时间：2023-05-16 11:08:59
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇人工智能医疗发展前景，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
在业内人士看来，人工智能不是一项单一的科技产业，而是将其他行业进行融合的工具，例如将机器人和保姆结合产生的“看家机器人”，将导航和汽车结合产生的“车联网”等。在人工智能技术逐步成熟的当下，谁率先在应用上实现突破，谁就有可能在智能时代的竞争中占据优势，“人工智能”有望成为可触摸的新增长点之一。
发展迅猛
身体不舒服，想要打开手机淘宝问问医生，但是怎么样才能从几千个在线等待咨询的医生中间找到最匹配的那一个？
阿里健康已经开发并在手机淘宝上线了健康小蜜――医药健康智能问答引擎。这个类似于智能问答机器人的引擎，可以回答普通用户的一般性医药健康问题，然后根据用户的需求进行选择，将用户自动匹配给相应的医生或者药师。
事上，目前，从医疗健康的监测诊断、智能医疗设备，到教育领域的智能评测、个性化辅导、儿童陪伴，从电商零售领域的仓储物流、智能导购和客服，到应用在智能汽车的自驾技术，都能看到人工智能的身影。
人工智能等技术是助推自动驾驶发展的关键技术。例如，人工智能在帮助汽车解读传感器数据时起决策作用，通过阅读驾驶者的驾驶行为和表情，能及时提醒驾驶员在疲劳驾驶时切换至自动驾驶模式。
“人工智能”一词，通常被认为是1955年8月31日在达特茅斯（美国一所院校）会议上诞生的，61年来，人工智能的研究和实践一直处于不断增长的趋势。当今，人工智能技术的突破带来了席卷全球的技术革命风暴，创造出了一个无比广阔的市场，中国的很多公司在这股大潮中抓住机遇，表现亮眼。有观察者认为，中国的人工智能已成为一张令世界瞩目的闪亮名片。
过去的一年里，长虹、TCL、创维等中国家电企业都纷纷人工智能家电产品，希望借助人工智能打破家电行业的销售难题。
不久前，搜狗公司2016全年财报，搜狗借助人工智能技术实现了较大的业绩增长。未来会把人工智能应用到更多的产品中，让用户表达和获取信息更简单，让人工智能真正惠及人类。
全球人工智能研发的脚步正在加快，中国也不甘示弱。近年来，百度先后成立了大数据实验室、深度学习实验室和硅谷人工智能实验室，并通过架构调整全面发力人工智能。2016年百度世界大会上，“百度大脑”推出，该项目将对语音、图像、自然语言处理和用户画像、无人驾驶等领域进行重点关注和研发。
在腾讯，人工智能研究项目包括WHAT LAB（微信-香港科技大学人工智能联合实验室）、优图实验室、微信模式识别中心、智能计算与搜索实验室等多个部门。
人工智能犹如新的科技革命，为长期低迷的世界经济注入新的活力。去年诸多关键技术突飞猛进，无疑是人工智能发展史上浓墨重彩的一年。诞生半个多世纪以来，它终于走到了从科技研发到行业应用的临界点，蓄势待发。
为发展更新“发动机”
人工智能技术的重大突破必将带来新一轮科技革命和产业革命，对人类生活的方方面面将产生深远的影响。大力发展人工智能技术是中国经济转型升级的重要动力。
众多研究表明，人工智能是对传统行业商业模式、产业链和价值链的全面颠覆，将为全球经济、社会生活的方方面面带来质的变化。
发展人工智能的最大意义在于为现代化发展更换“发动机”。咨询公司埃森哲研究了美国、芬兰、英国等12个发达国家并作出预测，到2035年，人工智能将帮助这些国家的生产率提高40%左右。
对于中国而言，人工智能带来的好处将是多方面的。就经济来说，借助人工智能新技术实现自动化，将极大提高生产率，节省劳动成本；优化行业的现有产品和服务，提升其质量和劳动生产率；通过创造新市场、新就业等，将促进市场更加繁荣，开拓更广阔的市场空间。
而在产业升级方面，中国的传统制造业大而不强的问题亟待克服，人工智能恰恰为制造业转型升级提供了便利和动力，一是这些企业拥有行业海量的数据和大量资金；二是在生产力水平急需提升、传统人口红利逐渐消失的情况下，传统企业有迫切的意愿来改造升级自己的工厂、业务，提高收益，降低企业成本。因此，制造业既是人工智能可以大有作为的领域，也是中国发展人工智能的优势领域。
《全球人工智能发展报告2016》显示，中国人工智能专利申请数累计达到15745项，列世界第二；人工智能领域投资达146笔，列世界第三。
据艾瑞咨询预计，2020年全球人工智能市场规模将达到1190亿元，年复合增速约19.7%；同期中国人工智能市场规模将达91亿元，年复合增速超50%。人工智能发展前景极为广阔。
就制造业而言，“中国制造2025”计划的实现就需要很多人工智能。比如过去在技术上难以克服的问题，就可以通过深度学习，在工程上快速地取得一些新的突破。人工智能技术的发展与应用，对于有效实现“中国制造2025”目标至关重要。
面向未来长远布局
在人工智能这场科技浪潮中，中国与其他国家已经站在了同一起跑线上。针对未来产业竞争，中国政府已在多个方面对人工智能产业做出布局，“人工智能+”的发展，需要面向未来，做出长远布局。
未来5到10年，人工智能将像水和电一样无所不在，可以进入到教育、医疗、金融、交通、智慧城市等几乎所有行业。
目前，在驾驶领域，通过依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，电脑可以在无人主动操作下，自动进行操作；在个人助理领域，通过智能语音识别、自然语言处理和大数据搜索、深度学习神经网络，可以实现人机交互；在金融领域，通过分析、预测、辨别交易数据、价格走势等信息，人工智能可以为客户提供投资理财、股权投资等服务；在电商零售领域，主要是利用大数据分析技术，智能的管理仓储与物流、导购等方面，用以节省仓储物流成本、提高购物效率、简化购物程序。此外，在安防、教育、医疗健康等众多领域，人工智能都有着广泛的用途。
机电自动化产品的功能十分强大，可以进行自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护等多种功能，实现了智能化，因此可以满足人们的多种应用需求，可以在多种场合、多种领域得到使用。强大的功能使得机电自动化产品具有很大的灵活性，因此应变能力较强。机电自动化产品的生产以及不断革新，大大改变了人们的生产与生活方式，将人们从繁重的工作压力中解放出来，有助于改善劳动条件，推动自动化生产的进行，提高生产效率与生产能力等。自动化的生产可以更好实现资源优化配置，并能够在不断实践中不断改革工艺与生产技术等，不断减少耗材。
2机电自动化技术的发展趋势
2.1智能化21世纪是一个信息化的时代，计算机技术以及网络技术的发展极大地改变了人们的思维方式，促使了人工智能概念的提出以及技术的发展。目前，人工智能是人们重点研究的方向之一，越来越受到人们的重视，将人工智能运用到机电领域，实现人机智能化是一个重大突破。智能化就是在机器行为等一切理论基础上，运用人工智能，计算机、动力学等学科，使其逐渐成为自动化产品的智能，但是要想使它完全达到人类智能几乎是不可能的，但是通过一些高性能，速度的微处理器，运用多学科的知识，赋予其较低等级的智能却是完全可以实现的，因此在未来，机电自动化技术会逐步实现智能化，由低等级的智能逐步向较高等级的智能水平发展。
