2 智能机器人技术原理

机器人技术是一种集中了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等各个学科而建立的高新技术，它包括了执行单元、驱动模块、检测模块、控制系统等部分。而如今，伴随着计算机、电子信息技术等高新技术的不断发展，机器人技术的研发速率越来越快，智能化水平也逐渐提升，在各个领悟中都得到了很广泛的应用。并且，机器人里面应用到的技术也越来越多，如多传感器信息融合、路径设定、机器人视觉、智能人机接口等。目前影响智能机器人性能的因素主要包括机器人的导航、定位、通讯、控制策略及体系结构等，发展前景很大的三大热门主题为：智能控制、路径规划和语音识别。

以语音识别为例，其目标是将输入的不知名的语音波形识别为正确的词、短语和句子。语音识别过程一般分为两步：第一步，按时间序列对语音信号进行特征分析，提取出反映语音信号特征的信息；第二步，进行模型匹配，将输入语音信息的特征矢量序列与识别器中原有的语音模型进行比较，并利用语法、语义等信息，得到最佳的识别效果。

3 智能机器人应用价值

从全球范围而言，因为国家的支持以及国防方面的需求，各国都不断的进行人力物力的大量投入，因此智能机器人在军事领域的研究与应用非常活跃，许多军用智能机器人都可以投入实战运用，比如侦察机器人、爆炸物处理机器人、步兵支援机器人等；通过对军用智能机器人的研究，民用服务机器人也随之迅速发展，美国、日本、德国、法国等国家的智能机器人水平都处于世界前列。以日本为例，日本一直比较重视民用智能机器人的发展，一般是在三个方面：首先是家务工作以及环境应用，指包括个人机器人在内的服务机器人及相关的家务劳动自动化机器人；二是生活支持应用，主要是用来帮助老年人以及残疾人；三是休闲、娱乐以及教育等方面。根据统计，在2000年日本个人机器人市场规模达到了250亿日元，而在2005年为1 750亿。

站在应用的角度来说，可以分为水下和陆地两大类。由于21世纪对于海洋开发的加快，近年来水下智能机器人得到了很大的发展，主要用于铺设电缆、海底资源勘探以及打捞等工作；而陆地机器人的划分就更加多样化了，智能机器人在农业、矿业、娱乐、体育、服务业和军事都有广泛的应用前景。试看以下例子。

（1）农业：耕耘作业机器人、割草机器人、消毒和喷洒农药机器人等。

（2）体育：教练机器人、各类比赛机器人等。

（3）娱乐：歌手机器人、乐队机器人、杂技机器人等。

（4）勘探：太空建设机器人、深海考察机器人、火星探测机器人、海底隧道建筑机器人、火山探测机器人等。

（5）医疗：康复机器人、手术机器人、护理机器人和疾病诊断机器人等。

（6）服务：清除太空垃圾机器人、消除海洋污染机器人、厨房机器人、机器人保姆等。

4 智能机器人在以后的发展方向

智能机器人是机器人发展中的一个十分重要的环节，拥有集体环境测定、动态决策和执行、行为掌控多种功能。要将智能机器人发展成为真正的人工智能，仍需一些领域的重大突破。如多传感器信息融合、基于神经系统的网络信息融合等，以提升机器人对复杂环境的感知与决策能力。

多传感器信息融合技术主要作用于协调综合分布在机器人不同部位、感应不同信息的传感器测量数据，加以综合，并消除不同传感器间出现的冗余和冲突，减少不确定的情况，最终达到对物体以及环境相符合的描述。这些环节的完成都依赖于一个可靠、准确的算法，以对信息进行科学的判断。多元信息为信息融合的加工目标，融合算法则属于它的重点内容。

人工神经网络是通过各个单元依据相应的拓扑结构彼此连接构成的一种能够实施计算的网络系统。人们研究人工神经系统的主要目的便是模拟人脑的信息处理机能，以达到制造人工智能的成效。因此，人工神经系统应表现出人脑具有的一些特性，主要有下列几点。

（1）信息科储存在不同区域，并且容量大，有着较强的容错性。

（2）能够对直接获得的网络信息实施并行处理。

（3）自主学习，自主组织的功能强。

（4）神经网络的行为属于很多神经元的一种集体行为，并非是一些单元的重复组合。

（5）神经元能够解决环境较为复杂，知识背景不清晰以及推理不确切的问题。

人工神经网络能够利用相应的算法进行学习，把传感器信息实施融合，进而得到有效的参数，也能够把知识规则变为数字形式，方便补充数据库；而且，因为不用建设科学合理的精确数学模型，对于各种环境情况有很强的适应性，也可对大规模数据进行快速处理，并且有很强的容错性。

