时间：2022-09-27 10:14:21
机器人技术教育是指围绕机器人而开展的教与学活动，幼儿到成人都可以是教育对象，它以多视角、多样化的教学模式，达到寓教于乐的教育目的。机器人技术教育的内容，并不受限于传统的教学模式。以机器人作为教学活动的载体，不仅可以使教学具有科技含量，提升学生的学习兴趣，还能培养学生的创新精神、综合实践能力和协作能力。当然，在近年来的各类科技活动项目中，与机器人有关的项目不算很多，关于机器人的创新教学，还处于初级阶段。因此，探究怎样通过机器人教学提高学生的创新能力，是现阶段最迫切需要解决的问题之一。
1.机器人技术教育的意义
提升学生的创新能力创新能力作为一个国家、民族进步和繁荣的动力，在当今社会，其价值不言而喻。我国的传统应试教育模式已被质疑多年，每年培养出的人才虽然在数量上远超西方一些国家，但其质量参差不齐，尤其是在创新能力方面不能尽如人意。尽管近几年一直在提倡素质教育，却仍然无法改变现状。因此，学生创新能力的培养至关重要。随着机器人教育活动日益普及，它在培养青少年创造力过程中凸显的优势已受到各界关注。机器人教育围绕学生因材施教，教师只扮演引导者的作用，传授最基本的理论知识，剩下的需要学生通过动手实践来获取新的知识和信息。对于一些问题，学生必须给出自己的创新解决方案，这样可以培养学生的创造性思维能力。
2.提高学生的学习动机和兴趣
爱因斯坦说过：“对一切来说，只有热爱才是最好的老师，它远远胜过责任感。”这表明了兴趣的培养对于学习的重要性。因为有兴趣，所以会专注，学生学习效率的高低在很大程度上取决于是否有学习兴趣。机器人技术可以提高学生的学习兴趣，并改变传统的教育模式和理念，以玩带学，在娱乐中、在好奇心的驱使下，让学生主动去学习。
3.增强团队合作意识
机器人竞赛活动所需要的知识相当广泛，完成这个任务需要让学生分成组，由组内成员一同探索学习。如果某一成员有了新发现，大家可以一起分享、讨论、协商，共同进步和学习，组与组之间进行比拼。这其实就是团体之间的竞争。学生在团队精神的作用下，能够学会相互关心、相互帮助，并且在此过程中产生关心团队的责任意识，学会自觉维护团队的集体荣誉，还学会了如何与人沟通、相处、包容，以及约束自己的行为。采用这种培养方式，是让学生在实践中去学习，用心去感受，这种教育模式相比传统的口头说教更具有效果。
二、开展机器人技术创新教育的有效途径和方法
1.开设相关课程补充专业知识
可以采取多种形式相互结合的方式补充相关专业知识。并且针对不同基础的学生，可以开设不同的班型，课程包含一些必要的、基础的专业知识，从机器人发展史到专业术语，以及机械方面的内容，循序渐进，由易到难。为了使学生们便于理解和学习，建议理论课学习结束后开始一些简单的实验课程来提高孩子们的动手实践能力。
2.提高授课人的相关能力
机器人课程的开设有别于其他课程，因为这门课程涉及的知识面很广，跨越多个相关专业。因此，这门课程的考核评估办法也要区别于其他传统课程。机器人课程的开设，首先要求教师要明确自己课程的目标、内容，以及相关课程的组织实施、课程评估。机器人课程需要学生学习的知识量大且范围广，这就需要授课教师时刻追踪相关课程内容的变化更新，并做好相关课程规划，要了解学生参与课程的程度，并及时根据教学实际调整传授方法。因此，课程开设后，授课人会面临一些新的教学观念、材料和策略的挑战。这就需要教师的授课能力（包含制订课程目标、明确课程内容、课程组织实施、课程评估等4个方面的能力）有全面地提高。
3.开展机器人竞赛活动
【关键词】数字图书馆 智能机器人 研究趋势
随着科技发展和人们知识需求量增大，图书馆资源和服务逐渐趋向数字化和智能化。尤其大数据时代的到来在一定程度上推动图书馆向纯数字图书馆和智慧图书馆转化[1]。未来图书馆的数据资源丰富、结构复杂，需要通过云计算、数据聚类、相关分析等技术手段实现一站式搜索 [2]。目前，CNKI数字图书馆作为国际上技术领先的数字化学习平台，为读者提供跨库检索、学术趋势、学术研究热点等功能，实现了资源的高度整合和智能交互，满足了不同人群对知识的个性化、多样化需求。目前，智能机器人是国家产业创新发展重点项目和科研热点项目，本文利用CNKI数字图书馆的学术研究热点、学术趋势搜索、指数等检索功能实现“智能机器人”学术热点和学术趋势研究，让读者对其有个整体认识。
一、智能机器人
机器人是一种可编程和多功能的，用来完成搬运、安装、焊接、切割等不同任务的操作机，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[3]。 智能机器人则是一个在感知、反应、思维方面全面模拟人的机器系统，融合了机械、电子、传感器、计算机、仿生学、自动控制、人工智能等多学科知识的复杂智能机械，可以代替人从事危险复杂的工作，例如在工业、农业、军事、航天、医疗等多个领域大显身手。目前，各国正加快智能机器人技术的创新与发展，如美国再工业化和工业互联网战略、德国工业 4.0 战略、日本机器人新战略、韩国机器人强国战略等，机器人技术引领当今科技和产业发展态势。中国通过制定“互联网+”行动计划、“中国制造 2025”发展目标、“十三五”规划，，将机器人和智能制造纳入了国家科技创新的优先重点领域[4][5]。
二、 “智能机器人”和“智能控制”主题热点搜索
本文以“智能机器人”和“智能控制”为主题进行“学术研究热点”检索，检索结果显示了按照热度值排序的热点主题相关的主要知识点、主题学科名称、热度值、主要文献数、相关国家课题数、主要研究人员数和主要研究机构数。“智能机器人”相关知识点主要有移动机器人、工业机器人、仿人机器人、服务机器人、机器人导航、远程操作、人工智能、神经网络、模糊控制等知识点。
智能化是机器人控制和产业创新发展的重点。关于“智能控制”的热点知识主要包括模糊控制、神经网络、遗传算法、学习控制、自适应控制、变结构控制、预测控制、专家系统、非线性系统等知识点，这些知识点代表着“智能机器人”主要研究方向。
三、“智能机器人”和“智能控制”主题学术趋势和研究发展
CNKI数字图书馆提供“学术趋势”检索功能，为科研工作者了解“智能机器人”发展趋势提供了非常好的工具。本文通过“学术趋势”功能检索“智能机器人”和“智能控制”主题的学术趋势，图中不仅提供学术关注度，还提供热门被引文章供读者深度研究。图2显示智能机器人和智能控制方面的从1997年至2015年论文收录量逐年增大，2015年收录量达1343篇。读者可以从图2中及时掌握每年学术热点论文，从中深入学习“智能机器人”的具体研究方法和科研理论，为理论创新寻找突破口。
另外，CNKI数字图书馆还具有“指数”功能，通过对“智能机器人”和“智能控制”主题进行检索，得到以下各项信息：
“学术关注度”和“媒体关注度”是我们进行科学研究时比较关注的两个方面。通过对关注度的分析发现最近三年科研工作者和媒体对智能机器人的关注度剧增，预示着国家加大了“智能机器人”领域的投入和研究力度。
“关注文献”和“研究进展”搜索功能为读者提供了当前“智能机器人”领域高被引论文、下载量比较大的论文以及最新相关论文，为科研工作者迅速把握“智能机器人”研究的内容和研究趋势提供帮助。
“学科分布”为读者提供“智能机器人”和“智能控制”在不同学科领域的研究情况和“相关词”的统计情况。通过分析可知，移动机器人、智能制造、人工智能、路径规划、机器视觉、图像处理、虚拟现实、语音识别、声源定位等是分布在不同学科领域的“智能机器人”相关词，也是“智能机器人”目前重要的学术研究方向；单片机、模糊控制、神经网络、智能家居、智能电网、物联网、RFID、ZigBee、无线传感器网络、智能交通等是分布在不同学科领域的“智能控制”的相关词。因此，我们通过它们可以了解到跨学科智能机器人的研究动向。
“机构分布”显示了哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、上海交通大学、清华大学、浙江大学、中国科学院沈阳自动化研究所等多所研究机构是文献的主要提供单位，这为读者认识机器人研究机构提供参考。
结论
CNKI数字图书馆提供的“学术研究热点”、“学术趋势”和“指数”功能为我们展示了“智能机器人”和“智能控制”的研究热点和学术研究方向，为读者科研选题和科学研究提供学术参考。通过对“智能机器人”关键知识点的、经典科研论文和最新科研论文的深度分析，探索和挖掘智能机器人发展的技术空白点，发现最新研究方向。目前大学图书馆的资源整合和智能搜索功能还比较弱，需要进一步加强图书馆智能搜索引擎的构建和其他智能交互平台建设才能提高图书馆资源利用率和服务效能。
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[3]任福继， 孙晓. 智能机器人的现状及发展[J]. 科技导报， 2015（21）.