2.2网络化网络技术的发展以及普及，将全球各地的人们联系在一起，基于网络技术产生了多种控制技术，其远程控制终端更是为自动化本身产品量身定做的。随着网络和总线技术的推广与应用，网络化的趋势已经无可阻挡，采用采用家庭网络技术连接电器就可以有效实现计算机家庭化，因此在未来，网络化必将会成为机电自动化技术的发展趋势。
2.3模块化机电自动化技术涵盖很多方面，从机电自动化技术可以衍生出多种多样的产品，因此生产机电自动化产品是一个相当艰巨的过程。工作人员研制和开发一定程度上的标准机械接口、电气接口等的机电自动化技术产品单元是很困难的，如果拥有标准的单元，就可以在标准单元的基础上迅速进行产品研发要创新，也可以迅速扩大机电自动化产品的生产规模，这就需要进行模块化，并要在这基础上制定出每个模块的生产原则以及标准等，从而确保生产出的产品合乎要求。
2.4人性化机电自动化产品制造出来的目的是为人类服务，在未来，机电自动化产品会更加注重设计与功能实现的人性化。要使机电自动化产品更加具有人性化就要重点思考两个问题：一是如何给自动化的实现更加人性化的一些功能？这个问题实际上是要求机电自动化产品的设计与制造更加凸显人机一体化技术，如制造家用机器人等。二：如何模仿生物机理，研制出各种机电自动化技术产品？
2.5微型化20世纪80年代末掀起了一股微型化风潮，MEMS就代表微电子机械系统，也就是使机电系统逐步朝着微米、纳米级方向发展，这样生产出的机电自动化产品体积小，便于懈怠，灵活性比较好，消耗的能量比较少，因此可以广泛应用到军事、医疗等多个领域，并有着举足轻重的作用。
2.6绿色化绿色产品要求产品从设计到生产制造的全过程都贯彻绿色环保的理念，在今天具有相当高的利用率。机电自动化产品的绿色化主要表现在无污染、能够进行回收利用，因此，设计与生产有效的绿色机电化产品会具有广阔的前景。
3结语
【关键词】机电一体化技术；应用；发展趋势
引言
随着现代科学技术的不断进步与发展，各种技术相互融合的趋势也越来越明显，这是社会生产力发展到一定水平的必然趋势。在机械工程领域中，随着微机电子技术和计算机技术的高速发展并与机械工业相互渗透，形成了机电一体化。使工业生产由机械电气化迈入了机电一体化为特征的发展阶段。
1 机电一体化技术的发展现状
纵观机电一体化技术的发展史，大致可以可将其分成三个阶段。20世纪60年代为初级阶段，期间，由于第二次世界战争的爆发很大程度上促进了机械产品与电子技术的结合，但这种结合由于当时电子技术发展水平有限，结合并不深入，广泛。20世纪70年代，为机电一体化蓬勃发展的阶段，该时期内，计算机技术，控制技术和通信技术的飞速发展大大促进了机电一体化的发展，并逐渐在世界范围内被普遍接受。20世纪90年代后期，机电一体化技术进入了深入发展阶段，并不断像智能化迈进，人工智能技术，光纤技术和神经网络技术的巨大进步加快了机电一体化技术的发展进程[1] 。
2 机电一体化的发展趋势
机电一体化是机械，微电子，控制，计算机，信息处理等多学科的交叉融合的结果，它的发展和进步与相关技术的进步与发展是脱不开的。机电一体化的发展方向主要包括以下几点：
2.1 智能化
智能化是机电一体化技术的重要目标和方向。该种智能化，是在控制理论的基础上，吸收人工智能，运筹学，计算机科学，心理学，生理学等新思想，新方法来模拟人类智能，使之具有逻辑思维，判断推理，自主决策等能力。当然，想要机电一体化产品能达到人类同样水平的高智能化是不现实也是没有必要的，拥有部分智能或低级智能便足够达到较高的控制目标 。
2.3 网络化
20世纪90年代，网络技术得到了前所未有的高速发展，成为计算机技术发展的突出成就之一。网络技术的不断普及给人类的生活带来了巨大的变革。无论是在工业生产，还是在人们的日常生活中，网络化技术的运用无处不在。同时，各种网络将全球经济，生产连成一片，企业间的竞争也将全球化[2] 。企业间只要研制发明出了功能独到，质量可靠的机电一体化新产品，就会通过网络畅销全球。可以说，机电一体化产品在朝着网络化方向不断快速发展。
2.4 微型化
微型化是精细加工技术发展的必然趋势，该微型化指的是机电一体化向微型机器，和微观领域发展的趋势。外国称其为微电子系统MEMS。它是指可以批量制作，集微型结构，微型传感器，微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口和通信电源等于一体的微型器件或系统机。微机电一体化体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗，军事，信息等方面具有不可比拟的优势。
2.5 绿色化
高速发展的工业社会丰富了我们的物质生活条件，给我们的生活带来了极大的便利，但与此同时，也破坏了资源，生态环境也受到严重污染 。因此，在这种情况下，人们开始呼吁生产绿色产品。绿色产品是指低能耗，低污染，舒适，协调而可再生利用的产品。生产绿色化产品是时展的必然趋势。绿色产品从其生产到销毁的申明过程中都符合了环境保护和人类健康要求[3] 。因此绿色的机电一体化产品具有很好的市场发展前景。
3 机电一体化技术的应用
随着我国市场经济体制的不断完善 ，机电一体化技术的应用领域也越来越广泛，主要应用在以下几个方面：
3.1 数控机床
数控机床代表了一个国家机床的生产水平，经过多年发展，我国在数控机床及相应的数控技术在结构，功能，操作和控制精度上都有着迅速的提高。其主要表现在以下几个方面：其一，总线式，模块化，紧凑型的结构，即采用cpu，多住总线的体系结构；其二，设计开放，是硬件体系结构和功能模块具有层次性，兼容性，复合接口标准，大大提高了客户的使用效益；其三，一台机床能够同时完成多个独立任务，或控制多台机床的能力，并将刀具破损检测，物料搬运，机械手等都控制集成到系统中去；其四，系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统地能力。
3.2 工业机器人
一个国家机器人技术水平一定程度上反映了该国家综合技术水平的高低。随着机器人技术的不断发展，工业机器人已经广泛高效的运用于各工业领域中。该种结合了机构学，自动控制，计算机，人工智能，通讯技术，传感技术，等多种学科和技术的综合成果能够具有感知，思维和行动功能[4]。在具体操作中能够获取，处理和识别多种信息，独立完成复杂的操作任务。机电一体化在工业机器人中的运用能够很大程度上提高工业生产水平。。
3.3 自动机与自动生产线
不难发现，自动机械与自动生产线及各种自动化设备已广泛使用在国民经济生产和生活中。它是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如在各种印刷包装生产线，邮件信函自动分拣处理生产线，各种高速香烟生产线中，将现代电子技术与传感技术应用于其中，能够有效提高生产效率。
4 结语
机电一体化已经成为当今世界最重要的技术发展方向之一，并辐射影响到几乎全部的工业行业。机电一体化作为机械工业发展的必然趋势，将在各方面带来显著地经济效益和社会效益，具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]刘磊，涂万阳.机电一体化在数控机床中的应用[J].经营管理者，2014（04）.
[2]李晓培.浅谈机电一体化特点及发展研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013（12）.