5 结语

通过了解机器人的发展历史以及目前的情况，能够发现机器人技术正不断地向智能机器和智能系统的方向发展。然而在高速进步的同时，智能机器人的发展、人工智能的产生仍然面临许多技术难题，例如上文所提到的多传感器信息融合与人工神经网络。伴随着智能机器人的逐步完善，真正的人工智能也在逐步进入人们的生活，而如今所做的每一分努力都是这技术奇点来临前的垫脚石。

参考文献

防疫机器人论文范文 第8篇

1920年,当捷克斯洛伐克作家卡雷尔•恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中创造出“机器人(Robot)”这个词的时候,他肯定没料到在近一个世纪之后,其小说中让机器人代替人类劳动的情节已经变成了现实,并且它们还对公众生活产生了巨大的影响。

伴随着“机器人”这个词的诞生,社会各界一直对它的定义争论不已,但是一般说来,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”

那么,什么是“机器人教育”呢?根据目前被广泛采用的彭绍东教授的定义,“机器人教育”就是学习、利用机器人,优化教育效果及师生劳动方式的理论与实践。

彭教授根据机器人在教学中扮演的角色,把机器人教育分为五大类:

(1)机器人学科教学(RobotSubjectInstruction,简称RSI);

(2)机器人辅助教学(Robot―AssistedInstruction,简称RAI);

(3)机器人管理教学(Robot――ManagedInstruction,简称RMI);

(4)机器人代理(师生)事务(Robot―RepresentedRoutine,简称RRR);

(5)机器人主持教学(Robot――DirectedInstruction,简称RDI)。

国内外目前所开展的主要是前两个类型,即机器人学科教学(RSI)和机器人辅助教学(RAI)。前者是指以机器人为对象进行学习,学习的内容是“机器人学科”;而后者指的是以机器人为工具进行学习,学习的内容是“自然科学的各个学科”。由于国内外情况的差异,我国中小学目前所开展的机器人教育以“机器人学科教学”为主,而国外则两种教育类型发展较为平均,并无特殊偏重。

防疫机器人论文范文 第9篇

关键词：人工智能；电气工程；自动化

Abstract: Electrical automation control is to enhance the production, circulation, exchange, distribution and other key ring, realize the automation, is equal to the reduction of human capital investment, and improve the operational efficiency. With the development of information technology, many new methods and technology into engineering, product of stage, the automatic control of the new challenges, promote the theory of intelligent control technology application in the control of complex system, to solve with traditional methods can not solve the problem.

Key words: artificial intelligence; electrical engineering; automation

中图分类号：V242 文献标识码： 文章编号

引言：社会的进步和人类的长寿要求生产力更加发达，要求人类的经济生活更加智能化，以节省宝贵的人类时间去做其它有益的事情。电气自动化控制领域的革新需要人工智能的大力支持，而人工智能在自动化控制方面的优势在这个领域也确实能够得到极大的发挥。促进自动化控制的发展进步，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。人工智能主要包括思维能力、行为能力和感知能力三个方面。人工智能指的是人类制作的机器所表达出来的智能，体现了自动化的特征。因此智能化技术在电气工程自动化控制中可以发挥最大的效用，促进电气的优化设计、诊断故障和智能控制等。

一、人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质．并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主．涉及信息论．控制论， 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面，计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈．所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环，实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

二、智能化技术应用优势

在电气自动化控制中应用到智能化技术，主要是以智能化控制器的形式，这种智能化控制器较过去的控制器相比的确具有不少优势，下面我们就对其进行详细的分析。

1.无需控制模型

过去的控制器在进行自动化控制时，往往会因为控制对象的动态方程比较复杂而无法精确到位地掌握，这会使得该对象模型的设计过程中会出现较多不可预估、不可测量的客观因素，比如一些参数的变化。无法掌握这些因素，也就不能设计出精准的模型，自动化控制工作的实际效率也会下降。而智能化控制器并不需要对控制对象模型进行设计，这就可以从根本上避免一些不确定因素的产生，提高自动化控制的精密系数。

2.方便调整控制

智能化控制器还有另一个大好处，就是可以随时根据下降时间、响应时间以及鲁棒性的变化来调节控制程度，从而有效提高自身工作性能，为自动化控制提供最基础的保障。无论是在什么样的情况下，智能化控制器的调节控制与过去的控制器相比具有更方便调节的优势，更适合投入实际使用。还有一点好处，就是智能化控制器在进行调节控制时完全只需要根据相关数据的变化来自行调节，即使没有专门的技术人员在旁边也可以，同样远程调节控制也是可行的，充分体现了电气工程自动化控制的无人操作性要求，对行业未来发展的重要性不言而喻。