关键词：智能科学与技术；科学研究；专业建设
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 引言
智能科学与技术学科以计算机科学为基础，结合了认知科学、信息学、控制科学、生命科学、语言学等学科的相关理论和研究方法，是一门新兴的交叉学科，将成为21世纪信息科学研究的制高点和信息产业价值的主要提升点。
在国外，许多著名高校都设立了“人工智能”专业并授予智能科学专业学位：世界多数知名的理工类院校都设立有人工智能研究所或实验室，进行智能科学专业的研究生培养及科研工作。在国内，智能科学与技术专业起步则较晚：2003年12月5日，教育部正式批准北京大学信息科学技术学院设立“智能科学与技术”本科专业，这标志着我国“智能科学与技术”专业的诞生。
厦门大学在智能科学与技术领域已经有多年的研究积累和师资储备。2006年12月，教育部正式批准厦门大学设立“智能科学与技术”本科专业，2007年6月6日，厦门大学智能科学与技术系经学校批准成立，并于2007年9月迎来了第一届本科生。本文将简要介绍近几年来厦门大学“智能科学与技术”专业的建设情况。
2 厦门大学智能科学与技术相关领域的科学研究进展
厦门大学在智能科学与技术领域的研究已开展了多年。早在1988年，学校就成立了校级科研机构――“厦门大学人工智能与计算机研究所”，目前，经厦门大学批准，正式更名为“厦门大学人工智能研究所”。它是一个以实用智能技术研究为主、集基础研究与应用开发于一体的研究机构，是厦门大学组建智能科学与技术系的主要基础。
厦门大学智能科学与技术系面向国际学科发展趋势和国家发展的重大需求，利用人工智能研究的方法和手段，不断开辟新的研究领域，逐渐确立了语言信息处理、认知计算、智能信息检索、中医信息处理、视频图像处理、智能机器人等主要研究方向。在语言信息处理方面，现设手写汉字识别、自然语言理解、机器翻译、语料库技术等研究领域；在认知计算方面，现设觉知计算、脑机接口、机器感觉、隐喻逻辑等研究领域；在智能信息检索方面，现设文本信息过滤、信息检索、信息提取、智能数据挖掘、Web挖掘等研究领域；在中医信息处理方面，现主要研究开发多媒体中草药智能查询系统、基于舌象中医智能体检系统；在视频图像处理方面，现设图像数据库、生物特征识别、遥感图像、地理信息系统等研究领域。2008年，系里引进了被称为“人工大脑之父”的著名学者Hugo de Garis教授，并以他为首组建了人工大脑研究室，该研究室的目标是，经过三年左右的时间，建设中国首个人工大脑。
经过十几年的不懈努力，我们在上述研究领域均取得了一批有影响的重要研究成果，在我国学术界具有一定的学术地位，获得数十项国家和省部级项目经费的支持。目前在研的项目有国家自然科学基金项目3项、国家863项目2项、国家863子项目2项、福建省自然科学基金项目1项、福建省科技计划重点项目2项。在汉字识别、词语切分标注、语法分析、词义消歧、指代消解、语言神经基础、汉语理解策略、网上信息的选择翻译、统计机器翻译、语音识别与合成、计算机音乐、计琴学等诸多方面进行了有特色的研究，形成了具体的算法，并且还提出了一种系统性的协动计算理论，出版专著5部，数百篇，其中近三年被EI、SCI等检索的论文达200余篇。
在基础理论研究的基础上，智能科学与技术系还十分注重产学研结合，先后与北京德威特电力系统自动化有限公司和深圳名人电脑等公司进行合作研发，广泛开展应用系统的研制开发，主要包括：手写汉字机器识别系统、汉语分词和词性标注系统、机器翻译系统以及网上汉语文本分类和信息过滤系统。其中，手写汉字机器识别系统获浙江省教育厅科学技术进步三等奖：机器辅助汉英互翻系统获福建省科技厅科技进步三等奖；汉语分词和词性标注系统获得2003年863中文信息处理评测第二名：机器翻译系统(包括XMMT汉英机器翻译系统、Matrix英汉机器翻译系统、Light英汉机器翻译系统和Neon英汉双向机器翻译系统)在863智能接口评测中多次名列前茅，形成多项产品，技术授权国内多家单位使用。
在科研平台建设方面，智能科学与技术系发挥厦门大学多学科交叉的优势，联合人文学院、外文学院和海外教育学院华文系的学术力量，于2003年成立了“厦门大学语言技术中心”，其中，汉外多语言机器翻译为主攻方向之一。2006年获批了“智能信息技术福建省高校重点实验室”；目前，以人工大脑相关内容为研究核心的“福建省仿脑智能系统重点实验室”也已获批。
3 厦门大学“智能科学与技术”专业建设情况
厦门大学智能科学与技术系现有一个本科专业(智能科学与技术)，三个学术型硕士学位授予专业(人工智能基础、模式识别与智能系统、计算机应用技术)，一个“计算机技术”工程硕士培养方向(智能工程及网络安全方向)，一个博士学位授予专业(人工智能基础)。现有在校本科生近90人，硕士研究生80多人，博士研究生25人，博士后2人。本系教职工近30人，其中：教授5人，副教授5人，80％具有博士学位或者博士在读，40岁以下的年轻教师占2／3。
3.1 本科生专业建设
在本科生培养方面，厦门大学智能科学与技术系的目标是要求学生能够有效和系统地掌握本学科的理论基础，比较深入地理解智能科学与技术理论；培养具有一定的分析、综合和创新能力，能够承当智能信息系统设计、开发和智能科学与技术学科教学任务的，德、智、体全面发展的科学技术工作者：毕业生适宜到科研机构、学校、技术或行政管理部门、公司、厂矿等企事业单位从事科技研究、应用开发、信息管理和教学工作，也可以进一步攻读该专业及相关专业的硕士学位。
为了实现上述目标，我们遵循“宽口径、厚基础、抓关键、重实践”四项基本原则，制定了较合理的教学计划，在本科一、二年级安排公共基本课程、校通识教育课程、院系通修课程；从二年级下学期开始结束院系通修课程，转而推出部分学科通修课程，向专业化过渡，三年级开始加入方向性选修课程。其中，公共基本课程621学时、33学分；校通识教育课程262学、15学分；学科通修课程1544学时、90学分；方向性课程120学时、分；学科跨方向性课程108学时、6学分。这样的安排能真正使学生在获得扎实而宽厚的理论基础、合理的知识结构的同时，培养较强的获取新知识的能力和创新精神。
为了能切实提高学生的动手实践能力，我们在办学过程中十分重视和强调实践环节的训练并倡导理论与实际 相结合，已经规划建设一个特色实验室――“仿脑认知与智能机器人”实验室，可支撑仿脑认知与智能机器人两个方向相关课程的教学实验，总经费预算100万元。依托该实验室，结合相关课程，高年级本科生可以进行“心理物理测试实验”、“眼动测试实验”、“面部表情与脑电对照实验”、“行为学与智能关系测试实验”、“机器人避障行走路径规划”、“机器人目标识别与跟踪”、“机器人声控实验”、“机器人智能语言翻译”、“机器人足球比赛”等众多特色实验。
3.2 研究生专业建设
厦门大学智能科学与技术系的研究生培养以加强创新能力的培养为核心，以加强基础课、专业课，实验实践教学、论文创新写作、促进理论与实践相结合为重点，包含硕士研究生和博士研究生两个培养层次。其中，硕士研究生层次又分为学术型研究生和工程硕士两种类型，分别进行培养。
在学术型硕士研究生培养方面，我们的目标是培养适应智能科学与计算机科学的发展，适应国家社会发展与进步事业需要的，德、智、体、美全面发展，系统地掌握本学科基本概念、基本原理、基本方法、基本技能的，具有创新能力、理论联系实际的高级专门人才和能适应未来从事基础研究、应用基础研究、技术开发研究和工程应用研究之人才。毕业生适宜到科研部门、学校从事科学研究和教学工作；适宜到计算机产业相关的企事业单位从事智能科学与计算机科学技术的开发研究、应用与管理等工作；可以继续攻读智能科学与计算机科学及其相关学科的博士学位。目前包含“人工智能基础”、“模式识别与智能系统”和“计算机应用技术”三个专业。其中，“人工智能基础”专业包含如下培养方向：认知科学理论、认知逻辑学、计算语言学、智能计算方法、艺术认知与计算、脑高级功能成像等；“模式识别与智能系统”专业包含如下培养方向：计算机视觉、机器翻译系统、智能中医诊断系统、机器音乐、模式识别、音频信息处理等：“计算机应用技术”专业包含如下培养方向：人工智能应用技术、自然语言处理技术、智能信息检索技术、多媒体综合应用技术、图像与视频处理技术、虚拟现实技术等。
在工程硕士培养方面，目前智能系招收“计算机技术”工程硕士――B方向(智能工程及网络安全)的工程硕士研究生，目标是培养具有扎实的计算机学科专业知识和工程技术能力，掌握现代智能与网络科学前沿知识，在智能工程与网络安全方向具有一定研究深度和项目研发能力的高层次应用型人才。培养方向包括：嵌入式智能家居、视频图像处理、网络视觉监控、模式识别与智能系统、智能机器人、网络内容监管、黑客与网络攻防技术、网络信息安全、信息检索与信息过滤、自然语言处理、机器翻译、语音识别与合成、智能中医信息处理、人工大脑、虚拟现实技术等。
在博士研究生培养方面，设有“人工智能基础”博士学位授予专业，目标是培养基础扎实，具有创新意识，对某一领域有全面深入了解或对某一应用领域有独立解决实际问题的能力，能够解决前人未能解决的科学问题或社会发展中亟待解决的技术问题的高级专业人才：其研究工作对科学技术或社会经济的发展具有明显贡献，为人工智能技术发展和应用提供新的基础或新技术、新方法。培养方向包括：人工智能以及应用技术、艺术认知与计算、数据挖掘技术、认知神经科学、软计算方法及其应用、智能多媒体信息处理、脑功能成像技术等。
4 总结与展望
关键词：高职院校 传感器技术 说课
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（a）-0130-01
教育部16号文件《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中规定高等职业教育要全面提高教学质量，强化职业道德，明确培养目标，专业改革与建设要及时跟踪市场需求的变化，主动适应区域、行业经济和社会发展的需要，服务区域经济和社会发展，以就业为导向，加快专业改革与建设，增强学生的职业能力，改革教学方法和手段，融“教、学、做”为一体等。
本文将对笔者所进行的《传感器技术》说课从课程性质、教学目标、教学内容、教学方法等方面进行详细的说课介绍。
1 说课程性质、地位与作用
机电一体化技术专业培养具备机械制造与电气控制技术的基本知识与专业技能，能在工业生产第一线从事机械加工工艺的编制、普通机械加工设备操作和管理、机电设备的维修和维护、机电产品营销及技术服务等工作的德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才。
