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浅述人工智能在智能控制领域的应用

时间: 2019-05-28 10:52:10来源: 无锡奥世莱科技有限公司

浅述人工智能在智能控制领域的应用

人工智能技术是用计算机去做原来只有人才能做的具有智能的工作,如符号、语言和知识表达、状态特征的识别、精确与模糊的信息处理、分析推理、判断决策等,将这一拟人思维的技术通过计算机来弥补传统控制方法的不足,促进了智能控制的迅猛发展。

智能控制一般按照实际结果进行控制,不依靠所控制对象的数学模型,传承了人类传统思想的非线性特性。它打破了传统控制理论中关于数学模型的框架。

1 人工智能(AI)及智能控制的基本概念

人工智能是计算机学科的一个重要分支,一直处于计算机技术的前沿,被人们称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。

1.1 人工智能的定义及应用领域

1.1.1 人工智能的定义

人工智能(AI)也称机器智能,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。

1.1.2 人工智能的应用领域

①问题求解。计算机博弈是人工智能中关于对策和斗智问题的研究领域。目前,计算机博弈主要以下棋为研究对象,但研究的主要目的不是为了让计算机与人下棋,而是为了给人工智能研究提供一个试验场地。在下棋程序中体现出来的一些步骤,例如能够思考如何向前走几步,不仅要把对手的方法、步骤考虑进去,还能够把困难问题进行逐步分解,最终战胜对方的能力。如今的计算机软件已具有如象棋、围棋的世界锦标赛的先进水平。

②逻辑推理与定理证明。逻辑推理是人工智能研究中最持久的领域之一,重要的一点是要找到一些对策及方法,把大量的素材集中在一个大型数据库中(数据库需有很复杂的逻辑结构,甚至还要有模糊记忆),留意可信的证明,并在出现新信息时即时修正这些证明。定理证明就是让计算机模拟人类证明定理的方法,自动实现非数值符号的演算过程。如信息检索和医疗诊断等都可以和定理证明问题一样加以形式化。它方便了人类,促进了科学发展,达到了人类所不能及的智力……

③自然语言处理。自然语言处理主要研究如何使计算机能够理解和生成自然语言。现在的自然语言理解往往与模式识别、计算机视觉等技术结合在一起,在文字识别和语音识别系统的配合下进行书面语言和有声语音的理解。

④智能信息检索技术。当今,科学技术的飞速发展,信息获取是目前计算机科学与技术研究中迫切需要研究的课题。这一技术在人工智能领域的应用,能使人工智能迈向更广泛的实际应用当中。

⑤专家控制系统。专家系统是基于专家知识和符号推理方法的智能系统,它将专家领域的经验用知识表示的方法表示出来,放入数据库中,根据这些素材在推理机的作用下,解决某一专门行业内需要专家才能解决的问题。如在第二代专家系统中,把原理和经验分离开来,并引入基于前者的深层推理和基于后者的浅层推理,从而提高了系统运行的强壮性。现在这一点已被证实。如在矿物勘测、化学分析、医学诊断方面,专家系统已经达到了人类专家的水平。例如:地质勘探软件程序系统发现了一个钼矿沉积,价值超过1亿美元。MY CIN系统可以对人类血液传染病、乳腺癌的诊断治疗方案能够提供咨询意见;对患有细菌性血液病、脑膜炎方面的诊断和治疗方案已经超过了这一领域的专家水平。

1.2 智能控制理论及研究领域

智能控制是在人工智能及自动控制等多学科之上发展起来的一门新兴、交叉学科,它具有非常广泛的应用领域,如专家控制、智能机器人控制、智能过程控制、智能故障诊断及智能调度与规划等。

1.2.1 智能控制的定义

所谓智能控制是通过定性与定量相结合的方法,针对环境和任务的复杂性与不确定性,有效自主地实现复杂信息的处理及优化决策与控制功能。

1.2.2 智能控制的研究领域

传统控制包括经典反馈控制和现代控制理论,它们的主要特征是基于精确的系统数学模型控制,在复杂问题的实际应用中遇到了不少难题。因此,需将人工智能的方法引入控制系统,从而实现系统的智能化,即通过采用仿人智能控制决策,迫使控制系统向期望的方向发展。

智能控制是一类无需(或尽可能少的)人的干预就能够独立自主地应付环境条件或加工对象的变化,有效地驱动智能机器实现其目标的自动控制,它是自动控制的最新发展阶段,对智能控制系统的研究和设计,重点放在对任务和世界模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的设计开发上,即放在智能机模型上。

3 发展前景

3.1 人工智能的发展趋势

加强对人脑科学工业领域的应用,深入调研分析,掌握人工神经网络、机器人、新型人工智能产品等的发展和应用,整合现有资源,形成一些这方面的国家级或省级的技术中心和实验室,推动人工智能关联技术在医疗、工业、三网联合等方面快速发展。

人工智能的飞速发展,使越来越多的具有智能的机器进入了人类的生活,并且在人类生活中扮演着重要的角色。它们比血肉之躯的脆弱人类更灵活,甚至在智力的某些方面,它们已经超过了我们。机器宠物、智能电脑游戏、深海机器人、汉字识别系统、语音识别系统,这些智能机器让我们惊觉。

未来人工智能技术将进一步推动关联技术和新兴科技、新兴产业的深度融合,推动新一轮的信息技术革命,其人工智能技术将成为我国经济结构转型升级崭新的支撑点。

3.2 智能控制的发展趋势

智能控制的应用领域已从工业生产渗透到生物、农业、地质、军事、空间技术、医疗、环境科学、社会发展等众多领域,在世界各国的高技术研究发展计划中有着重要的地位。由于这些任务的牵引,相信智能控制必将在控制理论的发展中引起新的飞跃。

侵权致歉。



关键词:人工智能 
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