3.一致性很强

智能化控制器的一致性很强，这表现在它对不同数据的处理上，及时输入完全陌生的数据也可以收到很高的估计，完美达到自动化控制的相关要求。不同的控制对象的效果也是不同的，虽然在对有些控制对象实施控制时智能化控制器暂时没有采取行动，其控制效果也是非常优秀的，但这并不是绝对的，可能在换了控制对象的时候就无法收到预期的效果了。所以我们技术人员在设计阶段还是不能松懈，要认真落实具体化原则，即在面对不同的对象时一定要根据其具体情况详细分析，不能因为马虎就降低了控制要求。一旦出现智能化控制器使用效果不佳的情况，不能盲目否定智能化技术，一定要从每个工程环节详细排查、认真分析，因为上述人为因素会给自动化控制结果带来很大的误差，影响试验的准确性。

三、人工智能技术的应用

随着人工智能技术的发展，许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计，故障预测及诊断、控制与保护等领域。

1．优化设计

电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的．因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进．使传统的CAD技术如虎添翼．产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

2. 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性．用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析．从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。

3. 智能控制

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开，但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法，因而它的应用实例最多。

四、结束语

综上所述，本文主要介绍了智能化技术在电气工程自动化控制中的应用情况。只有加强电气工程的智能化程度，才是最终保证行业持续稳定发展的根本手段。

参考文献：

最新范文

防疫机器人论文范文 第10篇

1、人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

2、人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。

3、人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

防疫机器人论文范文 第11篇

智能机器人发展趋势展望。

智能机器人发展前景广阔，目前机器人研究处于第三代智能机器人阶段，国内外研究取得了很多成果，但智能水平仍不令人满意。未来的智能机器人应该在以下方面着力发展:面向任务，由于目前的人工智能不能提供实现智能机器的完整理论和方法，现有的人工智能技术多依赖于领域知识，因此我们限制了机器完成的任务和发展面向任务的特殊机器人，现有的人工智能技术可以发挥作用，开发这种智能机器人是可能的传感技术和集成技术技术，在现有传感器和集成技术的基础上发展更好、更先进的处理方法和实现手段，或者寻找新的传感器技术复杂的同时，可以提高人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智能机器人工智

发展趋势。

现有的智能机器人智能化水平还不够高，所以在今后的发展中，努力提高各发面技术及其综合应用，大力提高智能机器人的智能化程度，提高智能机器人的自主性和适应性，是智能机器人发展的关键。同时，智能机器人涉及多门学科的协同工作，不仅包括技术基础，还包括心理学、伦理学等社会科学，让智能机器人完成对人类有益的工作，让人类从繁重、重复、危险的工作中解放出来，就像科幻作家阿西莫夫的机器人学三大法则一样，智能机器人真正为人类的利益服务，不能成为_的工具。相信在不不久的将来，各行各业都充满了各种各样的智能机器人，科幻小说的场景在科学家们的努力下成为现实，很好地提高了人类的生活质量和对未知事物的探索能力。

个人的经验。

在没有学习《机器人技术基础》这门课程之前，我对机器人知之甚少。通过老师的说明和各组同学的课程说明，我对机器人有了更广泛的认识。

我一直想自己做一台遥控六通道遥控飞机，因为没有太多的知识和专业的时间，一直觉得太难了，所以一直没有方向。学习机器人技术基础这门课程是我制作的开始，遥控直升机与智能机器人相比差距太大，这就是科学技术的发展结果吧。

看过TED的一堂四轴直升机的录像，让我开阔视野，让我对制作自己的机器人有更多的想法。

通过《机器人技术基础》、《传感器与检测技术》、《机械设计基础》课程学习后，丰富的知识和技能，我可以在自己制作的机器人相应的传感器模块，使自己制作的机器人具有更多的功能，智能化。

参考文献。

[1].董砚秋.智能机器人概述[J].网络和信息。

[2].朱玉章.未来智能机器人[J].军事世界。

[3].谭定忠、王启明、李金山、谭林.洁净机器人研究发展现状[J].机械工程师

[4].许世范.智能机器人的发展及其在矿山的应用[J].煤矿自动化

[5].张博.智能机器人的现状和发展[J]。科学报告。

[6].张博.智能机器人的现状和发展[J]。科学报告。

[7].云为民.中国机器人发展的我看[J].读者的声音

[8].贾玉赞.浅谈智能机器人的发展和应用[J].太原技术

[9].孟庆春，齐勇，淑军，杜春侠，殷波，高云.智能机器人及其发展[J].中国海洋大学学报.