主要面向的岗位群为机床设备操作员、产品质检员、机电设备维修员、机电产品安装、调试员等。
由于机电一体化技术专业学生将来工作面向多数是机电一体化技术产品，而对于机电产品而言，检测部分的一切功能实现依靠的都是传感器，没有传感器，一个机电产品就无法正常工作，所以说，传感器与检测技术对于机电专业学生来说至关重要。
《传感器技术》是机电一体化技术专业的一门专业核心课。本课程主要讲授检测技术涉及的内容、各种传感器的原理、性能及其实际应用。通过课程的学习使机电专业学生获得传感器、自动检测方法及抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能；能将所学到的自动检测技术灵活地应用于生产实践中去。
2 课程教学目标
通过对机电一体化技术专业机床设备操作员、机电产品安装调试及维修、机电设备维修等岗位的分析，依据这些岗位在工作中应用到的各种传感器，确定课程的知识目标、能力目标及素质目标，具体描述如下。
知识目标是了解目前传感器的最新发展状况；了解常用传感器的结构；理解常用传感器的原理；熟悉各种传感器在生产实际中的应用。
能力目标是常用传感器应用机理的分析能力；常用传感器的选择能力；常用传感器实际应用的综合分析能力。
素质目标是培养学生团队协作能力，严谨求实的工作态度；吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质；较强的事业心和责任感、爱岗敬业，崇尚科学的精神；理论联系实际的良好学风，逐渐养成发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力；对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神。
3 教学内容
根据本课程在就业岗位中需要具备的能力，使学生了解传感器与检测技术在各领域应用的发展方向，理解传感器与检测技术在各种不同电气设备中的应用机理。掌握基本的传感技术原理，掌握常见物理量的检测方法和传感器选型，提高解决实际测量及控制问题的能力。本学习情境以工业检测涉及的内容，将所学知识划分5个学习项目，具体教学内容及学时安排如下。
项目一：检测技术与传感器（8学时），包括检测技术、传感器、测量技术与抗干扰技术。
项目二：温度传感器（8学时），包括热电偶传感器、热电阻传感器与热敏电阻。
项目三：光电传感器（6学时），包括光电传感器原理及性能、光电传感器的应用与CCD传感器的应用。
项目四：力传感器（8学时），包括电阻应变片传感器、电容传感器（2学时），电感传感器与压电传感器。
项目五：检测技术的综合应用（8学时），包括检测系统、现代传感器在现代汽车中的应用、传感器在数控机床中的应用与传感器在智能楼宇中的应用。
4 说教学重点、难点及解决办法
根据教学计划、教学目标及学生现有理解能力，确定本课程的重、难点。
因为工作原理是所有传感器的工作基础，只有对各传感器的工作原理有了正确的理解和认识，才能更深层次的理解各种传感器在各种生产实际中的应用机理。因此将重点定为各传感器工作原理及性能；结合学生现有理解能力，将难点定为各种传感器的工作原理及实际应用分析。
采用小组讨论，辅助动画演示的方法来突出重点、突破难点。
5 教学方法与手段
结合学生特点，在教学过程中，主要采用了六步骤教学法。在每一个步骤中，又采用了实物演示法、启发提问法、小组讨论法、阅读法等多种教学方法。
在设计学法指导时，结合目前高职生认识事物的特点，本着“以能力为本位，以技能为核心、以学生为主体”的原则，学生总体按照六步法循序渐进地学习，按顺序完成每个阶段的学习任务。学生把在实际操作碰到的问题，及时地在小组中讨论、解决，或者向老师提出，在老师的指导下获得正确的答案。
同时，辅助使用多媒体课件、视频等现代教学手段进行教学。
6 考核与评价
课程考核由理论考核与平时表现两部分组成。理论考核占80%，主要考核学生对知识、方法的掌握和工作过程中出现现象的理解与解释能力，侧重于学生智能因素的考核。根据学生对知识掌握情况的准确程度和运用成度，进行打分。平时表现占20%，考核学生在上课、实验过程中的积极性、出勤表现、作业、实验报告上交完成情况，根据学生的综合表现进行评分。
7 结论
通过说课活动，可以引导教师去思考。思考为什么要这样教学，这能从根本上提高教师备课的质量。教师通过说课，可以进一步明确教学的重点、难点，理清教学的思路。这样就可以克服教学中重点不突出，训练不到位等问题，提高课堂教学的效率。而且说课有利于提高教师的自身素质。说课要求教师具备一定的理论素养，这就促使教师不断地去学习教育教学的理论，提高自己的理论水平。说课要求教师用语言把自己的教学思路及设想表达出来，这就在无形中提高了教师的组织能力和表达能力，提高了自身的素质。
参考文献
关键词：智能控制；机电一体化系统
中图分类号：TP文献标识码：A文章编号1673-9671-(2012)042-0099-01
1机电一体化概述
随着微电子技术逐渐渗入到机械工程中，导致机械工程与微电子技术有机结合，从而形成一个新概念—机电一体化。机电一体化是一门新兴交叉学科，它把自动控制技术、计算机技术、电子技术及机械技术有效融为一体，促使设计人员从系统的角度出发，采用现代方法发现问题、分析问题和解决问题。
2智能控制
2.1智能控制概念及作用
智能控制系统是指能够模拟人工智能或具有人工智能的系统。智能控制系统是一个知识处理系统，可以分为两部分：智能控制器和外部环境。如图1所示为智能控制系统的结构示意图。智能控制通过分析归纳广义被控对象的各类固有知识和信息，并对这些知识和信息进行处理，使系统处于最优状态。
2.2智能控制的特点
智能控制理论源于传统控制理论，但又不同于传统控制理论，传统控制理论只是智能控制理论的一部分。传统控制理论研究的是被控对象，而智能控制研究的是控制器本身，并且该控制器的模型为知识系统和数学模型相结合的广义模型。相比于其他控制理论与方法，智能控制具有以下特点。
1）智能控制可以模拟工人智能，模拟人的学习能力、对知识的运用能力和对问题的推理和求解能力。
2）高层控制是智能控制的核心，智能系统能从全局出发，求解广义问题和控制复杂系统。
3）智能控制系统不仅具有变结构的特点，还具有自学习、自适应、判断决策和较高的容错能力，从而促使系统处于最优
状态。
4）智能控制系统具有补偿能力。
5）智能控制遵循“智能递增，精度递降”的基本原理，具有较高的安全性和可靠性。
3智能控制在机电一体化系统中的应用
3.1智能控制在机器人领域的应用
在控制参数方面，机器人要求控制参数是多变的；在动力学方面，机器人具有时变性、非线性和强耦合的要求；在传感器信息方面，机器人具有多信息要求；在控制任务方面，机器人具有多任务的要求。分析机器人和智能控制的特点可以发现，智能控制非常适合应用于机器人领域。
如今，在机器人领域的很多方面都应用了智能控制技术。例如，利用智能控制技术可以有效控制机器人手臂的动作、姿态；利用多传感器信息融合技术、信息处理技术和控制技术对机器人的行走路径、停留位置和躲避障碍物等动作进行控制。
随着智能控制方法的不断发展，它们的实用性、可靠性和优越性已经在很多应用系统中得到证明。神经网络控制具有很强的鲁棒性和容错功能，通过利用神经元之间的联结和权值的分布表示特定的信息，并对各传感器接受到的信息进行处理，最后以直接自校正控制等方式对机器人进行控制；模糊控制具有很强的鲁棒性，建立在模糊集合、模糊推理和模糊语言变量的基础之上。模糊控制广泛应用于机器人的建模、控制等很多方面。模糊控制首先对被控对进行建模，在同时考虑控制规则和模糊变量的隶属度函数的基础上，利用模糊控制器，对机器人机械控制；在设计与规划机器人路径的时候主要用到免疫算法，再结合遗传算法和进化算法，可以对控制程序和控制技术进行优化。
3.2智能控制在数控领域的应用
智能化是当今数控系统的一个发展趋势，随着科学技术的发展，人们对加工质量提出了更高的要求，尤其是在数控领域应用智能控制成为人们越来越迫切的要求，如对制造网络通行能力、加工运动的模拟、推理和决策能力、智能编程、智能监控、自寻优等功能的要求。数控系统中的某些模块通过数学建模及传统的控制方法可以实现，但是数控系统中的很多环节因为缺乏准确的信息，无法通过数学建模和传统的控制方法实现，这时就需要通过智能控制方法和理论实现。利用模糊推理对数控机床进行故障诊断，利用模糊控制优化加工过程，利用模糊集合理论对某些控制参数进行调整；利用神经网络技术可以实现插补计算、故障诊断；利用专家系统可以实现对某些难以确定算法或结构不明确的情况进行推理计算。另外，利用专家系统对多个数控机床维修专家的经验进行综合，并收集现场故障信息，再根据合理的推理规则，结合故障情况提出相应的维修意见。
3.3智能控制在交流伺服系统中的应用
伺服系统是机电一体化典型产品的重要组成部分，它属于一种转换装置，通过转换电信号以实现机械操作。交流伺服系统非常复杂，由于存在强耦合、负载扰动、参数时变等诸多不确定因素，所以不可能建立起精确的数学模型，只能建立起与实际情况相近的模型，该模型难以满足某些厂家对系统高性能指标的要求。如果能引入智能控制系统，交流伺服系统将不再需要精确的控制器参数和数学模型就能使系统具有较高的性能指标。
3.4智能控制在机械制造中的应用
随着计算机技术、智能控制技术和传统机械理论的有效结合和制造机电一体化系统的飞速发展，机械制造技术不断向着智能化方向发展。机械制造系统利用智能控制技术，模拟机械制造专家的智能活动，从而提高制造机电一体化的技术水平。要在机械制造中实现智能控制，首先必须结合机械制造特点不断发展与完善智能控制理论、技术和方法；其次，利用神经网络的学习功能和对信息的处理功能，对零部件的加工信息进行处理；最后，利用控制技术控制机电一体化系统加工机械零部件。
4总结
智能控制是机电一体化发展的必然趋势，控制水平的高低直接影响机电一体化系统的运行质量。智能控制相对于传统控制具有明显的优越性，目前为止，智能控制已经在机电一体化中得到广泛应用，但仍有很大的发展空间。因此，为了实现机电一体化系统的高度智能化，我们仍需不断努力与探索。
参考文献
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〔关键词〕数字图书馆；图书馆技术联盟；网络平台
〔中图分类号〕G250.7 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821（2012）10-0146-03