关键词：智能控制；应用；探讨；
前言：
随着时代的发展，科学技术的进步，计算机技术已经逐渐成为人们日常生活中不可分割的一部分，而自人工智能的概念被提出后，各国将更多的精力投入到智能的研究上，随着信息化时代的到来，自动化技术与智能控制技术的结合越来越符合当前工业的发展。智能控制作为以众多学科为基础的过程控制中最为重要的一部分，在社会上的各行各业都有着十分重要的作用。除此之外，智能控制同样是当今社会处于前沿的科学技术，因此，如何将智能控制更好地应用于实际具有十分重要的社会意义。
1 智能控制综述
随着科学技术的发展，人们生活质量的提高，对工业生产的需求越来越旺盛，从而导致了过程控制也就是控制科学这一项技术的诞生。智能控制是指通过控制智能机器完成目标的控制过程，智能控制作为控制过程的重要组成部分，随着各界人士不断的钻研，目前智能控制的理论已相对成熟。智能控制是人工智能、控制论、信息论与运筹学等技术相互交叉所形成的符合当展的一项新型的理论与技术，也因此其应用领域正在不断的扩大。目前主要通过两种研究方法来研究智能控制，提高智能控制所具备的一些能力，如学习能力、组织综合能力、适应能力以及优化能力，从而保证智能控制能更好地发挥其相应的社会作用。
2 智能控制所采用的手段
2.1 专家控制
专家控制其实就是将专家系统引入控制领域的一种新型的智能控制，而随着时间的发展，专家控制逐渐成为智能控制的重要组成部分。专家系统通过知识库采集相关知识进行推理，从而使专家控制能最大限度地模仿专家的经验推理出解决对策以及方案，专家控制最大的优点便是它是通过各种知识进行推理从而得出最终的解决对策，而不是通过一个固定的规则或数据模型得到的结果。目前专家系统的应用极其广泛，但是仍有许多问题值得进一步的研究，以便专家控制系统具备自主学习能力，从而能使智能控制更加完善。
2.2 模糊控制
自1956年模糊控制被第一次提出以后，就成为了智能控制中的重要组成部分，并被广泛地应用于实际中。模糊控制相对于其它智能控制手段最主要的特点就是算法简单、执行速度快、容易实现目标，也因此，模糊控制被广泛地应用于较为复杂的领域解决较为复杂的问题。所谓的模糊控制是基于模糊推理等理论，从而使机器能以较为接近人类思维的语言逻辑进行分析，从而控制系统进行工作，以便达到无人控制的目标。到目前为止，虽然作为智能控制的重要组成部分的模糊控制已经发展得相当不错了，但是仍然存在着一定的问题需要改善。
2.3 神经网络控制
所谓的神经网路控制就是将神经系统融入智能控制中，是基于结构模拟人脑生理结构而形成的智能控制和辨识方法，其中BP网络是神经网络控制的主要网络模型。神经网络控制在控制领域具有十分重要的作用，这主要是因为神经网络控制在理论上是非线性函数且能执行并行分布处理，具有较强的学习能力与适应能力，可以进行多变量的处理。但是神经网络控制同样具有不可忽视的缺陷，目前正在进一步研发将神经网络理论应用到具体的控制系统，以便提高智能控制的性能。
2.4 混沌控制
混沌控制同样也是智能控制的重要组成部分，于1963年被气象学家所提出，是非线性动力系统的理论，而且由于混沌控制在工业上所具有的重要应用价值，使得混沌控制成为了当代社会的重要研究方向。目前常用的混沌控制方法包括OGY法、连续反馈控制法等控制方法。混沌，顾名思义就是在确定的系统中出现的貌似随机的现象，是一种十分普遍的运动情况。近几年，混沌控制逐渐成为了非线性系统领域重点研究对象，但是由于其发展时间较短，仍旧需要进一步的研究。
3 智能控制的应用
3.1 智能机器人
智能控制现阶段被广泛地应用于各个领域。自人工智能理念被提出以后，智能机器人的研究便成为了各界学者关注的重点，而现在的智能机器人研究相对成熟，主要是因为赋予“思维能力”的相应控制系统十分完善，能准确地对周围的环境等情况进行检测，同时进行定位，而智能控制系统强大的学习能力也提高了智能机器人对环境的适应能力。目前智能机器人在社会上有着十分广泛的应用，其中多数都是危险作业，如挖矿、水下运载器、水下无人机等的作业都是通过智能控制实现的。
3.2 智能监控
智能监控是智能控制的主要应用领域。在工业生产中，智能监控是必不可少的，这主要是为了保证加工的效率和准确度，同时由于目前将智能控制技术与自动化技术相结合以成为工业生产的主要方式，而利用智能控制不仅可以提高控制精度与工作效率，避免了工作人员的操作，降低了操作的难度，避免了客观因素对电气设备的干扰，提高了电气设备的自动化程度，促进了工业的发展。除此之外，智能控制同样被应用行器的过程控制以及医疗过程控制中，从而保证飞行器的飞行安全，合理地评估用药，可以看出智能监控对社会的发展十分重要。
3.3 智能检测
设备具有一定的使用寿命，并且极易受到外界因素的干扰，从而降低机器的使用寿命，造成大量的损失，因此必须采取一定的措施延长设备预期使用寿命，而智能检测在这方面具有得天独厚的优点。智能检测是通过合理的分析设备所运行的情况，从而判断设备可能出现故障的地方及原因，并发出警告，以便维修人员能及时地检修，及时地排除故障，从而保障设备的正常运行，延长机器的使用寿命，并在一定程度上降低损失。目前智能故障检测广泛地应用于雷达以及火电站锅炉给水过程等方面。
3.4 智能仪器
随着电子技术的发展，微电子元件具有十分广阔的市场，而随着微电子元件的发展，人工智能与智能控制技术正朝着更高的集成化、网络化、模块化的方向发展，从而与工业生产相结合，形成自动化程度更高的设备，从而实现无人控制与远程控制的目标。
4 智能控制的应用前景
到现在为止，智能控制的发展历史极其短暂，仅仅只有六十年，但是在这短短的六十年间，智能控制逐渐成为了各个领域的主要应用技术。虽然智能控制的发展十分迅速，但是由于发展时间较短，仍然存在很多的问题，因此需要加强对智能控制的研究，从而使其应用更为安全且广泛。这就需要相关的学者继续完善智能控制的相关理论，并且在一定程度上提高智能控制系统的稳定性、可控性等性能，并且解决当前智能控制中所遇到的问题，从而使智能控制应用于更广的领域。
5 结语
综上所述，随着经济的发展，科学技术的进步，当今社会的IT行业正处于蓬勃发展的时期，而智能控制更是基于人工智能理论所衍生的更符合当今社会发展的一项新型的学科。人工智能控制是一项基于运筹学、人工智能以及控制理论等所衍生的一项交叉技术，目前为止，应用最为广泛的智能控制手段包括模糊控制、专家控制、神经网络控制以及混沌控制，并且逐渐在社会中发挥着重要的作用，从而为我国的发展做出一份贡献。
参考文献
【关键词】机电一体化；微电子技术；发展趋势
引言
当前，科学技术对于机械工业的推动作用是不可小觑的，在某种意义上来说，科学技术是机械工业发展的推动力和源泉。机电一体化技术作为该领域的重要技术在全球各国都得到了重视。在我国，随着计算机技术以及微电子技术的发展，其在机械工业领域的应用也日益广泛，随之而来的即是机电一体化技术，该技术的出现改变了机械工业的产品功能以及结构等，同时也给其生产方式和管理系统带来了较大的变化。
1 机电一体化核心技术
在机电一体化技术中，包括硬件技术和软件技术两个方面。其中，硬件的组成包括：机械设备、传感器、驱动单元以及信息处理单元等。对机电一体化技术的核心进行分析，包括以下几个方面：（1）机械设备技术。对于机械设备本身，应该致力于改善其性能，减轻其质量，改进其结构，充分利用非金属复合材料。只有有效降低机械设备的自身重量，才能使驱动系统实现小型化，机械设备的响应速度也会得到改善，工作效率也会随之提高。（2）传感技术。目前，对于传感器而言，其技术关键在于可靠性的提高，灵敏度的改善以及精确度的提高等。要想提高传感器的可靠性，需要提高其抗干扰的能力，对此，光纤电缆传感器开始出现。（3）信息处理技术。微电子技术和信息化技术与机电一体化是密不可分的，有效提高信息化处理的可靠性，即：模数转换设备的可靠性，分时处理的可靠性以及输入输出的可靠性等，可以提高相应的处理速度，有效解决抗干扰问题。（4）驱动技术。驱动结构普遍采用的是电机，其存在的主要问题是响应速度问题以及效率问题。对此，一些电机中开始装入编码器，相应的伺服驱动单元也开始出现。（5）接口技术。为了实现与计算机的顺利通信，数据传递过程中的格式标准化和规格化是非常重要的。采用统一标准规格的接口便于信息的传递，维修起来也十分方便，另外，还能够简化设计过程。当前，低成本、高速度的串行接口成为人们关注的重点，它能够有效解决光耦器的小型化和标准化问题。（6）软件技术。在机电一体化技术的发展中，不仅要关注硬件发展，软件也应该同步发展。为了降低研制软件的成本，将生产维修的效率提高到新的水平，需要不断推行标准化的软件。