《论如何在科技馆中开展中小学机器人教育》

[摘要]随着机器人产业的发展,世界各国都认识到,培养机器人设计与操作人才的重要性。因此,纷纷出台政策加强对中小学生的机器人教育。科技馆作为重要的校外教育机构,也有必要在此领域发挥自己的作用。通过分析认为,科技馆的机器人教育应定位于中小学机器人校内教育的补充与提高,提出在建构主义教育理论的指导下,以项目学习的模式,开展机器人俱乐部、夏令营及机器人比赛等形式的中小学生机器人教育。

[关键词]科技馆中小学机器人教育建构主义项目学习

自上世纪50年代以来,随着人工智能技术的迅速发展,机器人产业也发生了日新月异的变化。虽然其初衷是为工业、农业、国防等领域服务,但随着技术的进步及社会需求的发展,它已对普通公众的生活产生了潜移默化的影响,在医疗、教育、娱乐、交通等领域都能看到机器人“身影”,这也使人们愈来愈认识到,培养机器人设计与操作人才对机器人产业发展的重要性。因此,目前很多中小学校和校外机构都开设了机器人教育及培训课程,这对机器人人才储备而言具有重大意义。而作为校外教育不可或缺的一个环节,科技馆在中小学机器人教育体系中理应占据一席之地,发挥出自己的作用。那么,如何发挥呢?笔者认为,应在明确机器人教育的概念、厘清其发展现状的基础上,结合科学教育理论,确定合适的教育模式并加以实施。

防疫机器人论文范文 第12篇

关键词：电气工程；自动化控制；智能化技术；应用

Abstract: This paper introduces the concept of the artificial intelligence application, analyzes its advantage, and puts forward the artificial intelligence application in the electrical engineering automation control.

Key words: electrical engineering; automatic control; intelligent technology; application

中图分类号： 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

社会的进步和人类的长寿要求生产力更加发达，要求人类的经济生活更加智能化，以节省宝贵的人类时间去做其它有益的事情。电气自动化控制领域的革新需要人工智能的大力支持，而人工智能在自动化控制方面的优势在这个领域也确实能够得到极大的发挥。促进自动化控制的发展进步，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。人工智能主要包括思维能力、行为能力和感知能力三个方面。人工智能指的是人类制作的机器所表达出来的智能，体现了自动化的特征。因此智能化技术在电气工程自动化控制中可以发挥最大的效用，促进电气的优化设计、诊断故障和智能控制等。

1 人工智能的概念

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。

2 人工智能控制器的优点

针对不同的人工智能控制，需要使用不同的方法进行讨论。但是一些人工智能控制器，例如：模糊神经、模糊、遗传算法和神经都是一种类非线形的函数近似器。采取这种的分类有利于对总体的了解，同时会促进对控制策略的综合性开发。上述的人工智能函数近似器具有常规的函数估计器所不具备的优势。首先，在很多情况中，精确的掌握控制对象的动态方程是很复杂的，因此控制器在设计实际控制对象的模型时，往往会产生很多不确定的因素，例如：非线性时、参数变化等，这新信息通常无法掌握。而人工智能控制器在设计的时候可以不需要控制对象的模型。依据下降时间、鲁棒性和响应时间的不同，人工智能控制器通过适当的调整可以提高自身的性能。例如：在下降时间方面，模糊逻辑控制器比最优秀的PID控制器要快4倍。在上升时间方面，模糊逻辑控制器比最优秀的PID控制器要快2倍。与古典控制器相比，人工智能控制器具有更容易调节的特征。即使缺乏专家的现场指导，人工智能控制器也能够使用响应数据来进行设计。还可以通过相应信息、运用语言等方式来进行设计。人工智能控制器具有很强的一致性，输入陌生的数据就能够产生很高的估计，可以忽略驱动器对它产生的影响。对于某些控制对象来说，虽然暂时没有采用人工智能控制器也可以产生良好的效果，但是对其他的控制对象来说，不一定会产生相似的良好效果，因此在设计上必须坚持具体问题具体分析的原则。在反模糊化和模糊化的过程之中，如果采用规则库、隶属函数和适应模糊神经控制器，能够精确的进行实时确定。在实现这个成果的众多方法之中，只有通过系统技术的使用才能得到稳定的解，配合简单的拓扑的结构配置，能够实现迅速的自学习和快速收敛。

3 人工智能在电气自动化中的应用

人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能完成的复杂的工作，电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力，人工智能的应用体现在问题求解，逻辑推理与定理证明，自然语言理解，自动程序设计，专家系统，机器人学等方面。而这诸多方面都体现了一个自动化的特征，表达了一个共同的主题，即提高机械人类意识能力，强化控制自动化。因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为，电气自动化控制也需要人工智能的参与。