“江苏省高校图书馆现代技术应用平台建设”是 “江苏高等学校数字图书馆（JALIS）”三期工程的项目之一，也是JALIS“十二五规划”的预研项目，由扬州大学承建、南京大学等14所江苏高校图书馆参建。该项目的目标之一是面向江苏省高校图书馆技术人员，建设大型技术资源共享的门户网站——“江苏高校数字图书馆技术联盟网络平台”[1]。
1 项目背景
数字图书馆环境建设与服务推广，已经将技术部门推到图书馆服务的前台，图书馆所有服务都依赖技术部门的工作，技术部门的保障能力、将直接关系到服务的开展。图书馆技术人员在数字图书馆建设中角色越来越类似于服务设计者，而非直接的平台构建与技术支撑维护者、软件设计者、资源生产者。
数字图书馆联盟建设经历了两个明显的阶段，即本地管理软件的同构化共建阶段与广泛的资源共知、共建、共享阶段，必将进入第三阶段，即区域范围内甚至全国性的数字图书馆技术力量协作与联盟运作阶段[2]。
“江苏省高校图书馆现代技术应用平台建设”项目的长远目标是通过对优质技术资源与技术服务的整合，发挥整合效益，迎接联盟建设第三阶段，以保持JALIS的持续创新力。通过江苏高校数字图书馆技术联盟网络平台建设，探索人才资源整合的方式；探索充分利用网络化的环境，开展更为有效紧密的业务培训方式，提升队伍的素质；探索如何发现与归纳需求，并通过需求的发现，整合图书馆技术队伍现有的优势，形成解决共性问题的组织方式；探索人才资源整合与发展过程中完善的管理机制建设。
项目的近期目标是研发一批图书馆小型应用软件，形成管理信息与技术标准库（汇集技术标准、业务规范、技术白皮书、文献采购招标相关参考文本、设备通用参数文件等），形成网络自助业务培训机制，提供技术论坛，建成江苏高校数字图书馆技术联盟网络平台。
江苏高校数字图书馆技术联盟网络平台建设，预期以先进的网络技术为依托，建设一个由JALIS所有成员馆参与，为JALIS建设、为数字图书馆发展提供基础服务的支撑平台，作为实现技术发展、人才培养、管理机制三方面创新的基础平台。依托平台建设，整合全省高校图书馆的技术队伍，使之从松散走向集中，从自发走向自觉，从而形成合力，形成互补的优势，对现有的研发、人才培养模式进行创新，以整体的合作去共同面对未来的挑战[3]。
2 需求分析
江苏高校数字图书馆技术联盟网络平台是一个大型共享资源门户网站，也是服务全省高校图书馆技术用户的综合门户。它面向江苏省高校图书馆技术人员，提供软件提交下载、技术白皮书（含规范文档、通用设备参数文档等）和技术标准的提交下载、技术专家库、自助培训模块、测评数据、技术论坛等模块等，同时反映项目动态，提供JALIS建设项目的导航服务。
来宾可在网络平台上浏览相关软件、标准、白皮书、测评数据、会议信息、技术专家库与业务培训相关课件的目录信息，但不可下载；浏览论坛帖子，但不可发言；
注册用户（实名注册）可浏览、下载、上载软件、标准、白皮书、测评数据、会议信息、技术专家库与业务培训相关课件、使用论坛，支持RSS订阅；
各图书馆管理员用户可管理、审核注册用户，浏览、下载、上载、管理审核软件、标准、白皮书、测评数据、会议信息、技术专家库与业务培训相关课件，管理论坛，管理各类资源的分类标准，上载导航与动态信息；
超级管理员用户可管理、审核注册用户及图书馆管理员用户，浏览、下载、上载、管理审核软件、标准、白皮书、测评数据、会议信息、技术专家库与业务培训相关课件，管理论坛，管理各类资源的分类标准，上载导航与动态信息。
3 系统设计
3.1 功能设计
3.1.1 共享软件
小型共享软件是指江苏高校图书馆技术部门自行研发、自己使用或小范围使用的小型可共享软件（需含软件详细文档或软件源代码），有汇文辅助、网站建设、数据库建设、其它软件等几个类型。本模块提供软件上传与下载及评论信息，分前台（浏览下载），后台（提交审核分类评级）等功能（如图1）。
图1 注册用户使用共享软件模块流图
3.1.2 技术标准
提供各类新兴信息技术与图书馆应用技术标准的上传下载服务，含文献信息加工标准规范，文献信息服务体系建设规范，文献信息服务系统建设技术标准，文献信息服务标准和规范，信息组织的元数据标准，图书馆建设相关领域的技术标准和规范等几个类型，流程同软件。
3.1.3 技术白皮书
提供各类图书馆应用技术白皮书（含服务器软硬件配置、架构方法、设备标准配置、文献电子资源招标采购附件及合同）的上传下载服务，含系统安装、数据库使用说明、操作规程等几个大类，模块设计方式同软件。
3.1.4 技术专家库
江苏高校图书馆技术部、信息技术部、系统部、数字化部工作人员，与江苏高校图书馆界有良好合作关系的IT技术公司技术人员。本模块由注册用户直接形成。
3.1.5 会议信息库
报道共享各类会议信息，包括各类图书馆业务、计算机与信息技术相关的研讨会、工作会议信息，第一步形成图书馆工作类、图书馆学术研讨类、计算机与信息科学类、其他类几种类型会议信息的提交浏览，模块流程设计同软件。下一步形成会议管理模块，涵盖会议通知、人员注册、会议进程管理、会议相关材料自助下载、会议信息归档等几个方面。
3.1.6 测评信息
提供软件（通用）、硬件、系统测评信息文本与资料的上传下载服务，并可组织测试测评活动，根据贡献度给参评人员评分。
3.1.7 自助培训
支持静态技术课件、教学录像、教学纲要、教学参考书，学员绩效考评、学业成绩评价，学习成绩证明出具等模块。第一步实现提供各类图书馆业务培训的静态课件、教学录像等提交下载、在线学习、个人课程定制、实时学习笔记、笔记保存与调用等服务，后者支持在线播放；主要类型为图书馆类、计算机类、其他类，格式支持MPG、MOV、WMV、MP3、SWF、PPT、DOC、XLS等。
3.1.8 技术交流区
采用论坛架构，是与平台主体功能部份合一的BBS系统，不需要专门注册，登入系统即可使用；分三大板块：技术讨论区、休闲娱乐区、论坛服务区，其中技术讨论区板块分技术交流、技术开发、技术服务、技术应用、技术管理、技术研究等六大模块，用于搜集需求、系统共维护、协同研发、形成成果、提供服务。
3.1.9 导航和项目动态
提供JALIS项目动态（含项目概况、管理机构、项目动态、成果展示等几个栏目）及相关新闻，博客链、会员网址自助等导航功能。
3.2 管理设计
3.2.1 对象管理
对象管理又分图书馆管理与用户管理两个模块。图书馆管理通过管理员输入或批量导入方式将江苏高校图书馆等数据录入，这是防止用户注册时输入名称不规范而采取的措施，一旦数据录入，用户注册时即可选择所在图书馆；用户管理分为三层四级制，三层是审核管理层（负责权限分配、模块调整组合、资源调度）、管理用户层（省内各高校图书馆管理员，负责本馆资源组织与提交）、普通用户层（又分为注册用户级，可享受下载服务、技术论坛、培训等模块的服务；浏览用户级，具有浏览权限）。
3.2.2 参数管理
主要是对各类型资源进行分类数据管理、下载设置管理、动态管理，管理用户层以上用户可设定资源大类小类、下载的文件类型空间限定等、动态新闻上载、导航相关网址上载等。
3.2.3 注册与登录
游客可直接浏览相关资源目录，而不能进行上载、下载、评论操作，江苏高校图书馆技术部门工作人员、IT公司技术人员可通过注册成为平台用户，注册后须通过管理用户的审核，审核后成为注册用户；因用户注册后将自动进入技术专家库，注册时需用户将有关信息填写完整，包括技术特长、项目建设经历、论文论著情况等；超级管理员可视情况将某注册用户升格为图书馆管理员，系统提供接口让管理员察看待审核用户情况。
3.3 结构设计（如图2）
图2 系统结构图
4 系统实现
江苏高校数字图书馆技术联盟网络平台的体系结构采用目前通用的B/S应用模式（浏览器/服务器模式），是一种三层的C/S（客户机/服务器）模式，即Web浏览器，Web服务器和数据库服务器。其中，浏览器是客户服务层（表示层），负责接收用户输入并向Web服务器提交用户申请，接收Web服务器返回的执行结果并显示；Web服务器是业务服务层（应用功能层），负责应用程序的开发、运行和维护；数据库服务器是数据服务层，负责提供数据的存储，执行查询和更新数据的请求。
基于B/S模式的系统结构将技术联盟网络平台的应用逻辑与用户界面和数据访问分开，方便了应用程序的开发和维护，可以使网页设计和应用逻辑设计分别由不同知识结构的开发团队完成，能加快项目的开发进度，利于各开发团队发挥各自的特长。
江苏高校数字图书馆技术联盟网络平台的硬件设备采用一台高性能的PC服务器作为Web服务器和数据库服务器，并接入校园网，对江苏省各高校开放。Web服务器端采用支持Java技术的Tomcat作为应用服务器的软件平台，数据库服务器采用Oracle公司的Oracle 8.1，客户端直接通过IE浏览器进行访问。开发语言选用SUN公司推出的JSP，JSP（Java Server Page）是一种服务器端的动态网页技术，实际上是一种基于Java的Web服务器应用技术体系。JSP的脚本语言采用Java使其完全继承了Java的所有优点，主要体现在：系统具有很好的稳定性和安全性、与平台无关性（一次编写程序各处运行）、面向对象的程序设计等，使其已成为跨平台应用开发的一种规范。
系统的安全性方面，平台对数据库中用户密码采用MD5加密方式进行加密，对常见攻击预先做好防范。对用户提交的提交给服务器的数据采用encode方式加密，服务器端接受采用decode解密，保证提交信息不泄漏。对异常提交信息进行处理，拒绝非法的提交。在容错性上，对用户输入数据有检查机制，用户输错数据都有提示信息，具有较好的容错性能。系统的封闭性较好，用户基本上在提示信息下输入数据。
5 结 语
江苏高校数字图书馆技术联盟网络平台的建设思路是首先将平台架构形成，并落实需求中所涉及的功能，使之尽快汇集资源、提供服务，当中不周到之处在所难免，恳请同行专家批评指正。下一步将深化设计，体现开放、共享、协作理念，严格遵循数字图书馆门户建设的相关规范与标准，充分借鉴数字图书馆建设中的博客、维基、知识库及远程会议支持等技术的长处，参考数字图书馆建设中新兴的WEB2.0、LIB2.0及VCASE技术，集中组织，模块化实现，保证平台的运行与实施效果。
参考文献
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[3]周玉陶.数字图书馆联盟背景下图书馆技术队伍整合[J].图书馆建设，2009，（6）：91-93.
[4]王良辉，周跃良.基于群体动力的教师专业发展支持系统设计[J].电化教育研究，2010，（5）：64-67.