2 机电一体化技术前景
对机电一体化的技术前景进行分析，体现在以下几个方面：（1）人工智能方面。智能化技术的重要应用体现在：数控机床的智能化和机器人的智能化上。在新的世纪，智能化是机电一体化发展的重要趋势，但值得注意的是，智能化的产品无法具备同人一样的智能，其智能是相对的；它也没有必要实现同人一样的智能。（2）部件的标准化方面。在机器的生产过程中，机电一体化的产品规格无法实现严格的把控，分析其原因，是因为该类产品具有较为复杂的构成，对产品各类接口研制以及开发由于厂家众多而变得十分困难，这些接口包括：环境接口、动力接口、电气接口以及机械接口等。在开发新产品时，很大程度上会依赖于标准单元的产生，如：要想研制一种动力单元，需要将其与电机和智能调速相结合。但由于经济利益的原因，这些标准很难被制定出来，只能由相关企业进行组建。标准化以及系列化的电气产品对于机电一体化单元的企业所带来的发展前景是不可估量的。（3）计算机家电集成系统方面。在日常生活中，网络技术的应用能够有效解决很多问题。网络技术的发展也使得各类消息发展了很大变化。通过网络的连接，全球经济联系得更加紧密，全球性的企业竞争也随之而来。如果能够研制出机电一体化的新产品，能够实现功能和质量上的突破，它必然会在全球范围内畅销。各类远程控制以及监视也因为有了网络而得到普及和发展，其中的远程控制终端设备就属于机电一体化产品，家电产品因为有了现场总线技术的发展也实现了网络化，通过网络连接，家电产品可以形成一个集成家电系统。（4）超精密技术的使用方面。微电子机械主要是指机电一体化产品中的几何尺寸在一厘米范围内的产品，随着时代的进步，它还会向着微米和纳米的方向发展。小体积、低功耗和运动灵活是这种产品的主要特点，因此，它在信息、军事以及医疗等领域得到了广泛的应用。这种技术的瓶颈在于微型技术和精细加工技术。（5）绿色产品方面。当前，人们越来越重视环境保护，对环境资源进行合理利用，保护自然成为人们追求的目标，绿色产品自然也是其中的内容之一。所谓机电一体化绿色产品是指在进行产品的设计、制造以及使用时按照环境保护以及人类健康的要求进行，尽可能的减少对环境的危害，提高资源利用率。
3 机电一体化产品的发展趋势
针对机电一体化产品，对其未来的发展趋势进行分析，体现在：（1）数控机床。当前，我国的数控机床数量在世界上是处于第一位的，但就国内的数控机床比例而言，只占全部机床的5%，并且大部分是普通机床。为了适应加工技术的发展需求，应该致力于以下几个方面的内容：高速化。高速加工技术的普及使得机床各方面的性能都得到了提高，如：车床主轴转速得到了提高，铣床以及加工中心主轴的转速得到了提高等等。高精度化。对于数控机床而言，其精度已经定位到由原来的0.01-0.02mm上升到0.008ram左右；对于亚微米级机床而言，其精度定位在0.0005ram左右；对于纳米级的机床而言，其精度定位在0.005-0.01Hil。新结构化。复合加工技术的发展使得数控机床的结构出现了新的变化，如出现了：五轴五面体复合加工机床、五轴五面动加工各类异形零件。（2）自动机以及自动生产线。机电一体化技术在国民经济中的应用还体现在：各类自动机械设备、自动生产线等的广泛应用。这些设备大量使用电子技术和传感技术，如：PLC、变频调速器、各类智能控制系统等。
4 结束语
总之，机电一体化不是独立存在的，其出现涉及到很多学科，是科学技术综合发展的产物，同时也是推动社会发展的源泉。本文重点对该技术的发展趋势进行了分析，当然，与机电一体化技术相关的技术远远不止本文中提及的几项，将更多的技术融入其中也是未来的发展趋势。
参考文献：
[1]安红杰.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2012（1）.
[2]刘莎，周泉.机电一体化的发展趋势分析[J].产业与科技论坛，2012（3）.
【关键词】机电一体化技术；应用；发展
0.引言
机电一体化技术是机械工业技术、微电子技术和信息技术相互交叉融合的新产物，在电子技术的推动下，已被广泛应用于各个技术领域，逐步提高各行业领域的智能控制水平。机电一体化技术在我国机械制造、饮料生产和钢铁生产中应用更为广泛，具有良好发展前景。
1.机电一体化技术的应用
1.1应用于现代机械制造工业
传统机械制造工业是基于市场规模经济建立的，主要依靠企业生产规模、生产批量和产品结构来增强自身竞争优势，其根本目的是真正实现资源的有效利用，以生产机器取代人力，通过低成本获取高质量、高效率。现代机械制造工业以信息技术为先导，其生产模式、制造系统、制造技术和组织管理形式得到全面改革，是具有全球化、网络化、智能化特性的绿色环保制造业。机电一体化技术应用于现代机械制造工业，能让企业的制造技术得到良好发展[1]。
1.2应用于饮料行业
事实上，机电一体化技术是现今应用最广泛的、发展前景最好的应用技术，它广泛应用于食品饮料包装机械的开发、设计和制造中。这不仅可以有效提高单机自动化程度，还能全面增强整条包装生产线的自动化控制能力和生产能力，让其竞争能力远远优胜于其他传统的机械控制同类设备，从根本上改善食品饮料包装工作质量。
1.3应用于钢铁企业
1.3.1现代集成制造系统
在钢铁企业中，现代集成制造系统（CIMS）能实现人与生产经营、生产管理和生产过程的一体化控制，对生产原料进厂、生产加工到产品发货的全过程都真正实现全过程一体化控制。
1.3.2现场总线技术
现场总线技术（FBI）主要用于连接设置在现场的仪表与控制室内的控制设备，真正实现数字化双向多站通信连接。[2]用现场总线技术取代当前常用的信号传输技术可以让大量信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统进行双向传输，保证数据传输的有效性。
1.3.3交流调速技术
交流调速技术是电力电子技术和微电子技术飞速发展的衍生物，由于交流传动性质优越，已广泛应用于生产实际中。随着科学技术的飞速发展，不仅能让复杂的矢量控制技术实用化变成现实，还大大改善交流调速系统的调整性能，甚至远远超过直流调素水平。
1.3.4开放式控制系统
开放式控制系统能对一种标准的信息交换规程进行识别是支持，能实现不同厂家生产产品的兼容和互换。通过工业通信网络，开放式控制系统能使各种控制机械设备、管理计算机互联，实现测量与控制的一体化管理。
2.机电一体化技术的发展
2.1信息智能化
信息智能化是基于控制理论基础，对计算机科学、数学理论、运筹学、动力学和人工智能进行吸收强化的新学科思想，它能模拟人类思维能力，实现高水平的控制目的。随着科学技术的不断发展，机电一体化技术必然日趋智能化，机电一体化产品智能化会成为明显特征，目前我国的机器人与数控机床的智能结合就是机电一体化技术智能化体现。
2.2微型机电化
目前，借助半导体蚀刻技术已经成功制造出亚微米级的机械元件，若将该成果应用于实际产品中，就能完全实现机械和电子的相互融合，将CPU、机体、传感器、执行机构有效集成，不仅体积小，还能组成一种自律元件[3]。这表明了机电一体化朝着微型机械学发展的重要趋势，一旦研究成功，必然会给军事、生物医疗、信息科技领域带来重大影响。
2.3光机电一体化
事实上，机电一体化系统包括机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件，若在机电一体化技术中积极引进光学技术，就能充分利用光学技术的优点，全面改进机电一体化系统的各个处理系统，提高机电一体化工作效率。