随着人工智能技术的不断发展，很多研究人员展开了针对人工智能在电气工程自动化控制方面的研究，例如：应该如何将人工智能系统应用于故障的诊断和预测、电气产品设计优化和保护与控制等领域。在优化设计方面，设计电气设备是很繁琐的工作。它需要对电磁场、电路、电器电机等学科的知识综合性的运用，同时还要使用以往设计中的经验。设计以往的产品时，通常是在根据经验和实验的基础上，通过手工的方式开展的。这样的设计过程很难取得最优的设计方案。电气产品的设计随着计算机技术的发展，逐渐由手工设计向计算机辅助设计不断转变，使开发产品的周期大大减少。尤其是在引进了人工智能技术之后，更加促进了CAD技术的发展，大大提高了设计产品的质量和效率。人工智能技术在电气设计方面的应用主要包括专家系统和遗传算法。其中的遗传算法是一种优化的先进算法，在产品的设计优化上有举足轻重的作用。因此电气产品的人工智能化设计很多都采用了这种方式进行优化。电气设备的故障征兆和故障之间有着很多必然和偶然的关系，具有非线性、不确定性的特点，它的优势能够通过人工智能的方式得到最大的发挥。人工智能技术在电气设备诊断故障方面的应用主要由：专家系统、模糊逻辑和神经网络等。在电力系统之中，变压器因为重要的地位而受到很多研究者的关注。目前诊断变压器故障的常用方法主要是分析变压器油中分解出来的气体，通过这种气体分析找出变压器的故障范围。同时在电动机和发电机等方面，人工智能诊断故障技术也有了长足的发展。

4 总结

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。人工智能的研究主要包括：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领域。人工智能主要体现在逻辑推理、问题求解、理解自然语言、证明定理、专家系统、设计自动程序和机器人学等方面。因此智能化技术在电气工程自动化控制中可以发挥最大的效用，促进电气的优化设计、诊断故障和智能控制等。

参考文献：

[1] 魏俊英， 曲炜．人工智能技术及应用[J]．上海：同济大学出版社，2007．

[2] 邹国剑．人工智能化技术的现状、问题及建议[J]．上海：电子科技大学出版社，2009．

[3] 院丕文．浅谈电气自动化控制中的人工智能技术[J]．科技创业月刊。2010,8．

防疫机器人论文范文 第13篇

关键词：人工智能；认知；能量感知；缺陷设计

The Artificial Intelligence Research Needs New Theories Breakthrough-The Theories Model that the Strong Artificial Intelligence Carries Out

ZHAO Jing-ming

(Training Centre of Peking BUCC,Beijing 102218 China)

Abstract：The development history and obtaining achievement of artificial intelligence about domestic and international is reviewed briefly.. Analyze existent problem of artificial intelligence studying present based of introducing artificial intelligence various cognize concepts, Putting forward people should knows the new theories breakthrough and practice project from the energy and the energy feeling and designs from the innovation and the faultiness design etc. and put forward the theories model of strong artificial intelligence to carry out on what

Key words:The artificial intelligence;cognition;energy feeling;faultiness design

1 引言

1956年夏季，人类历史上第一次人工智能研讨会在美国的达特茅斯(Dartmouth)大学举行，标志着人工智能学科的诞生。“人工智能”英文为artificial intelligence简写ai，它的产生和发展是以计算机硬件与软件技术的产生和发展为基础的，而且一直都处于计算机技术的最前沿，它吸引了全世界无数研究人员为之奉献才智，从美国的麻省理工学院(mit)、卡内基-梅隆大学(cmu)到ibm公司，到日本的本田、sony等公司以及国内的清华大学、中科院等科研院所等，全世界的实验室都在进行着ai技术的实验。经过漫长的50年不懈的努力，人类已经在人工智能领域取得了卓越的成就。从“旅居者”（1997年7月4日，美国国家航空与航天局的“旅居者”机器人完成了它到火星长达1290万公里的旅行），到“会跳舞的机器人”（日本2007年最新产品），人类正用我们的智慧，在人工智能的领域，创造着一个又一个的奇迹。进入新世纪，特别是近二十年，由于计算机软/硬件技术的快速发展，使得人工智能理论得以充分实践，人工智能学科及其“智能制品”的重要作用已为人们普遍共识。随着人工智能理论和技术的更进一步发展，作为一门广泛的交叉和前沿科学，人工智能技术的发展情况已经成为一个国家科技进步和科技实力的一个标志。人工智能科技新成果必将在更大的广度和深度上造福于人类。

近些年，我国人工智能科学发展迅速，在这一领域已形成自主研究重大科学前沿的能力，并在一些重要研究领域走在了世界的前列，特别是一批创新成果的实际应用令人鼓舞。2005年7月，哈尔滨工业大学洪炳熔教授推出的机器人足球竞赛系统在国际机器人足球联盟（FIRA）世界杯机器人足球大赛中国队选拔赛上，夺得全自主型、类人型、编队型、追捕型4个项目比赛的冠军和全自主型项目比赛的亚军。2007年4月新华网消息，一种专门应用于反恐领域的“爬壁机器人”在哈尔滨工业大学诞生，它可以携带侦查设备悄无声息地沿壁面爬到便于侦查的位置，为反恐人员准确判断形势、做出决断提供现场依据。这种爬壁机器人采用负压吸附、单吸盘、四轮移动结构方式，具有移动快、吸附可靠、适应多种墙壁表面、噪声低、结构紧凑、控制方便灵活等特点，主要应用于反恐侦查领域。虽然我国在人工智能领域已经取得了一定的成绩，但是，我们仍不能回避目前人工智能理论以及技术上存在的局限性，这些问题制约了人工智能技术的进一步发展。人工智能理论发展到现在，它的突破是首先我们研究人工智能不可回避问题。