关键词：社会主义本质论；第一生产力论：生产力基础
中图分类号：[D610.1] 文献标识码：A 文章编号：1004-0544(2012)05-0131-04
邓小平在坚持马克思主义的基础上，依据中国社会主义建设的实践，对什么是社会主义、怎样建设社会主义的问题进行了长期的思索和回答，提出了社会主义本质理论和科学技术是第一生产力理论。长期以来，学术界对社会主义本质论和第一生产力论进行了深入的研究，但对二者之间的关系并没有人涉及。本文希望通过对二者关系的探索，对推进中国特色社会主义理论体系研究能有所启示。
一、研究邓小平社会主义本质论和第一生产力论关系的意义
邓小平的社会主义本质论是中国特色社会主义理论体系的重要组成部分，也是中国特色社会主义理论体系形成和发展的基础。科学技术是第一生产力理论是邓小平理论中最反映时代特点、最富有理论和实践意义的思想观点之一，也是中国特色社会主义理论体系的主要内容。研究和把握二者的关系，有助于深化对中国特色社会主义理论体系的认识，是推进中国特色社会主义建设的前提和基础。
(一)科学把握二者的关系有助于深化对中国特色社会主义理论体系的认识
在科学技术是第一生产力已经成为共识的前提下，强化现代科学技术是社会主义初级阶段生产力基础的认识，把握社会主义本质论和第一生产力论的关系，不仅有助于我们加强对社会主义本质论和第一生产力论的认识和理解，更重要的是有助于我们加强中国特色社会主义理论体系的理论基石同第一生产力的关系的把握，对我们研究社会主义本质论同中国特色社会主义理论体系其他各个方面内容的关系有重要的借鉴意义，对加强中国特色社会主义理论体系各个理论部分关系的研究也有重要的启发作用。
(二)社会主义建设的经验教训要求科学把握二者的关系
不断地总结经验教训，形成新的理论和认识并用于指导新的实践，是我们在长期革命、建设和改革当中得出的结论。改革开放之前，对于什么是社会主义和怎样建设社会主义我们没有明确的认识，导致社会主义建设出现了严重的曲折。即使我们在这个时候比较重视科学技术，但将科学技术与解放生产力、发展生产力结合起来的自觉性还不存在，科学技术也没有放到第一生产力的地位加以认识。正是因为这种认识上的不足，严重的影响了我国科学技术的发展，使我们丧失了第三次科技发展带来的机遇，错过了二十年的发展期。今天，解决发展问题、资源和环境问题、劳动生产率较低的问题、贫富差距较大的问题，都需要依靠科学技术水平的提高，这也是体现社会主义本质的必然要求。
二、厘清社会主义本质论和第一生产力论的关"系
(一)对社会主义本质论的新认识，
1992年邓小平南巡期间对社会主义的本质进行了概括，社会主义本质理论得以形成。从那时以来。学术界对社会主义的本质进行了全面的研究和解读，为我们进一步认识社会主义本质打下了坚实的基础。解放生产力、发展生产力作为社会主义本质的核心，是许多学者已经详细阐明过的，也已经被绝大多数人所认可。就像王锐生所认为的，“当我们说，社会主义的本质(或者说，它借以存在、发展的根据)是解放生产力，发展生产力时，我们不是一般地泛指任何一种解放生产力和发展生产力，而是指：(一)只有社会主义才能解放因资本主义制度的束缚而不能进一步发展的生产力；(二)在资本主义成为人类社会生产力发展的主要枷锁时，只有社会主义才能继续发展生产力。”但解放什么样的生产力，发展什么样的生产力，却没有进行深入地研究。
恩格斯在谈到马克思第一个重大理论创新时认为，马克思创立了历史唯物主义，确立了生产力决定生产关系原理，指出任何社会都要建立在一定的生产力基础之上。人类社会产生以来，已经经历了原始社会、奴隶社会、封建社会，正在经历着资本主义社会和社会主义社会。对于原始社会而言，石器工具使人与动物有了根本的区别，形成了原始社会的生产力基础；对于奴隶社会而言，铜制劳动工具形成了奴隶社会的生产力基础；对于封建社会而言。铁制工具的广泛使用形成了封建社会的生产力基础；对于资本主义社会而言，以蒸汽机和电动机等机器的广泛应用为标志的机器大工业奠定了资本主义生产力基础。社会主义制度作为一种比资本主义更高级的社会制度，应该建立在现代科学技术基础之上。而现代科学技术的代表即信息化。(段含璋、章云认为：人类社会生产力的发展成长过程，是一种自然历史过程，表现为升级换代和不断由低级向高级发展的过程，其基本过程可划分为三代九级：第一代叫手工生产力，依次包括石器手工生产力，铜器手工生产力和铁器手工生产力三级；第二代叫机器生产力，依次包括工场手工业生产力，蒸汽动力机器生产力和电气动力机器生产力三级；第三代叫信息生产力或科学生产力，也依次包括智能信息生产力，全息信息生产力和高级信息生产力三级。)所以，社会主义制度的生产力基础是以信息化为代表的现代科学技术。
马克思主义认为。发展生产力是人类一切社会存在的前提和发展的基础。并且马克思在批判资本主义、论证社会主义时，是把生产力的高度发展作为实现社会主义的前提的。马克思指出：“无产阶级运用自己的政治统治，一步一步地夺取资产阶级所有的全部资本，把一切生产工具集中在国家手里。即集中在已组织成为统治阶级的无产阶级手里，并且尽可能更快地增加生产力的总量。”因此，无产阶级要不断的发展生产力，即要发展以信息化为代表的现代科学技术。然而由于历史的发展超出了马克思、恩格斯的设想，社会主义不是在发达国家，而是首先在经济文化比较落后的国家取得了胜利。即在不太发达的生产力基础之上建立起社会主义制度，所以，无产阶级在发展新的信息生产力的同时，还要解放生产力，即解放机器大工业生产力。
(二)对科学技术是第一生产力论的新认识
1988年9月，邓小平指出：“马克思说过，科学技术是生产力，事实证明这话讲得很对。依我看，科学技术是第一生产力。”科学技术是生产力是说科学技术的属性，科学技术是第一生产力是说科学技术在生产力诸因素中的作用，是指科学技术在推动生产进步和社会经济发展中的首位变革作用，它赋予生产力以非社会形态属性。在不同的社会形态下，第一生产力的内涵是不同的。任何一个社会的第一生产力，都是这个社会的生产力基础所代表的科学技术水平。所以，奴隶社会的第一生产力是铜器技术，封建社会的第一生产力是铁器技术，资本主义社会的第
一生产力是机器技术，社会主义社会的第一生产力是现代信息技术。
科学技术是第一生产力论也发展了马克思主义的生产力理论。马克思主义认为，生产力是由多种要素构成的复杂系统，其中科学技术是生产力中不可缺少要素，是推动生产力发展的动力之一，并且科学是通过技术转化为现实生产力的。在马克思主义生产力结构理论中，科学技术并没有被看作是生产力发展的决定性的动力。而邓小平在新的生产力发展条件下，把科学技术摆在了生产力诸要素的首位，把它看作是推动生产力发展的决定性力量，这就把马克思主义生产力结构理论推向了一个新的高度，更加有利于推动社会主义生产力基础的实现。
科学技术是第一生产力论的提出使生产力理论还包含着下面的“一对多，多对一”的关系。
马克思主义基本原理告诉我们，生产力决定生产关系。人类社会产生以来，共经历了五种生产关系，包括原始公社生产关系、奴隶制生产关系、封建制生产关系、资本主义生产关系、社会主义生产关系(现在仍处在初级阶段)。但这决不是说生产力与生产关系，就只有“一对一”的因果关系。事实上，生产力与生产关系的关系，不仅有“一对一”的关系，而且有“一对多”和“多对一”的关系。而从时间顺序来看，生产关系与生产力有三种对应形式：前矛盾期对应、基本适应期对应、后矛盾期对应。所谓前矛盾期对应是指生产力滞后于生产关系、所谓基本对应是指生产力和生产关系基本适应。所谓后矛盾期对应是指生产力超越生产关系。基本对应期是一个社会的稳定发展期，前矛盾期对应期和后矛盾期对应期是社会的非稳定发展期。
奴隶制生产关系其基本对应关系是与铜器手工生产力对应，与石器手工生产力对应是前矛盾期，与铁器手工生产力对应是后矛盾期。封建制生产关系其基本对应关系是与铁器手工生产力对应，与铜器手工生产力对应是前矛盾期，与工场手工生产力对应是后矛盾期。资本主义生产关系基本对应关系是与蒸汽动力机器生产力和电气动力机器生产力对应，与工场手工生产力对应是前矛盾期，与智能信息生产力对应是后矛盾期。社会主义生产关系基本对应关系是与智能信息生产力和全息生产力对应，与铁器手工生产力及第二代机器生产力对应是前矛盾期，与高级信息生产力对应是后矛盾期。
因此，在我国的社会主义制度下，解放生产力既是解放与社会主义生产关系处在前矛盾期的铁器手工生产力和第二代机器生产力，发展生产力既是发展现代科学技术生产力，即智能信息生产力和全息生产力。
(三)社会主义本质论和第一生产力论的关系
1.孤立社会主义本质和第一生产力论行不通。社会主义本质是解放生产力，发展生产力，消灭剥削，消除两极分化，最终实现共同富裕。如果在建设社会主义的过程中只以社会主义本质作为检验的标准不考虑科学技术作为第一生产力的指导作用，就不知道解放什么生产力。发展什么生产力，也不能有目的的解决现代科学技术在消灭剥削、消除两极分化中的作用，更不能认识到最终实现共同富裕需要现代科学技术的发展进而实现社会财富的大幅度增加。科学技术是第一生产力基本上已经被大多数人认可。但如果将第一生产力论同社会主义本质论隔离开来，就认识不到提高生产力对实现社会主义本质的极端重要性，也就不能从根本上推动社会主义建设的实践。这样科学技术是第一生产力就成了一句空话。
2.社会主义本质论与科学技术是第一生产力论相互联系、不可分离。要坚持和发展社会主义，就要不断夯实社会主义的生产力基础。基于我们对社会主义本质论的新认识。坚持和发展社会主义就要不断解放机器大工业生产力，不断发展以信息化为代表的现代科学技术生产力。发展信息化为代表的现代科学技术。就要把第一生产力论放在首要的地位加以认识，坚持这一点才能更好的发展现代科学技术。才能为社会主义打下坚实的基础，才能不断地实现社会主义的本质。(1)第一生产力的实现要求坚持社会主义本质论。科学技术要不断的发展，就要求我们不断地解放被落后的生产关系所束缚的机器大工业生产力，不断的发展现代科学技术生产力。消灭剥削、消除两极分化，是不断的对生产关系进行调整，也是不断的使人得到解放。对生产关系的调整也包括对科技体制进行调整，这种必要的调整有利于第一生产力的实现。另外，由于人的不断解放。有利于现代科学技术的发展，对于第一生产力论的实现意义极为重大。(2)解放生产力，发展生产力要以第一生产力论为基点。科学技术是第一生产力论即是说科技进步在生产力的发展中起着主动力式的牵引作用，是生产力诸因素中最主要的推动力量，在社会变革中起着第一位的作用。必将将人类社会推进到以科技发展为动力或以信息资源和知识经济为基础的新社会。坚持解放生产力，就要解放在资本主义社会高度发展而又被资本主义所不能容纳的机器大工业生产力，发展生产力就是要发展能够被社会主义容纳又能推动社会主义生产力发展和生产关系变革的现代科学技术生产力。无论是解放生产力还是发展生产力，都是为了推动生产力的发展和人类社会的发展，这和坚持第一生产力论在根本上是一致的。坚持第一生产力论，解放生产力和发展生产力方向才更加明确，才能更快地实现社会主义的本质。(3)消灭剥削，消除两极分化，要以第一生产力论为进路。消灭剥削包括两层含义：一是消灭剥削制度，二是消灭剥削现象。社会主义革命，了在整个社会占统治地位的剥削制度，但不等于可以立即消灭社会还存在的种种剥削现象。两极分化，是指在社会财富的分配上向贫富两极积累、最终导致阶级分化。消除两极分化与消灭剥削是紧密联系的，剥削是两极分化的基础，而两极分化的发展又必然加深剥削、强化剥削。在社会主义社会中，剥削现象存在的基础就是机器大工业生产力，要彻底消灭剥削现象，就要以现代科学技术为基础的生产力取代机器大工业生产力。(4)最终达到共同富裕要求第一生产力论为手段。邓小平指出：“社会主义最大的优越性就是共同富裕，这是体现社会主义本质的一个东西。”实现共同富裕，既是社会主义区别于资本主义以及一切剥削阶级社会的重要标志，也是社会主义作为共产主义第一阶段要始终为之奋斗的最终目标。邓小平把社会主义的根本目的和实现目的的手段紧密联系在一起，认为社会主义根本目的的实现必须建立在高度发达的社会生产力基础之上，必须通过现实的物质手段即大力发展生产力才能实现。以信息化为标志的现代科学技术作为第一生产力，代表了社会主义的生产力水平。在现代生产力条件下，可以使以往社会物质的“半利用”状态发展到“全部利用”状态，是物质的潜力得到充分挖掘，从而可以创造出更多的社会财富，并最终达到共同富裕。