2.4产品网络全球化
在全球互联网的影响下，全球生产、经济被连成一体，企业间竞争也将上升到网络全球化的竞争，只要研制出具有质量保证、功能可靠、性质稳定的机电一体化新产品，必然会在短期内畅销全球。由此可见，机电一体化产品必然会朝着网络全球化的趋势发展。
2.5产品绿色化
机电一体化产品绿色化主要是指产品在使用过程中不会对生产环节造成破坏，即使报废后也能回收利用。由此可见，机电一体化绿色产品在其设计、生产、使用和销毁的过程中，是完全符合自然环境和人类健康的要求，尽可能对生态环境不造成危害或仅有极小危害，其资源利用率高。虽然机电一体化绿色产品制作成本和技术成本较高，但其具有可观的发展前景，值得深入研究。
随着社会的不断进步，机电一体化技术已渗透到我们生活的方方面面，给我们的生活带来重大影响。科学技术的飞速发展，使机电一体化技术的发展前景更为广阔。机电一体化技术的完善发展，必然会给新世界新形势下的生产活动带来更多的技术支持。
【参考文献】
[1]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作，2013（08）：231.
【关键词】 机电一体化；创新发展；发展趋势
中图分类号： TH-39 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
机电一体化在讲科学、争创新的良好社会环境中飞快的发展，推动了机电自身的发展进步也促进了社会的发展。机电一体化是传统的机械行业与现在电子技术想结合，形成一种新的体系，是现代机械技术发展的要求和产物。机电一体化在很多高校中很受欢迎，学术种类繁多。根据我国国情，机电一体化需经过一定时间的发展，才能达到国际先进水平。这就需要采用边引进、边消化，进而改进、创新的方针，利用我国劳动力廉价的优势，引进、消化国外发展多年、比较成熟的技术进行来料加工、合资经营和独立经营，在较短时间内使一些产品达到国际水平。独立发展适合中国国情的、具有中国特色的机电一体化产品，做到引进利用、消化、改进、开发、创新，充实基础，积累经验，培养人才，积极稳妥地前进。
二、机电一体化发展方向的内容
1.技术设计的单元化
目前主要是从单元化技术来研发机电一体化技术。单元化是把系统分为几个单元模块，如工控机、运动控制卡、伺服电机及步进电机、CAN总线、电动机驱动器、回转单元等。在接口一致的前提下，将单元的设计完成后再结合，实现机电一体化系统具有高度的可扩展性以及互换性的优越性。
2.控制系统的树状网络化
控制系统的网络化是指把电子计算机作为节点，其它的运动控制卡、CAN卡等作为子节点，这样节点和子节点就形成了树桩的网络状态。在实现监控中，计算机把电机工作的情况和传感器的反馈信息进行处理，实现整个系统的优化整合，实现了网络把每一个控制点联系起来，实现对机电的控制，实现机电一体化。对控制对象的选择上，也能伺服电机来实现高精度的工作要求。利用计算机对不同节点信息进行处理，再将其反馈到每一个控制对象上，利用这种方法来完成协同控制。
3.系统应用的长久化
在进行机电的操作中，对机电的控制对象的数目来增加控制卡的数目，只要在电气上作出改动即可，或者对其它设备的添加来实现系统功能的扩展。比如：为了使图像定位和图像智能的控制准确性，可以通过添加几个工业摄像头的方式来实现。我国先进生产力的发展状况，其迅速发展的趋势预示着其有广阔的发展前景。
三、机电一体化技术创新发展前景概述
1．进一步实现机电一体化技术用途的广泛化
不管在小方面还是大方面，机电一体化的应用会更加的广泛，自动化产业的发展主要依赖机电一体化来实现，同时也是工业化、航天工业、各种国防工业技术的基础。纵观国外的机电一体化发展中，机电一体化发展较快的国家，带动了PLC工业控制的发展，应用更加的广泛。作为机电一体化的核心的程序控制器技术也不断的发展，带来了程序控制一体化的变革。PLC是工厂自动化控制的核心技术。但是，PLC的质量在不同品牌之间质量不一样，因为在把阶梯图的绘制转化成PLC的指令过程中遇到的困难较大
2.机电光一体化是必然要求
新世纪以来，随着半导体微电子技术、镭射技术的飞速发展，各种显示产业和生物科技的发展，使得机电一体化必然向机电光技术方向的发展。机构设计、精密制动器、人机界面、微处理器，程序或反馈控制、诊断信号的处理与错误、辨别图形、制程工程以及仿生人工智能是机电光技术的典型范围。机电光系统的类型可以根据光学、各种光学元件的互动程度及其组合特性分为三个类型。即光机整合的类型；内嵌光电或者光学装置的类型；在光学系统中嵌入机电装置。
四、机电一体化技术的具体方向
1.国际化方向的发展
全球经济的合作与发展，是机电一体化走向国际化的社会环境。由于计算机的发展，网络的便利性为发展科技、工业生产、科教文卫等都发生了巨变。地球村产生了地球经济，很多企业走出本土面向世界，国际间的经济合作交流促进了机电一体化技术的发展。机电技术创新发展的新产品能迅速走向全世界，畅销全球。
2．智能化方向的发展
21世纪的机电发展技术更加重视智能技术，智能技术是一个区别于传统机械技术的特征。机电一体化的智能化要求在以后的机电操作控制中，依赖于人工智能、运筹学、计算机信息学、混沌动力学等新的学科知识，模拟人类智能，实现机电一体化的优越性。智能化是发展趋势去很多地方受到应用，节约了更多的人工成本，实现以依靠科学进步提高工作效率的理想境界。
3．微型化的发展趋势
鉴于传统的机电一体化的庞大笨重，不易展开工作的缺点，电机一体化微型化起步发展于20世纪末。微型化的发展不仅提高了机械的一体化优越性，还体现微电子系统的优越性。
纳米技术是机电微型化发展的技术方向。目前的为机电一体化应用中，在生物、通信、制造业、医疗等领域有很好的影响力。但是主要存在的发展瓶颈是机电设备的复杂性导致不能与当前微电子技术同等的发展力度，机电一体化微型化的技术落后后微电子技术的发展。但是随着科技的进步，微机电技术一定也能得到更好的发展，从而促进机电一体化整体的微型化水平。
4．模块化的方向发展
模块化是机电一体化技术的主要发展方向。因为模块化的工作量大、繁琐、生产的厂家多，对零件之间的紧密配合的程度要求较高。如果各个零部件之间的配合不好，就有可能使得机电一体化技术不能很好地实现，这就需要对机电一体化进行模块化设计。模块化设计就是将多个要素组合在一起，构成一个子系统。多个子系统最后又组合成为一个整体，从而生成一个新的系统，产生不同的功能。
5.绿色化的方向发展
环保问题是任何一个技术发展首先考虑的问题，改过了以前片面追求经济效率而忽视环境保护的做法。绿色发展方向是主流方向，不仅是一个时代的技术发展趋势，也是人类创造科学文明必须遵守的准则。绿色产品能够使用最少的资源，达到最大的经济效益，同时对环境造成最小的污染，绿色产品在制造、使用和销毁的过程中都能够符合环境保护的要求，也不会威胁到人类的生存健康。
五、机电一体化技术发展的保障
单靠机电本身的发展是不科学的，应该得到多方面的保障。虽然机电一体化的发展速度很快，竞争力也很强。仍有其它问题存在，要保证机电一体化技术能够有一个较好的发展的措施，可以从以下的几个方面来进行：要让政府的决策高层认识到机电一体化技术的重要性；加强对机电一体化技术人才的培养；发展电力电子关键技术，加强对机电一体化技术的研究；注重理论与实际并行；积极推动“产学研合作”；机电产业要走进校园内部去寻找人才与合作；建立未来的研究对象。
六、结束语
机电一体化的发展中会不断的完善，控制系统也会强大，作为一个机电工作人员必须对它有个全面科学的认识。承认机电一体化技术在发展的成果，也要发现各种问题，毕竟机电一体化技术的发展时间不长，在发展的过程中还会面临很多困难和问题，我们应该坚持科学的发展观，认真分析机电一体化技术发展的现状，使得机电一体化能够在国家的发展当中做出更大的贡献。
参考文献：
[1]王海静.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].教育教学论坛，2013（13）.