2 人工智能的起源与发展

人工智能的发展是以硬件与软件为基础的，经历了漫长的发展历程。特别是20世纪30年代和40年代的智能界，发现了两件重要的事情：数理逻辑和关于计算的新思想。以维纳（Wiener）、弗雷治、罗素等为代表对发展数理逻辑学科的贡献及丘奇(Church)、图灵和其它一些人关于计算本质的思想，为人工智能的形成产生了重要影响。

1956年夏季，人类历史上第一次人工智能研讨会在美国的达特茅斯(Dartmouth)大学举行，标志着人工智能学科的诞生。

1969年召开了第一届国际人工智能联合会议(International Joint Conference on AI, IJCAI),此后每两年召开一次。

1970年《人工智能》国际杂志(International Journal of AI)创刊。这些对开展人工智能国际学术活动和交流、促进人工智能的研究和发展起到积极作用。

20世纪70～80年代，知识工程的提出与专家系统的成功应用，确定了知识在人工智能中的地位。

近十多年来，机器学习、计算智能、人工神经网络等和行为主义的研究深入开展，形成高潮。同时，不同人工智能学派间的争论也非常热烈。这些都推动人工智能研究的进一步发展。

防疫机器人论文范文 第14篇

关键词：演进；生物进化：技术

技术是一种重要的社会文化现象，广泛存在于人类生活的各个领域，技术自诞生以来，就一直处于进化发展之中，其演进历程是从低级向高级一步一步进化而成的。自从达尔文提出进化论以来，进化思维就逐渐成为人们普遍的思维方式，并运用到各个领域之中。许多学者都把技术的发展与物种的进化进行过类比，力图从技术发展与生物进化的相似性中概括出技术发展的一般规律，技术世界与生物界都是开放的动态系统，其间在结构功能、运行机理、演化发展等方面都存在着众多的相似性。乔治，巴萨拉首次把生物进化论作为一种隐喻和思维方法，提出了比较完整的技术进化论思想，从而在技术哲学中奠定了他的历史地位。巴萨拉把进化思维运用到技术发展史的分析中，总体思路是富有启发和创见的，对技术发展过程中，技术如何发生、如何发展、如何进化如此等等重大问题，巴萨拉都用进化论的思想给出了独树一帜的答案，巴萨拉的技术发展的进化论模式尽管给人以极大的启发，但在许多发面又不太成熟。例如，他的模式还显得简单、粗糙，只是一个宏观的解释模型，他只是把进化论作为一种隐喻，一种思维方式，用进化的思想构造出一个简单的思想框架，并填之以一定的技术史资料，对技术发展进化的微观过程却缺乏细致的描述。从进化论角度研究技术进化另一位代表人物约翰・齐曼，主要从事技术系统与生物系统之间结构相似性的深入研究，提出技术进化是过程，常常伴有突变、停滞、闭锁、耦合、分叉、自组织、自适应、自相似、混沌、正反馈、路径依赖等一系列特性，但对于技术演进过程中的复杂性现象、表现、特征、形成条件、发生机理等没有进一步研究。因此，本文在前人研究的理论基础上，借助其中的系统演化思想，以生物进化论为背景，系统地分析技术演进的方式。

1生物进化理论概述

达尔文在他的巨著《物种起源》里，提出了以自然选择为中心，从遗传、变异、适应、生存竞争等方面揭示了生物由简单到复杂、从低级到高级、由种类较少到种类较多的进化历程。但生物进化究竟采取什么方式?自古以来有两种对立的观点，一是主张渐变式，一是主张突变式，达尔文主张“自然界中无飞跃”的渐进进化观，相信生物进化是采取缓慢的渐进方式，这就是说，一种生物进化到另一种，要经过长期的历史过程，生物进化具有连续性，有一系列的中间过渡类型。如古代马进化到现代马，经历了始祖马到中新马、上新马的中间过渡类型，所以说，生物进化只能是缓慢地、点滴地。而突变论认为物种是由不连续的巨大变异而骤然出现的，荷兰的德弗里斯于1901年在他的著作《突变论》中明确指出：“新物种是突然出现。它不需要可见的准备，也没有过渡类型”。还有一些进化论者把进化论区分为大进化和小进化。小进化指种内、种间的微变和渐变，大进化指物种形成和种上进化，如被子植物、鸟类、哺乳类动物等新类型的历史上的出现，一些小进化论者认为，小进化和大进化遵循同样的机理，没有原则的差异，他们都必须经过物种的演变而进化。