三、深刻把握二者的关系对中国特色社会主义理论的启示
(一)坚定对社会主义发展阶段论的认识
建设中国特色社会主义必须从我国的实际出发，社会主义处在什么样的发展阶段。是我们进行社会主义建设必须要明确的首要问题。落后或者超越了这个阶段，我
们的路线、方针和政策就会出现这样或者那样的问题。无论是苏联的社会主义建设还是我国的社会主义建设都曾经因为偏离了社会主义的发展阶段而出现了严重的曲折。
社会主义到底处在什么样的发展阶段上，归根结底是由生产力发展的水平所决定的。虽然我们可以跨越资本主义制度的“卡夫丁峡谷”。但却不能跨越生产力发展的任何一个阶段。由前面的分析可以知道，由于社会主义生产关系是与智能信息生产力和全息生产力主对应，与铁器手工生产力及第二代机器生产力处在前矛盾期，与高级信息生产力处于后矛盾期，所以，在社会主义建设中，既要解放铁器手工生产力和第二代机器生产力。又要发展智能信息生产力和全息生产力，还要努力发展高级信息生产力。因为我们的生产力水平还处在第二代机器生产力和智能信息生产力的前期，也即社会主义的生产力基础还比较低，所以说社会主义还处在初级阶段，这是我国最大的实际。
这就要求社会主义在发展本该由资本主义社会发展的生产力——机器大工业生产力，同时，还要发展现代科学技术生产力，为社会主义初级阶段打下坚实的生产力基础。我国社会主义与科学技术新的生产力相容性表现在我国实行社会主义制度，可以集中力量办大事，在全社会的大力协同下，走出一条具有中国特色的技术创新之路，马克思主义科学世界观对创新思维具有有力的促进作用，我国生产的目的是为了最大限度地满足人民群众的物质文化需要，这些都和科学技术的共有性的本质是一致的，社会主义初级阶段的生产力基础包括现代科技生产力。因此，在社会主义初级阶段，必须把解放生产力，发展生产力，同发展现代科学技术有机的统一起来，实现社会主义初级阶段生产力的飞速发展。早日进入社会主义发展的高级阶段。
(二)深化不断推进社会主义改革开放的共识
改革开放是一场伟大的革命，但它不是否定我们已经建立起来的社会主义基本制度，而是要从根本上改变束缚我国生产力发展的经济体制，同时相应的改革政治体制和其他方面的体制，目的就是要解放和发展社会生产力，推动社会主义制度的自我完善和发展，逐步实现社会主义的本质。通过上面研究邓小平社会主义本质论和第一生产力论的关系，可以得出两个结论：
一方面，科学技术是第一生产力论也为我们进一步调整生产关系，搞好改革开放，指明了方向。改革不仅要以解放工业、农业等生产力为重要目标，还要以解放科技第一生产力为第一目标；开放不仅要引进资金，引进先进的管理经验，尤其要引进先进的科学技术，因为社会主义要补上资本主义生产力发展这一课。正像邓小平同志所说的：“四个现代化，关键是科学技术的现代化。”所以，要不断的深化科技体制改革，充分发挥企业在技术创新中的主体作用，充分发挥国家科研机构的骨干和引领作用，充分发挥大学的基础和生力军作用，形成产学研结合的创新体系，为建设创新型国家提供制度保障。
另一方面，不断的推动经济体制改革、政治体制改革和文化体制改革，建立起强大的公有制经济、完善的民主政治体制、高效的文化教育体制，实现消灭剥削，消除两极分化，使全体人民早日实现共同富裕。
(三)强化对社会主义初级阶段基本经济制度的理解
马克思主义认为，一个社会的性质是由这个社会的基本经济制度所决定的。按照上面我们对社会主义本质论和第一生产力论的分析，无论是原始社会的生产力基础石器、奴隶社会的生产力基础铜器、封建社会的生产力基础铁器还是资本主义社会的生产力基础机器都是由实物构成的。都是有形的生产力，这些有形的生产力要求是产权明晰的。也就决定了这些社会的生产资料必须有“归宿”，即谁对它们具有所有权。而与社会主义生产关系相对应的生产力是信息生产力，信息生产力是属于无形的生产力、符号生产力，它们非常易于实现共享。所以，以前的社会都是产权明晰的私有制社会，而社会主义社会应该是生产资料全社会公有的公有制社会。
但是，因为我国的社会主义生产力还没有发展到信息生产力的高度，这决定了我国现在的基本经济制度只能是公有制为主体，多种所有制经济共同发展的经济制度。在未来，必然是生产资料公有制的比例逐步增加，最终达到完全的公有制。
(四)增强坚定不移地走和平发展道路的自觉性
实现和平发展，是中国人民的真诚愿望和不懈追求。自20世纪70年代末实行改革开放以来，我们成功走上了一条与本国国情和时代特征相适应的和平发展道路。中国人民坚持走和平发展道路，从根本上说是社会主义本质和现代科技发展的必然要求。因为社会主义的生产力是建立在以信息化为代表的现代科学技术基础之上的，并且科技发展的目的是实现资源的转化，所以，现代科学技术的发展可以实现物质的可重复利用或“全利用”，本质上就不需要去掠夺经济社会发展所需要的资源就可以实现全体人民的共同富裕，进而可以避免资本主义发展过程中出现的殖民现象，最终实现和平发展与崛起。
参考文献：
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Abstract: To improve vocational college students' theory and practice integrated capabilities, update teaching philosophy and optimize teaching strategies, the situation in the traditional universities and vocational colleges is investigated. With "capacity-building" as the dominant ideology, robot teaching in vocational colleges is explored and researched from the aspects of teaching contents and teaching methods.
关键词：高职；机器人；教学改革
Key words: higher vocational; robot; teaching reform
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）12-0198-01
0 引言
机器人学是一门集机械学、电气学、计算机学、人工智能、材料学等多学科交叉的综合性学科，无论在在基础理论方面还是在实践应用方面，都正在以惊人的速度发展。近年来，我国的机器人教育有了很大的发展，机器人课程逐步成为高校综合性实践课程。能否有效地开展机器人教学已经成为直接影响学生综合能力培养和综合素质提高的重要因素。因此，在高职院校对机器人课程的实验教学探索与实践是非常必要的。
1 机器人教学情况的调研
1.1 传统高校机器人教学情况 本科院校以及传统专科院校一般开始有“机器人学”、“机器人概论”等课程。开设的专业较广，涉及机械工程、电子工程、航空航天、计算机科学等专业，开设方式多样，如必修、专业选修、全校选修等。国内高校选择教材较集中，选用蔡自兴 《机器人学》、熊有伦 《机器人学》的居多，部分高校的课外参考书为国外原版教材。实验学时数相对较少 （实验与讲解的比例最高为1：3.2），半数以上高校的实验课时数为零。
1.2 高职院校机器人教学情况 高职院校分为两种类型，一类为原高专转变而来，这类院校一般沿习传统院校的教学方法；另一类为新型高职高专，以技能培养为核心，在机器人教学方面教学方法多元化，多数开展了机器人兴趣小组等机构，在少数学生中进行机器人技术的培养，或者开展公共选修课进行基础知识普及。在高职院校工科专业实现机器人技术的系统学习，各院校都还处于尝试阶段，尚未找到行之有效的方法。
1.3 现存问题分析 在传统的教学方法中，我国机器人教育普遍存在着重视知识传授、轻视能力培养，重视理论教学、轻视实践环节的问题，使得学生只满足于死记硬背知识点，没有注重学生独立动手能力、综合分析问题和解决问题能力的培养。而在高职院校，由于技能培养的目的性较强，对于机器人技术这种综合性学科，开展普及性教学尚存在较多屏障。
2 高职院校开展机器人教学的可行性分析
2.1 高职院校机器人教学环境分析 高职院校一般在工科专业高年级开展机器人教学，此时教学对象已学习过本专业基础课程，例如电工电子学、机械设计、程序设计、PLC技术、单片机等，储备知识基本全面。而且，高职院校的特点是侧重于技能培训，实训课程比例较高，学生普遍动手能力较强。这为我们进行机器人技术的学习提供了有利条件。但是，同时我们必须认识到，高职院校不强调教学的系统性和完整性，这将导致学生知识结构系统性差，综合分析能力相对较弱，是机器人教学的瓶颈所在。
2.2 高职院校开展机器人教学的必然性 机器人技术涵盖了工程技术几乎各个方面，并且该技术处于高速发展阶段。在高职院校开展该课程，不仅有利于增强学生的综合能力培养，更为学生后期发展和拓展性学习提供了良好的基础。高职学生在具备了本专业必备的技能之后，必须将各种技术综合运用，才能够处理现实问题，而要将机械机构设计、电路电子设计、程序设计、安装调试等综合运用，是任何一门基础课程都无法实现的，只有机器人技术课程可以成为培养学生综合运用专业知识的有效载体。
3 高职院校开展机器人教学的若干方案探讨
3.1 将教育机器人与相关专业课程相结合 教育机器人将机器人应用于教育领域，是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。目前，教育机器人硬件技术方面已经非常成熟，设备的可靠性、灵活性、耐用性等性能都已得到社会的广泛认可。教育机器人的硬件配件多样，技术支持能力强，价格也相对便宜。控制操纵机器人的关键问题之一是软件设计，主要是通过C语言或Vc++等程序设计语言进行程序设计，通过编程对机器人进行控制。这就给学生提供了广阔的开发平台，通过编程对机器人进行操纵，使其完成各种任务，培养了学生的综合应用能力。因此，我们可以在《C语言》和《单片机》课程的实验环节引入机器人控制技术。用于实验创新的教育机器人种类繁多，依据可编程控制机器人可以设计出各种机器人，创造空间巨大，例如使用慧鱼机器人创新套件就能设计各种机器人，如搬运机器人、救火机器人、仿生机器人等。
3.2 开设《智能机器人制作》课程 面向工科类专业学生开设《智能机器人制作》选修课程，讲解智能机器人的控制板、传感器、输出设备等硬件知识以及智能机器人控制程序的开展等软件知识。通过项目教学法，让学生在学完课程内容后能独立组装并调试好智能机器人。最终了解智能机器人系统的软硬件组成和工作原理，激发学习兴趣和创新热情。
3.3 有效利用毕业设计 毕业设计是学生将所学知识综合运用的体现，用具体的机器人项目指导相关专业学生进行毕业设计，将会使学生在训练中学会如何将知识应用到生产实际中。例如机器人结构设计、智能机器人传感器应用、智能机器人驱动技术、智能机器人位置控制技术、编制控制智能机器人运动的软件、智能机器人计算机控制系统等设计项目。
4 结束语
高职院校开展机器人教学活动对学生技能培养、科技的社会化具有重要的意义。它给高等职业教育尤其是工科类高等职业教育在教学内容、教学形式及教学效果上都会带来更多的惊喜与期待。
参考文献：
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关键词关键词：多机器人；路径规划；智能算法