[2]苏林.浅谈机电一体化在喀拉通克铜镍矿的应用及发展对策[J].新疆有色金属，2008，31（3）.
关键词：机电工程现状发展趋势
中图分类号：E271文献标识码： A
引言
机电工程发展至今已经成为一门自成一体的新型学科, 随着科学技术的不断发展, 必将被赋一予新的内容。但其基本特征可概括为机电工程是从系统的观点出发, 综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、、汁算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术, 根据系统功能目标和优化组织目标, 合理配置与布局各功能单元, 在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最终达到最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统, 就成为一个机电工程系统或机电工程产品。因此, “ 机电工程” 涵盖“ 技术” 和“ 产品” 两个方面。只是, 机电工程技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术, 而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电工程与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。
一、我国机电工程现状
机械工程技术由纯技术发展到机械电气化, 仍属传统机械, 其主要功能依然是代替和放大的体现。但一一机电工程的发展状况机电工程的发展大体可以分为几个阶段。
1.世纪年代以前为第一阶段, 这一阶段称为初级阶段, 在这一时期, 人们不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能, 特别是在第二次世界大战期间, 战争极大地刺激了机械产品与电子技术的结合, 这些机电相结合的军用技术, 战后转为民用, 对战后经济的恢复起到了积极的作用。
2.从当时研制和开发的总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平, 机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广使用。世纪一年代为第二阶段, 可称为蓬勃发展阶段, 这一时期, 计算机技术、控制技术、通信技术的发展, 为机电工程的发展奠定了坚实的技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电工程的发展提供了充分的物质基础。
3.世纪年代后期, 开始了机电工程技术向智能化方向迈进的新阶段, 机电工程进人深人发展时期。一方面, 光学、通信技术等进人了机电工程,微细加工技术也在机电工程中崭露头脚, 出现了光机电工程和微机电工程等新分支另一方面对机电工程系统的建模设计、分析和集成方法,机电工程的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时, 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步, 为机电工程技术开辟了发展的广阔天地。这些研究, 将促使机电工程进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。使人们有更好的发展，给人类带来生活的方便。
二、我国机电工程的发展趋势
机电工程的发展趋势机电工程是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合, 它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此, 机电工程的主要发展方向如下智能化智能化是世纪机电工程技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电工程建设的研究日益获得重视, 机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“ 智能化” 是对机器行为的描述, 是在控制理论的基础上, 吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法, 模拟人类智能, 使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力, 以求得到更高的控制目标。
1.模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电工程产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电工程产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元, 具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元, 以及各种能完成典型操作的机械装置。这样, 可利用标准单元迅速开发出新产品, 同时也可以扩大生产规模这需要制定各项标准, 以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突, 近期很难制定国际或国内这方面的标准, 但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然, 从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定, 无论是对生产标准机电工程单元的企业还是对生产机电工程产品的企业, 规模化将给机电工程企业带来美好的前程。
2.网络化世纪年代, 计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片, 企业间的竞争也将全球化。机电工程新产品一旦研制出来, 只要其功能独到, 质量可靠, 很快就会畅销全球。由于网络的普及, 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机电工程产品。因此, 机电工程产品无疑朝着网络化方向发展。
3.微型化微型化兴起于世纪年代末, 指的是机电工程向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统, 泛指几何尺寸不超过的机电工程产品, 并向微米、纳米级发展。微机电工程产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电工程发展的瓶颈在于微机械技术, 微机电工程产品的加工采用精细加工技术, 即超精密技术, 它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
4.绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面, 物质丰富, 生活舒适另一方面, 资源减少, 生态环境受到严重污染。于是, 人们呼吁保护环境资源, 回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生, 绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中, 符合特定的环境保护和人类健康的要求, 对生态环境无害或危害极少, 资源利用率极高。设计绿色的机电工程产品, 具有远大的发展前途。机电工程产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境, 报废后能回收利用。人们大量倡导绿化工业能够给人们带来的美好的生活，良好的生活品质。
5.系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态, 进行任意剪裁和组合, 同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强, 一般除外, 还有、人格化。未来的机电工程更加注重产品与人的关系, 机电工程的人格化。
结束语
综上所述，机电工程的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电工程相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电工程技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献：