那么生物进化究竟是渐变的还是突变的?事实上，渐变式模式和突变式模式都有一定的事实依据和合理性。突变式进化模式至少使经典达尔文渐变论者注意到生物进化中出现的显著飞跃，而非仅仅是缓慢的微小变异的积累。但突变式进化观也不能代替或完全否定渐变式进化观，因为生物进化过程中毕竟是大突变和小突变交替进行的。因此可以说，在生命进化的漫长历史中，即有渐进过程，也有飞跃过程，生物进化既采取渐变进化方式，又采取突变进化方式。新种的形成既有缓慢的渐进，也有急剧的跃进，既有连续，也有间断，生物进化是渐变与突变、间断与连续的统一过程。

2基于生物进化的技术演进研究

如同生物进化一样，技术也是进化的，由低级到高级，由简单到复杂，缓慢进化而来。技术演进过程同生物进化的过程一样，也经历着类似的三种方式：渐变、突变、渐变和突变的统一。黄顺基等(1991)将技术发展过程分为经验型技术、实体型技术和知识型技术分别占主导地位的3个阶段，各阶段的代表性技术分别是：手工工具技术、动力技术、信息技术。再细分一个层次，手工工具技术又可分为石器技术、青铜器技术和铁器技术，动力技术目前可分为蒸汽机技术和电力技术。通过对技术史的研究可大体上画出3类技术的发展概况(见图1)。图中虚线表示这一技术水平将趋于一个定值保持下去。

在人类发展的初级阶段，由于人类自身能力有限，这一阶段手工工具技术占据了主导地位，所进行的活动主要是手工劳动，自然界对人类的破坏活动有足够的时间进行自我调节。在18世纪人类为了寻求进一步解放自身，开始寻找自然界的动力，而自然界也为人类提供了丰富的能源，蒸汽机、电力技术的发展使动力技术占据了主导地位，由于能源的大量开发和利用，自然环境在人们还没有意识到可持续发展重要性的时候已受到了严重破坏。当人类不再满足于只进行物质、能量的交流之后，信息技术便应运而生了。信息技术不但加强了社会各子系统之间的联系，也促进了各项技术之间的关联和向更高水平的发展。而信息技术对环境的影响相对于动力技术来说要小的多，并很可能成为我们改善环境的工具。从中可以发现技术的演进在各个不同阶段内是一种渐进的演进过程而各个不同阶段间是一种突变、跳跃式的演进。

渐进式演进

从历史看，技术起源于人类直接或间接的生存需求。技术发展的过程中在受到自身自组织机制支配的同时，还受到了自然规律的制约和人类不断变化的需求的影响，因此技术自身的发展是与人类社会和环境的发展同步的。

技术的演进与人的体外进化相一致，人的体外进化指的是文化方面的进化，包括工具、思维方式的进化。因此，恩斯特・卡普在《技术哲学纲要》中首先提出技术投射说，即技术被设想为人类有机体的某些方面的器官投射或延伸，如锤子是拳头的延伸，望远镜和显微镜是眼睛的延伸，声纳技术是耳朵的延伸，电脑是人脑的延伸，等等。人类在学会制造工具以前，首先有一个长期使用天然工具的过程，使用天然的木棒和石块来获取食物和防卫自己。典型物器是砍砸器，通常用拳头大小的砾石制成。在直立人阶段，石器类型开始增多，出现了刮削器和尖状器，但直立人阶段的石器仍属旧石器时期。到早期智人阶段，制作石器的技术有了进一步的发展，石器类型也较直立人阶段有所增加，石器的主要类型有厚尖状器、砍砸器、刮削器、小尖状器和石球等，而且石器类型比较固定，其用途已有明显的分工。晚期智人更

多地用石叶来制作工具，而且加工精细。此外还有少量的骨器和角器。晚期智人不仅能使用简单的工具，而且还能用石头或骨角制成矛头，然后加在木棒上制成长矛或标枪等复合工具。在晚期智人阶段，还出现了陶器器皿，这时，历史的车轮已驶进中新石器时代。此后，又过了几千年，才出现金属工具，如铜器、铁器等。从中我们可以发现手工工具技术的演进是一个渐进式演进过程(见图2)。