DOIDOI：10.11907/rjdk.161914
中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2017）001017703
引言
自20世纪80年代末以来，多机器人系统开始引起广大学者关注，并且得到了迅速发展。相较于传统的多个单机器人系统而言，多机器人系统具有更大的优势。比如，多机器人系统在时间和空间分布性上更加具有优越性。具有分布性的多机器人系统中单个机器人的传感器信息可以有效互补，因此整个机器人系统具备较高的数据冗余度和更强的自适应性、鲁棒性；在多机器人系统中，由于单个机器人可以不必具有极强的功能和极高的性能，因此多机器人系统本质上具备低成本、强鲁棒性的优势；尤其是在完成复杂任务时，多机器人的优势更加突出，通常多机器人系统能够借助先进的协作架构和协同策略，完成多个单台机器人难以实现的复杂任务等。
多机器人系统的主要特点有：由于高科技快速发展，机器人的研究和开发更加容易、自适应性更好。随着多机器人协作策略的不断进步，其完成复杂任务的成本更低、效率更高、可扩展性更好。近年来，由于材料科学等边缘科学及交叉科学的发展，机器人的研发成本逐年降低，同时多机器人的应用范围和领域更加广泛。因此，越来越多的学者们重视多机器人系统及其应用研究，多机器人系统已经成为机器人学研究中一个飞速发展、具有良好应用前景的研究方向。
近年来，随着科技不断进步，多机器人系统相关研究得到快速发展，多机器人系统中的实现技术也取得较大突破[12]。目前，多机器人系统的关键技术主要包括任务规划、运动规划、协调控制等[35]。
1多机器人系统国内外研究现状
目前，多机器人系统的研究无论在理论中还是在实践上都取得了很大进展，建立了许多仿真系统和硬件实验平台，为进一步研究机器人系统夯实了基础。日本属于较早开展多机器人系统研究与实践的国家之一，1989年设计出了著名的ACTRESS系统和CEBOT系统。图1为日本名古屋大学Fukuda等研制的CEBOT（Cellular Robotics System） 系统，该系统采用分布式体系结构设计，将多机器人系统中功能简单的自主机器人视为“细胞元”（Cells），研究“细胞元”机器人自组织地构成功能强大的多机器人系统。特别是通过传感器感知环境的动态变化，“细胞元”间相互耦合并自组织重构得以实现更加优化的体系结构。
1996年第一届机器人足球世界杯在韩国隆重举行，来自7个国家的23支参赛队参与了竞赛，如图2所示。1997年过多方共同努力，成立了国际机器人足球联合会，联合会总部设在韩国，其任务包括：每年组织一次机器人足球世界杯大赛；同时还要举办相关学术会议，给参赛者提供充分交流的学习平台，探讨机器人足球研究方面的经验和技术，从而有效地促进该学科方向的不断发展。
图3为美国南加州大学Mataric等人研制的The Nerd Herd 系统。该系统由20个机器人组成，每个机器人上装有碰撞传感器、定位系统和通讯系统，可以实现游弋（Safe Wandering）、跟随（Following）、聚集（Aggregation）、分散（Dispersion）和回家（Homing）等行为。研究人员主要将该系统应用于多机器人学习、群体行为、协调与协作等方面的试验研究与探讨，图4为利用该系统进行的推箱子实验装置。
图2机器人世界杯图3The Nerd Herd系统 C.R.Kube等人研制的Collective Robotics 系统如图5所示。该系统从自然界里昆虫的社会行为得到启发，利用多个功能简单的机器人组成功能强大的合作机器人群体。该系统在无显式通信的条件下，能够充分利用分布式控制策略实现移动机器人之间的协作。因此，单个简单智能的机器人通过交互作用实现了多机器人系统复杂的群体智能行为。
图6为美国MIT的计算科学和人工智能实验室（CSAIL）研制开发的多机器人系统。该实验室在多机器人系统上开展了协调多个机器人行为的算法设计、多机器人协调算法性能预测等问题的研究。这些关键问题及其研究成果形成多机器人控制算法的重要基础。
我国在多机器系统的研究方面也开展了卓有成效的工作，虽然起步相对较晚，但到目前为止也取得了丰硕的研究成果。沈阳自动化研究所以制造环境中多机器人的装配为研究背景，建立了多机器人协作装配系统MRCAS（Multi-Robots Cooperative Assembly System）。通过采用集中和分散相结合的分层体系结构，该系统可以完成自主编队行进、队形变换、自主避障等功能，进一步通过多机器人间协调与合作，完成装配工件任务。南京理工大学在早期开展的地面微小型机器人研究基础上，进行了移动机器人协作编队、自主定位、智能导航等关键技术研究，并取得一定成果。目前，由清华大学、国防科技大学、浙江大学和南京理工大学等著名高校联合研制的第四代无人驾驶车辆实现了多车无人干预下的编队行驶、超车行驶等核心技术。此外，上海交通大学、哈尔滨工业大学、中南大学等知名高校纷纷开展多机器人系统关键技术研究，也取得了一系列突破性研究成果，为我国机器人系统研究与发展奠定了重要基础。
2多机器人路径规划问题研究
多机器人路径规划问题是多机器人系统的关键技术，该技术也是多机器人协作完成任务的根本保障。多机器人路径规划问题定义为：利用已知的静态环境信息或者依靠传感器获得的动态环境信息，多机器人系统各个机器人自主规划一条从已知起点到目标终点的无碰撞最优路径，该最优路径不仅要求单个机器人与所有障碍物之间避障，而且还需满足多个机器人之间也无碰撞要求。
由单个机器人路径规划问题发展而来的多机器人路径规划问题，首先需要解决单个机器人路径规划问题，其次还要求解决多机器人之间的协调运动和多个机器人之间的协作问题，重点就是避免机器人之间的碰撞和避免出现机器人之间的路径死锁等问题。其中，环境建模方法、路径规划算法、协调避碰算法等都是关键技术问题[6]。
2.1环境建模
最有效的环境建模方法是建立环境地图，栅格地图、拓扑地图、特征地图等是目前常用的环境地图。
为了方便机器人的定位，栅格法将整个环境划分为许多大小相同的正方形单元格，并给予每个单元格唯一的整数标示。栅格地图模型最大的优点是简单，其缺点是栅格地图的粒度不好控制，若粒度较小，计算复杂度增加，若粒度较大，真实环境无法准确表示。
拓扑地图是利用节点间相关联的边所构成的拓扑结构来标示环境，拓扑地图模型将环境中的重要位置视为节点（如障碍物的棱角），将节点间存在的直接连接的路径视为地图中的边。拓扑地图虽然适用于环境比较简单的情况，也不需要机器人准确的位置信息。但拓扑地图通常难以直接获取，且对于相似环境的识别也比较困难。
特征地图模型不同于以上两种方法，本文利用抽象的几何特征（如点、直线、曲线等）表示机器人感知的外部环境。此模型便于位置估计和目标识别，但抽象的几何特征需要对感知的环境信息作进一步处理才能获取，一般适用于特定的环境。
2.2规划方法
按照多机器人系统运动规划的控制方式，多机器人的运动规划方法可以分为以下4种类型：①完全集中的规划：需要一个集中控制器来规划所有机器人的运动；②不完全集中的规划：每个机器人规划好自己的路径，但是有一个集中控制器来管理多机器人系统中单个机器人如何走自己的路径以保证机器人间不发生冲突；③不完全分散的规划：多机器人系统中单个机器人规划各自的路径以及如何走好自己规划的路径，在不安全情况下才由集中控制器进行统一规划；④完全分散的规划：单个机器人的运动完全自主规划，不存在集中控制器。
2.3协调避碰策略
协调避障是多机器人系统路径规划问题的重要技术之一，也是多机器人系统路径规划和多个单机器人路径规划的本质区别体现。多机器人系统协调避障问题除了要解决单个机器人自身路径规划问题，还必须解决多个机器人之间的碰撞、堵塞及死锁问题。目前，学者们提出的协调策略主要有速率调整法、交通规则法、优先级法、几何修正法以及基于行为的避碰方法等。随着“智能制造2025”的深入推进，服务机器人应用领域还在不断扩展，多机器人系统协调避碰策略亟需进一步探讨。
3多机器人系统展望
多机器人系统是一个多学科高度交叉的前沿学科，多机器人系统的进一步发展也必定会受到相关学科发展的限制。研究多C器人系统需要借鉴这些学科或学科中解决某些问题的理论和方法，才能产生突破性进展，这是未来研究多机器人系统的发展方向和重要趋势，具体而言，这些学科有：分布式系统、生物学、传感器技术、机械工程等。可从以下几个方面探讨多机器人路径规划问题：
（1）先进的传感技术。移动机器人中传感器设备被视为人类的五官，实现移动机器人的视觉、听觉、嗅觉等功能。在环境建模中依靠先进的传感技术，机器人能完成高效实时采集环境信息的任务。
（2）多传感器的信息融合技术。移动机器人导航方式正在向多传感器发展，使用多个传感器可以同时采集和处理信息，从而提高机器人系统的速度和性能。通过合理支配并充分利用传感器及其采集信息，并采用信息融合技术以获得环境的一致性解释及描述形式，可以提高机器人路径规划的精准度和鲁棒性。
（3）智能优化算法的发展。随着复杂问题规模呈现指数级增长，智能优化方法迅速成为多机器人系统路径规划研究新的发展方向。但由于算法实时性、自适应性、鲁棒性还不够好，智能优化算法在实际应用中必然存在一定的局限性。因此，多机器人系统路径规划问题研究中，智能优化算法还有很大的发展空间。
4结语
多机器人系统的研究与应用已经对人类社会产生深刻影响，随着科学技术的不断进步，其还将会对人类生活和社会进步带来巨大变革。不久的将来，人们的生活质量和工业、农业和国防现代化水平都将得到极大提高。但目前对于多机器人系统的研究还处于初级阶段，多机器人系统关键技术研究还亟需深入探讨，特别是多机器人系统路径规划算法还有待进一步改进，多机器人系统无论在理论研究上还是技术实现上都需要更多学者进行不懈努力和积极探索。
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关键词 自动化技术；中央空调；应用
中图分类号TU8 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）94-0184-02
中央空调是现代商场、酒店、写字楼等大型建筑内不可或缺的必要设备。其强大的温度调节功能可以在一年四季给人们提供一个温度适宜的舒适环境。然而，中央空调的能耗和控制问题同样给人们了带来了不小的挑战。温室效应的影响使得天气状况日趋极端，每年的夏季和冬季都是中央空调大展身手、帮助人们抵御恶劣天气的时候，但也是电力消耗剧增，电气故障爆发的时候。由于中央空调的系统较为复杂，传统的控制系统达不到安全、节能、环保的控制目的，而自动化技术在中央空调中的应用，可以实现很好的效果。目前在中央空调中应用的自动化技术主要有PLC控制系统、模糊控制、神经网络控制等。本文主要讨论中央空调PLC控制系统和智能控制系统中的自动化技术。
1 中央空调的PLC控制系统
从继电器控制系统到直接数字控制器系统（DOC），直至现在的可编程控制器系统（PLC），中央空调的控制系统经历了3个发展阶段。继电器控制系统以其复杂的结构、高功率消耗和高故障率的缺陷逐渐被人们淘汰，而直接数字控制器则由于不能可靠的抵抗干扰和结构的局限性，被先进的可编程控制器系统取代。PLC控制系统可靠性高，编程简单，抗干扰能力强，已经在诸多自动控制系统中得到了应用。
中央空调的工作原理是利用一台主机通过管道连接多个末端的形式来实现对多个房间室内温度的调控，其主要结构组成包括冷冻主机、冷却水和冷冻水循环系统以及风机、风机盘管、冷却塔等。利用自动控制技术实现中央空调的能量自动调节，是实现节能环保的主要方式，也是中央空调控制系统的重要内容。变频调速是目前中央空调实现节能目的的最有效控制方法。
中央空调的变频调速系统主要组成部分包括水泵机组、温度传感器、PLC、变频器和主接触器。其工作原理是利用交流变频调速技术来控制电动机的转速，以实现对于冷却水和冷冻水流量的控制。变频器可以实现电动机转速在较宽的调速范围内进行无级调节，从而中央空调系统中的节流阀开口可以开至最大，以减少节流损耗。同时，冷冻水泵电动机的负载敏感系统可以自动调节冷冻水的流量和流速，以使冷冻水有充分的时间通过风机盘管组件进行热交换，大大降低电动机功率损耗。