《经济学人》2012年4月21日文章认为，智能机器人将和3D打印等一起改变传统的制造业模式，催生“第三次工业革命”。事实上，制造业革命已经发生，目前主要发达国家在汽车制造、电子制造等“精密制造”领域主要用机器人自动化生产线进行制造。机器人代表的柔性化、绿色化、数字化的智能制造是一种新的技术—生产范式，已经改变了高端制造模式，并迅速向其他领域扩散，引爆了制造业的新革命。
鉴于此，世界主要发达国家纷纷布局机器人产业，以期在产业变革中占得先机。
美国机器人发展起步早，其发展思路是立足于相关机器人技术实现产业化，包括医疗外科机器人及家用智能吸尘器机器人已经实现产业化发展。在过去的20多年里，美国政府先后了联合机器人研究计划（Joint Robotics Program）、《无人系统路线图（2009～2034年）》、《机器人战略白皮书》，2011年6月美国总统奥巴马还提出NRI国家机器人发展计划（NASA，NSF，NIH），借机振兴美国制造业。
日本一贯将机器人技术列入国家级的研究计划和重大项目，以工业机器人、仿人娱乐机器人为突破口，采用模块化和标准化道路，近两年开始积极开展RT（机器人技术）的研究，推进服务机器人的产业化。另外经济产业省新产业发展战略和机器人技术战略，其中日本能源及产业技术综合开发机构（NEDO）资助了包括：服务机器人安全技术和验证项目（2009～2013）、智能机器人技术软件计划（2007～2011）等在内的多个项目。
欧盟2006年制定了欧洲第七框架计划（FP7），执行期从2007年至2013年，以加强机器人模块化功能部件和危险作业机器人研发；另外欧洲机器人技术研究网络还提出了2002～2022年欧洲机器人研究与应用的路线图（Euron Research Roadmaps）。
韩国机器人发展强调智能机器人与现代网络相结合，制定了韩国“839”战略计划：智能服务机器人是9种核心技术之一；将智能服务机器人作为21世纪推动国家经济增长的10大发动机产业之一，2013年成为世界三大机器人生产国之一。2008年、2009年相继《智能机器人开发与普及促进法》与《第一次智能机器人基本计划》，目标是到2018年使韩国成为全球机器人主导国家。
我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》中，明确指出将服务机器人作为未来优先发展的战略高技术，科技部于2012年4月24日印发《智能制造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》，“十二五”期间我国将把工业和服务机器人作为战略新兴产业予以重点扶持。
国外机器人产业发展现状
1954年乔治·德沃尔设计出第一台可编程工业机器人，并于1961年发表了该项专利，1962年通用汽车公司将其投入使用，标志着第一代机器人诞生。20世纪80年代，世界工业生产技术上的高度自动化和集成化高速发展，同时也使工业机器人得到进一步发展，并在这个时期工业机器人对世界整个工业经济的发展起到了关键性作用。目前，世界上工业机器人无论是从技术水平还是从已装配的数量上都日趋成熟，特别是以日、美为代表的少数发达国家优势更为明显。与此同时，随着应用领域的拓展以及智能化水平的提高，工业机器人的应用已从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、农业、建筑、灾难救援等非制造行业，而且在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域，机器人的应用也越来越多，如无人侦察机（飞行器）、警备机器人、医疗机器人、家用服务机器人等。机器人，己经成为世界各国抢占的高科技制高点。
国内机器人产业发展现状
我国工业机器人起步于20世纪70年代初期，随着改革开放的实施与深化，其在工业自动化的发展进程中扮演着极其重要的角色。现在，我国从事机器人研发的单位有200多家，专业从事机器人产业开发的企业有50家以上。“九五”期间，在国家“863”高技术计划项目的支持下，沈阳新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、上海机电一体化工程公司、北京机械工业自动化所、四川绵阳思维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题产业基地。国内的机器人技术研发力量已经具备了大型机器人工程设计和应用的能力，整体性能已达到国际同类产品的先进水平，并具有更好的性价比和市场竞争力。目前，我国在在上海、沈阳、北京、芜湖等地建立了工业机器人及其自动化生产线工厂和产业基地，开发出一批有市场前景的，具有自主知识产权的工业机器人及其自动化生产线产品。
机器人产业发展趋势与前沿关键技术
机器人产业技术发展主要趋势为智能化、标准化、网络化。具体为：由简单机电一体化装备，向以生机电一体化和多传感器智能化等方面发展；由单一作业，向服务机器人与信息网络相结合的虚拟交互、远程操作和网络服务等方面发展；由研制单一复杂系统，向将其核心技术、核心模块嵌入于高端制造等相关装备方面发展。另外机器人的市场化要求家庭化、模块化、产业化成为未来服务机器人应用发展的趋势。机器人技术越来越向智能机器技术与系统方向发展，其应用领域向助老助残、家用服务、特种服务等方面扩展，在学科发展上与生机电理论与技术、纳米制造、生物制造等学科进行交叉创新，研究的科学问题包含新材料、新感知、新控制和新认知等方面。
仿生材料与结构
自然界中生物经过亿万年长期进化，其结构与功能已达到近乎完美的程度，实现了机构与功能的统一，局部与整体的协调和统一。服务机器人作为机器人的一个重要分支，从仿生学角度出发，吸收借鉴生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用，能够为机器人的功能实现提供必要的技术支撑，其中仿生皮肤、人工肌肉及结构驱动一体化设计是当前及未来服务机器人发展的重要课题。目前来看，仿生材料与机构能够为未来机器人实现多功能高效率发展提供必要的技术储备，一个很重要的问题是必须具备相应的光机电微纳加工工艺及传感驱动执行一体化设计能力，这对于仿生结构材料的未来应用至关重要。
模块化自重构
模块化自重构机器人通过对多个单一的模块化智能单元进行可变构形设计、运动规划及控制，以达到提升机器人运动能力、负载能力及对环境适应能力的效果。自重构机器人的核心问题主要体现在模块的几何拓扑分布及相应的整体刚度。从自重构机器人发展的初衷来看，未来自重构机器人面临着大规模机载并行计算及结构化或是非结构化环境下长时间完全自主能力实现的挑战。
复杂环境下机器人动力学控制
随着人类探索空间的扩大及对任务需求的提高，未来机器人的工作环境将是复杂多变的，高动态性、高适应性、高负载能力是机器人特别是户外机器人发展的方向之一。以机械臂为代表的工业机器人必须满足对高负载及高速的双重需求，但是高负载与高速将给机器人带来额外的影响，一方面是对外部运动生成器提出更高的要求，其生成的指令必须让内环伺服控制器能够有效执行；另一方面，大负载高速运动引起内部摩擦等非线性因素放大，传统的动力学将不再适用，从而对控制器的设计提出更高要求。
智能认知与感知
智能认知与感知是机器人与人、机器人与环境进行交互的基础，目前与机器人密切相关的智能认知感知技术包括脑生肌电认知、城市环境下移动机器人对环境的感知与识别以及智能空间等3方面。首先，在脑生肌电认知方面，研究者主要是希望通过脑波、肌肉神经信号帮助残障人士操作智能轮椅、假肢等器具，以恢复其肢体功能；其次，在城市环境下移动机器人对环境的感知与识别方面，主要是为提高无人系统的自主能力提供技术支持。典型的代表是Google的自动驾驶汽车项目，通过集成机载激光雷达，惯性导航设备获得自动汽车实时的位置与交互环境数据，通过机载任务控制计算机进行实时路径规划并行为决策，最终实现了实际道路的全程自主驾驶。最后，在智能空间方面，是以传感器网络为基础，目前主要是为医护人员实时监测在一个固定空间内活动的老年人或病人的身体状况提供技术支持。
研究主要集中在传感器组网通讯、高效环境信息提取重建、数据源与服务集成等方面。未来智能认知与感知主要是在传感器技术发展的基础上，进行大量数据有效分类、归纳，并提取可靠有效信息，凝聚成反映人-机-环境交互关系的特征数据网，并结合人工智能的发展及高效能计算能力的实现，为机器人的智能化发展提供基础保障。
多模式网络化交互
机器人多模式网络化交互，主要体现在两个方面，一是机器人之间的组网协调，包括单一类型机器人群体及多类型机器人群体协作问题。另一方面是微电子机械系统（MEMS）技术、应用软件及网络通信新技术的发展催生出的新型人机交互模式。
微纳系统
机器人的一个重要应用是希望其能够在狭小空间里开展探测或是执行任务。目前，微纳型医疗机器人及军用侦察机器人正成为服务机器人研究的一个热点，而其核心技术在于创新并集成多功能低功耗传感及驱动模块。
机器人产业市场及发展前景
