机械智能化的发展趋势

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机械智能化的发展趋势

社会学家、经济学家、未来学家关于21世纪的经济特征问题有过许多不同的说法。我国学术界通常把21世纪的经济称为“新经济”。

尽管关于经济形态的提法各异,但关于未来经济特征的看法却是相同的,即“人类正在步入一个以智力资源的占有、配置,知识的生产、分配、使用(消费)为最重要因素的经济时代”。这就是说,未来的经济就其本质而言是智力经济。经济的需求及其发展趋向,必然对科学技术产生巨大的影响。“新经济”对智力的需求,必然带来各经济部门智能化的发展趋向及各科学技术部门对智能化的研究。这种研究与应用是相互促进、相互影响、共同发展的。

每个时期都有该时期的中心科学技术。科学家预测21世纪中叶以前,信息科学技术是中心科学技术。从21世纪30年代开始,中心科学技术将逐渐转移到生物科学技术(包括生命科学技术)。而到本世纪中叶以后,将有可能以认知科学技术为中心,把信息科学技术、生命科学技术和系统科学技术等高新科学技术结合起来,形成智能(认知)科学技术群。随着认知科学的深入研究,人们将逐渐搞清人类智能的机制,在此基础上,智能科学技术将会得到充分发展。

用机器辅助和代替人的体力劳动早已实现了,但用机器辅助和代替人的脑力劳动却困难得多,现在才刚刚开始。如果后者真正实现了,人类社会的经济、文化、科学、技术就会产生更大的飞跃,人类文明必将达到一个新的阶段。

1.智能化是信息科学技术的发展方向

人类生活质量提高的方向正由物质方面转向精神方面,即从衣食住行的物质方面转向教育、科技、体育、医疗、旅游、文化、艺术等精神方面。即使在衣食住行的物质方面,也愈来愈多地增加了精神因素。这就是说,信息科技的发展及其应用要愈来愈多地考虑满足人们精神方面的需求,即愈来愈多地考虑智力方面的因素。

此外,社会的发展是建立在人类群体活动的基础上的,群体的活动是在智力信息交流和协同的基础上发展的,所以推动人类社会发展就必然地要使这种智力信息的交流和协同日益发展。

现代计算机与通信科学技术是信息科学技术的核心,目前正沿着数字化、微型化、个性化、交互式、移动式、集成式、网络化、智能化的方向发展。现代智能化通信设备、各种智能化的家用电器、电子商务、网上教育、网上设计、虚拟企业……甚至遥控做医疗手术都大量应用着智能化技术。许多国家还提出建立智能因特网、制造智能计算机的任务。

可以毫不夸张地说,信息化、网络化的实质就是智能化。我们还可以看到实现信息化、网络化的工具是智能化的。在现代信息科学技术中,愈来愈多地使用了自然语言识别与理解、图

像识别与处理、计算机视觉、机器人规划、多信息传感与控制、知识的表示、获取与处理、推理与求解、专家系统、智能控制等人工智能技术。尽管近年来人工智能的研究还没有产生重大的突破,但是随着认知科学与智能技术的发展,人工智能技术将会愈来愈多地应用于信息科学技术。

2.智能化是生命科学技术的发展方向

人脑是人体智能系统的“司令部”,脑科学是生命科学的核心,智能化也是生命科学技术的发展方向。

人脑的研究将形成智能科学技术,它是带动21世纪基础科学研究的科学。由于人脑非常复杂,任何机器都不可能完全代替人脑。目前,对人脑的研究尚不充分,人脑的记忆、思维、想像、情感的奥秘远未揭开。在人类智能尚不清楚的条件下,不可能搞清什么是机器智能、什么是智能机器。我们只能使机器智能不断接近人类智能和模拟人类智能,而永远不能使机器智能等同于人类智能,进而代替人类智能。但是部分模仿人脑功能、辅助人类智能、甚至促进人类智能发展的机器却是可以实现的,也是应当大力加以研究的。

在这方面要有所突破,最重要的是,首先必须对人脑的研究要有所突破。其次,生命科学技术本身也大量应用着智能化技术。在基因工程中,应用着智能化的微操纵平台;在精确医疗手术中,应用着智能化的操作机器人;在医疗检验用的生物芯片中,应用着智能化的检测技术;就是在未来有可能成为新一代分子计算机逻辑元件的生物芯片中,也必然要应用有别于二值逻辑的某种智能逻辑作为其工作的基础。

3.智能化是自动化工程的发展方向

自动化是现代工业发展的重要手段和条件,可以毫不夸张地说,现代工业发展的过程就是不断应用、改进和提升自动化生产技术的过程。

当前在各种自动化工程中,愈来愈多地使用了各种各样的智能化系统和技术。自动化工程中应用智能化技术的水平和程度决定了该工程自动化的水平和程度。智能化已经成为各种工程现代化最明显的标志。

4.智能化是机械工程和国民经济各部门的发展方向

当前,国民经济各部门中智能化已露端倪,智能化产品不断涌现,智能化趋向愈来愈明显,出现了各种智能仪表、智能车辆、智能机器、智能机器人、智能“宠物”、智能材料……甚至智能大厦。一些生产和经营系统也大量地采用智能技术,如各种智能生产控制系统、智能物流系

统、智能制造系统、虚拟企业、电子商务等。至于这些生产和经营的管理系统,就更快地实现了不同程度的智能化,如智能铁路运输管理系统、智能空中交通管制系统、智能财务结算系统、智能金融管理系统、智能物资管理系统、智能数据库管理系统等。“十五”期间,我们要用信息化带动工业化,特别是要用具有各种智能化技术的信息化来带动工业化,所以各工业部门正在这一过程中愈来愈多地实现着智能化。

5.智能系统定义

具有(部分具有)人类智能或能模拟(部分模拟)人类智能的系统称为智能系统。智能系统可以分成下列几种类型:

1)人类本身的人体系统,特别是人脑系统;

2)人类以其智能直接参与活动的系统,如金融系统、保险系统、体育系统等经济系统和

社会系统;

3)人与机器共同工作的人机系统;

模拟(部分模拟)人类智能的机器系统,如智能计算机系统、智能机器人系统、智能制

4)造系统、智能控制系统、智能语言理解系统、智能图像处理系统、智能专家系统等。

前两类智能系统是“人本系统”,也就是人类本身的系统;后两类智能系统是“人为系统”,也就是人类改造自然为人类谋利益而创造的系统。

“人本系统”是生命科学、认知科学及社会科学研究的对象,而“人为系统”则是工程科学研究的对象。当然,要对“人本系统”进行模拟,也要用到工程科学技术对“人为系统”的研究结果。关于人类智能行为的标准,不同学者有不同的看法。如科学家认为,只有按人脑的工作方式工作的机器才能称为智能机器;而工程师则认为,不管智能实现的途径是什么,只要机器有人脑的某些功能,就能称为智能机器。当前,为了促进智能系统的研究与发展,我们只能采用工程师的观点,即只要求该系统具有某些人类的智能,而不管其实现的途径是什么。从这一基本观点出发,我们可以认为具有下列特征之一的系统就应称为智能系统。

1)多信息感知与融合;

2)知识表达、获取、存储和处理(主要是识别、推理与决策);

3)联想记忆;

4)自治控制,即自相似、自学习、自适应、自组织、自维护;

5)容错。

当然,就智能的高级形态而言,还有信念、意图、喜爱、厌恶、诚挚、承诺等理性和情感