利用PLC和变频器对中央空调水循环系统的泵组进行切换和调速，可以减少系统的功率损耗，实现节能的目的，同时也改善了系统的启动和运行特性。变频器的软启动功能克服了水锤效应的不良影响，提高了电动机、接触器、管道等元件的使用寿命。
2中央空调的智能控制技术
智能控制技术是自动化技术发展到高级阶段的产物，融合了控制技术、信息技术和人工智能等多种技术，包括模糊控制技术和神经网络控制技术等。对于现代空调日益复杂的系统，传统控制技术难以实现精确、可靠且有效的控制，智能控制技术因此应运而生。
1）模糊控制技术。模糊控制是模糊数学、人工智能和计算机科学等多种学科相互渗透而产生的一种具有很强理论性的控制技术。模糊控制系统的理论基础是模糊集合论、模糊逻辑推理规则和模糊语言变量，计算机控制技术是其系统的主要实现形式，其核心为智能模糊语言控制器。这种控制系统具有智能性和自学习性，并且并不需要建立精确的系统数学模型，适用于复杂的系统和过程。目前模糊控制已经在中央空调的定风量空调系统和变风量空调系统中得到了应用。
利用模糊控制技术对空调回风温度和湿度进行自动调节，可以受到不错的节能效果。利用温度传感器将测得的回风温度信号输入到模糊语言控制器中，并与给定值进行比较，根据比较结果自动调节回水调节阀的开度，以实现控制冷冻水流量的目的，从而使室内温度稳定在设定值。对于这个自动控制系统，新风温度的变化是系统的一个干扰量，为了提高系统的控制精确性，可以将新风温度传感器的信号作为一个反馈信号加入到系统中。采用模糊控制的回风湿度自动控制系统与回风温度自动控制系统工作原理相类似；
2）神经网络控制。神经网络控制融合了人工神经网络理论和系统控制理论，属于智能控制的另一个分支。其原理是模拟人脑神经系统的工作方式，以大量简单的处理单于相互连接，构成一种复杂的网络。神经网络的结构可分为输入层、隐含层、和输出层。在中央空调的控制系统中，采用神经网络代替原来的控制器或辨识器，就构成了神经网络控制系统。这种控制方式对于复杂的、不确定的系统具有良好的控制效果，整个控制系统可以获得较高的稳定性和动静态性能。并且对于变化的环境有着良好的适应性。基于这些优秀的性能，神经网络控制技术在中央空调的控制系统中也得到较多的应用。
3结论
随着人类社会文明的不断进步与发展，资源消耗与环境保护的矛盾日益突出，人们的节能减排意识也逐渐提高。而中央空调所消耗的能量占现代建筑能耗的绝大部分，使得人们对于中央空调控制系统的安全性、环保性和节能效果提出了更高的要求。自动化技术在中央空调中的应用，极大的改善了中央空调控制系统的性能，展现出良好的发展前景。鉴于中央空调系统的复杂性和各种自动化技术本身的不足，将多种自动控制技术结合，充分发挥PLC控制技术、智能控制技术等自动化技术的优势，是未来中央空调控制系统的发展方向。
参考文献
【关键词】计算机 智能信息处理技术 发展 应用方法
网络技术及信息技术不但方便和丰富了人们的生活，还为各种高端的科学技术提供了技术支持，不管是对社会经济发展，还是对科学技术发展都起着重大推进作用。计算机智能信息处理技术就是在该背景下研发和应用的，决定计算机智能信息处理技术应用及发展研究是必要的。
1 发展概述
智能信息处理技术是计算机智能信息处理技术的前生，最早发源于上世纪30年代，当时的智能信息处理技术只停留在理论层面研究方法层面上，并且所涉及到的理论和研究方法范围很有限，智能运算工具也没有被开发出来，所以实际生活中智能信息处理技术难以应用。指导上世纪40年代，计算机被发明并在各领域得到广泛应用时，才形成了计算机信息处理技术，并在短时间内被应用于人们的生活学习，给人们带来了巨大的社会效益及经济效益，促进人类社会快速发展，为信息时代及网络时代的到来奠定了技术基础。直到今天，计算机信息处理技术已经被广泛应用各领域，促进了社会经济发展，方便了人们生活，提高了人们的生活质量。现时代应用较多的计算机信息处理技术有CT机，主要应用于医学领域；科学家J.W.Cooley等人研发的FFT算法，主要应用于硬件电路设计，也因此被广泛应用于各种智能检测仪器中，不但实现了检测仪器精准度的增加，还实现了z测仪器自动化程度的增加，成为现时代大多数信息处理系统的技术支撑。
2 应用方法分析
2.1 人工神经网络应用方法
人工神经网络应用方法中的数据来源是数学模型，网络来源是网络模型，所以该方法是基于数学及网络模型提出的，具有数据化和网络化的特点。人工神经结构在数学模型和网络模型中的组建方式不同，人工神经结构在数学模型中是根据人体大脑的神经元组织构建而成，是计算机智能信息处理系统的基本单元。这种人工神经的单体，在数学模型中有很多，如果将数学模型中的所有人工神经单体进行有机组合，则会组建成一个复杂程度高和需求功能全面的神经网络结构，最终实现对信息的整体化和智能化处理；人工神经结构在网络模型中是根据已经构建好的人工神经单元体，实现每基础单元体的创建，从本质上与数学模型中人工结构的构建原理相同，唯一不同的是网络模型中人工神经结构的构建更注重多个单元体间的联系。
2.2 模糊神经网络应用方法
模糊神经网络也是计算机智能信息处理的主要应用方法之一，主要应用于不确定现象的研究，模糊理论是该方法的应用原理，所研究的对象具有不确定性，所以模糊理论不属于传统数学理论，故不是传统数学理论二元性原则下的研究范围，故模糊神经网络处理的信息对象具有模糊性，导致模糊系统呈现动态性。
模糊神经网络应用方法主要通过模糊系统实现，该系统包括模糊规则库、模糊产生器、反模糊化器和模糊推理机四个子系统。模糊神经网络是模糊系统与神经网络的融合体，主要融合的内容包括模糊系统相关理论体系和神经网络相关理论体系，此外还将语言逻辑计算方法和动力学理论等融入其中，增强了模糊神经网络的信息识别能力、信息联想能力和模糊信息处理能力。在神经网络上输入模糊信号和对应的权值，是模糊神经网络应用的核心内容。
2.3 进化算法应用方法
净化算法应用方法是最具有规定律性的一种计算机智能信息处理技术应用方法，创建的依据不但是自然选择依据，还包括了遗传定理，而这两个依据都来源于自然生物界，所以进化算法具有很强的定律性，也被称为遗传算法，主要通过各种生物遗传模型来实现其应用，具有指导机器优化和学习的作用。
净化算法具有操作简单、应用广泛等优势，是多条信息并行处理的有效方法，其研究对象主要为某个个体，待研究个体确定后进行选择、交叉和变异等操作，以实现对信息的处理。近几年，进化算法经多个相关专家及学者的努力研究，进化算法已经从简单的数据信息分析及处理应用，发展到图像识别应用、机器学习应用、自动化控制应用等，成为计算机智能信息处理技术最常用的应用方法之一，促进整个计算机信息处理技术水平的提高。
2.4 信息融合技术应用方法
信息融合技术主要应用于多种信息的加工、利用、优点相互好处理，进而提高信息的真实性和准确性。该技术的应用主要通过多传感系统来实现，即先对信息处理对象进行检测，以保证精准度，然后将检测不到或不能进行确定的信息找出并剔除，以实现计算机信息处理结果准确性和可靠性的提高。
人体大脑综合处理信息的能力是信息融合技术的研发原理，相应的多传感系统是由多个且种类不同的传感器组成，这就使系统不同传感器发出的信息不同，最终形成像人脑一样的信息综合网，然后通过信息综合网对多余的信息进行组合，以实现计算机信息处理中信息正确性的提高。信息融合技术发展至今，已经从单一的信息融合技术发展成高层次信息融合技术和低层次信息融合技术。
3 实际应用
计算机智能信息处理技术的实际应用主要体现在以下几方面：
（1）在各类机器中的应用，不但有利于机械设备智能化程度的提高，还有利于机械设备自动化程度的提高，进而实现少劳力的降低和脑力消耗的降低，最终提高了机器工作效率。
（2）文字、语音和影像等领域中的应用，不但提高了文字、语言和影响识别精准度，还有利于相关识别设备独立识别能力和翻译能力的增强。
（3）在互联网技术设备中的应用，如在路由器等设备中的应用，不但高提高了这些设备的数据传输速度，还实现了传输路径的全面分析，进而实现最佳数据传输路径的选择，最终提高了计算机智能信息处理的网络畅通度。
4 结语
综上所述，信息技术及网络技术的不断发展与应用，使计算机智能信息处理技术被广泛应用于多个领域，相应的技术应用方法也大大增多，主要包括人工神经网络、模糊神经网络、进化算法和信息融合技术四种应用方法。
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关键词：人工智能 电气 自动化
人工智能是研究、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。电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制，电力电子技术、信息处理、试验分析 研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。实现机械的自动化，让机械部份脱离人类的直接控制和操作自动实现某些过程是电气自动化和人工智能研究的交汇点。积极运用人工智能的新成果无疑有利于电气自动化学科特别是自动控制领域的发展．也有利于提高电气设各运行的智能化水平．对改造电气设备系统，增强控制系统稳定性．加快生产效率都有重大意义。
1、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。
2、人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但Al控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解．也有利于控制策略的统一开发。这些Al函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势．这些优势如下：
(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素，例如：参数变化，非线性时，往往不知道)。
(2)通过适当调整(根据响应时间 下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍 ，下降时间快3.5倍， 过冲更小。
(3)它们比古典控制器的调节容易。
(4)在没有必须专家知识时．通过响应数据也能设计它们。
(5)运用语言和响应信息可能设计它们。
总而言之，当采用自适应模糊神经控制器、规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程，但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解，并且找到最简单的拓朴结构配置．自学习迅速，收敛快速。
3、人工智能的应用现状
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。
3.1 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。
3.2 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。
3．3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。
4、结语
人类智能主要包括三个方面．即感知能力．思维能力 行为能力。而人工智能是指由人类制造出来的 机器”所表现出来的智能。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。
参考文献：