同样，以蒸汽机和电动机为代表的动力技术时代也是一个渐进的演进过程。在瓦特发明蒸汽机之前的1763年和1764年之间的那个冬季，当瓦特开始修理和研究一台纽可门蒸汽机的模型时，全世界已经有一半的地区已使用这种机器，但纽可门蒸汽机的某些特性使瓦特懊恼，从而促使他作些补救、改进措施。他制造出了超过纽可门蒸汽机的机型，并为现代蒸汽机的发展铺平了道路。而第一台电动机的发明也是以两个著名的器械：磁罗盘和蒸汽机为模型的，丹麦科学家奥斯特(Hans Christian Oersted)在1820年宣布通电流的导体在贴近它的四周产生磁效应，并证明了一截通电流的金属线对罗盘指针施加作用力使之偏向。而英国物理学家法拉第(Michael Farady)在获知了这一信息后立即尝试将指针的偏转变成连续旋转的运动，其结果就是第一台电动机的产生。

突变式演进

技术系统是一个开放的系统，与人类社会系统、周围自然环境系统不断进行着物质、能量和信息的交换；各类相关技术发展水平之间会产生不一致，这促使技术系统进入了发展的不平衡状态；技术系统内部也存在着涨落力，这就是有创造性的技术发明，蒸汽机、计算机的发明都促使人类进入了一个新的技术时代。因此，从生物进化论的角度来说，技术系统的演进过程又是一个突变式的演进过程。

在瓦特发明蒸气机之前，整个生产所需动力依靠人力和畜力。伴随蒸气机的发明和改进，工厂不再依河或溪流而建，很多以前依赖人力与手工完成的工作自蒸气机发明后被机械化生产取代。其影响涉及人类社会生活的各个方面，使人类社会发生了巨大的变革，对人类的现代化进程推动起到不可替代的作用，把人类推向了崭新的蒸汽时代。机器的发明和使用，又进一步促进了与制造业有关的冶金工业和采矿工业的发展，从工业革命的发展历程来看，工业革命的过程是发明促进发明，从轻工业到重工业，从工作机到发动机，互相推动的过程，蒸汽机的发明使人类由手工工具技术时代实现向动力技术时代的质的飞跃。而电子计算机的产生与发展将人类历史上的工业革命推向以自动化为主要标志的第三次工业革命。它对人类历史发展的影响是第一次工业革命、第二次工业革命所不能相比的。目前，它与人类社会已融为一体，并日益广泛而深入地影响着社会生活的方方面面。电子计算机是人类在20世纪里创造出来的最值得骄傲的工具，就它对社会生产、经济、军事、文化教育和人类生活各方面的影响来说，其意义比任何其他技术都深远得多。而电子计算机作为现代信息技术的核心，带动并产生一大批新型工业，使社会的第三产业迅速发展起来，不仅推动了社会生活的现代化，还改变着人们的生活、学习、交往和思维方式，是知识经济时代到来的根本原因和基础。

还有部分学者(任锦鸾、顾培亮，2002)认为下一次技术突破将是新能源技术。煤、石油、天然气等不可再生能源的储量是有限的，而人类对能源的需求不断增长，新能源开发和使用技术突破后很可能成为下一代动力技术的核心。人们常将信息技术的发展称为第三次技术革命，但它并不是对动力技术的替代，而是一个新的技术发展分支。这一分支的出现是与社会整体协调发展的过程相适应的，它创造了以知识型技术要素为主的技术时代。

渐变与突变的交叉统一

自从人类开始利用石器以来，新技术不断替代旧技术，手工工具技术中的石器技术、青铜器技术和铁器技术三者之间的发展几乎是完全替代的过程，因为它们的作用空间基本相同。但在手工工具技术、动力技术和信息技术这一层次的技术替代并不是完全的，比如一些手工工具现在还在使用，电力技术在将来的很长时期内还将存在，而由于信息技术与前两种技术的使用空间重复范围不大，它们不但同时存在，并很可能相互促进。尤其是在新旧技术的交叉点，旧技术会因固有的市场、资产等原因努力维持生存：而新技术全面发展的物质基础和社会条件还不充分，不能被使用者立即接受，因此会出现二者交替占有市场的局面(见图3)。

从图3中我们可以看出在曲线上出现了振荡，但曲线最终会走向上升的轨道，说明技术在经历挫折之后仍会向前发展。例如网络技术在风起云涌之后中间出现了短暂的低迷，主要原因就在于虽然信息技术本身已达到一个较高的水平，但它全面发展的市场还不成熟，从而约束了它的进步。

纵观整个人类技术发展史，而不止局限于两种技术的替代，有时是多种技术同时存在的替代过程，例如铁器、电动机、计算机至今仍同时存在于我们的生活中。当有新的技术，比如网络技术、新能源技术出现之后，各种技术增长的最大可能空间是不同的，也可以说是不断扩展的。手工工具技术一般用于工业和农业。动力技术就扩大到了交通、运输、提供动力，信息技术更是影响了我们生活的方方面面。例如计算机开始只作为科研机构大型计算的工具，在它逐渐成为大众使用的工具时，它的市场占有率是上升的，在未来，必会有更便捷的工具替代计算机，那时它的市场占有率就会随之下降。