据国际机器人联合会统计，2011年全球工业机器人市场销售达16.6万台，同比增长38%，其中中国销售2.26万台，同比增长51%。2011年中国工业机器人市场规模突破100亿元，同比增长50%以上。从应用行业角度来看，工业机器人最早应用于汽车行业，2011汽车行业工业机器人市场份额超过40%。电子、机床、食品饮料烟草为其他主要应用行业。
国际工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备而得到工业界广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的著名工业机器人公司，这些公司目前在中国的工业机器人市场也处于领先地位，具体来看又可分为“四大”及“四小”两个阵营：“四大”即为ABB、FANUC、安川及KUKA；“四小”为OTC、松下、那智不二越及川崎。国内也涌现了一批工业机器人厂商，这些厂商中既有像新松这样的国内机器人技术的引领者，也有像南京埃斯顿、广州数控这些伺服、数控系统厂商。
目前中国工业机器人使用密度不足世界平均水平的三分之一，只是机器人使用密度高的国家如日本的二十分之一，韩国的十九分之一，德国的十七分之一，离制造业发达国家差距还很大，但是相较于中国当前工业制造业转型升级之际，对于先进工业机器人的应用领域将越来越广，所以未来中国机器人市场前景广阔。据国际机器人联合会预测，2015年全球工业机器人市场销售达20.75万台，其中中国销售3.5万台。
我国机器人产业发展建议
以机器人为代表的智能制造是第三次工业革命的重要组成部分，我国应该抓住这次机遇，制定相关政策措施，大力发展我国的机器人产业，提升我国制造业水平，加速实现我国产业结构调整和优化升级。
一是国家政策支持。国家政策支持是加速高新技术产业化的重要前提，机器人属于国家战略性高技术，是多项前沿技术和综合实力的体现，国家已经制定了一些规划，但还需进一步落实相关政策并对产业加以管理和引导。国家在资金、税收等各个方面给予一定的优惠政策，把机器人产业发展纳入到重要产业政策中，鼓励企业采用国产机器人。
二是推动产学研联盟建设，形成强大的研究、开发和应用队伍。工业机器人涉及机械、自动化、计算机、人工智能等诸多学科，只有将国内所有力量组织起来，群策群力，才能将技术研究搞上去，并与国外大公司进行竞争。
三是尽快改变关键元器件主要依赖进口的局面。成本和整体解决方案已成为企业选择工业机器人的首要因素，成本居高不下是制约国产机器人进一步发展的关键因素之一，除了受到批量较小影响外，国产机器人发展主要受到关键元器件价格的制约。
四是除了努力提高工业机器人性能外，我国还要大力加强大型、专业应用工程软件开发工作。在工业机器人作业系统中，周边装备和控制单元占总成本的80%，这些装置的研发与集成决定着整个作业系统的开发周期，其技术性能直接影响系统的生产效率和产品质量，机器人作业系统开发已成为制约工业机器人推广应用的关键因素之一。
E-smart Textiles is a kind of novel textiles which is based on electronics, integrating some hi-tech solutions such as sensing, telecommunication and artificial intelligence into textiles. While E-smart textile applications have made a limited commercial impact so far, with relatively small volumes of commercial products launched primarily in the high performance apparel sector, predictions for growth of this market as a whole are huge. As deep integration of several cutting-edge technologies such as micro-electronics, nanotechnology and biotechnology,e-smart textiles is one of the most dynamic and fast growing sectors and offers huge potential.
1电子智能纺织品前景巨大
智能纺织品是指能够感知各种来自环境的变化或刺激如机械、热、光、温度、电磁、化学物质、生物气味等,并能作出响应的一类纺织品。从功能上划分,可包括智能保温、生理状态遥测、太阳能发电、可穿戴技术、形状记忆、智能透湿防水、感温变色、电子化服饰等。本文主要讨论结合应用了电子技术的智能纺织品。
电子智能纺织品是基于电子技术,将传感、通讯、人工智能等高科技手段应用于纺织技术上而开发出的新型纺织品。近年来,国外许多纺织研究机构已开始致力于这一领域的研发,其中美国、英国、日本和比利时等一些发达国家的研究已处于领先地位。由于智能纺织品的终端消费市场巨大,分布广泛,因而难以片面笼统地预测其市场前景。
到目前为止,电子智能纺织品的商业影响还较为有限,其产品主要集中于一些高性能服装领域。据美国Venture Development公司报道,2005年全球电子智能纺织品的产值超过 3.4 亿美元,2008年达到了 7.2 亿美元,年增长率超过28%。另据美国BCC研究公司预测,2012年美国导电织物的销售总额将达 3.92 亿美元,年增长率将达 38%。据调查,目前终端消费品(如时装、运动及休闲装等)在电子智能纺织品中已经占有绝对优势,而在信息、能源、航空航天、国防工业、生物医疗以及交通安全和舒适等高科技领域也将得到快速发展。
2新型电子智能纺织品的开发与应用
2.1体育休闲服饰
目前,电子智能纺织品最成功的应用主要在于提升了高端产品的性能(增加 1 ～ 2 项新的功能),同时加上智能设计从而达到吸引消费者的目的。可穿戴技术目前已成为这一领域的开发焦点,其产品包括滑雪服、滑雪手套以及带有各种电子显示面板或键盘的服装等,它们价格高昂,主要是为了平衡不菲的研发成本。据全球著名的咨询公司Frost & Sullivan公司介绍,在生产加工中,可穿戴技术可通过提供车间、装配线以及操作区中与生产相关的数据和信息的移动接入而提升工厂管理系统的效率。
目前这一领域的佼佼者包括:美国体育用品公司 O’Neill,其代表产品为一款带有键盘(用于控制MP3播放器)的滑雪夹克;Nike公司,其与电子产品生产商Apple(苹果)共同开发了一款带有计步器的跑鞋,鞋中的计步器可与苹果公司的iPod nano音乐播放器进行互动,计步器可将数据无线传输至iPod,以更好地了解跑步距离和速度等数据。此外,德国体育用品生产商Adidas与Rosner、英国的Burton以及美国的The North Face公司在这一领域也非常活跃。他们推出的产品清楚地展示了未来智能服装的发展趋势,即设计感强,并具有简易的可操控性,因为这与处在特殊使用环境中的穿着者联系紧密。
在不远的未来,市场上其他一些值得期待的产品还包括不用肢体就能进行交流的职业装,以及能对极端环境进行感知并进行急救感应的夹克等。将由GPS(全球定位系统)驱动的新型传感装置结合在智能纺织品中后可精确定位用户所处的位置,即使在极端恶劣的环境下使用也没问题。
电子纺织产品与高性能之间及时整合技术的缺失,是阻碍目前电子智能纺织品获得突破的一个因素。将传统的电子元件如刚性印刷电路板(PCB)植入服装内并不是理想的集成方法,因为电路不能随织物一起变形。另外,在不移除电子元件的情况下也无法方便地对衣物进行清洁。如果能将电路织物化,使其能像织物一样产生形变(如可拉伸到一定程度),甚至是可清洗,这样就具备了很高的集成度,从而也将为大规模应用铺平道路。比利时Gent(根特)大学电子实验室开发了一种可伸展的电子技术,可通过普通的纺织加工过程将电子系统与织物相结合。这种可挠可伸展的电子系统与传统的刚性印刷电路板相比提升了用户的舒适感。通过模压技术,电路被完全嵌入到聚合物材料中,因此具备了可洗性。
尽管如此,在电子智能纺织品成为电子产品与服装领域的消费主流之前,还有很多问题要克服,如灵活性、使用寿命与稳定性等,而成本也是重要因素之一。
2.2监测与健康护理
随着人们健康意识的提高,智能纺织品越来越多地融入体育和医疗器材以及植入系统中,用于监测心率、体温以及其他生理功能。智能纺织品必须舒适且不过分夸张,可抵御恶劣及多变的环境,可靠性佳,这一点在医疗领域显得尤为重要。
目前,用于健康监测的产品很少有商业化的,投入使用的产品大多专为运动员设计使用。英国的BodyMedia可提供人体连续监测方面的解决方案;CuteCircuit开发的衬衫可根据蓝牙指令进行伸展或收缩。美国Textronics公司则开发了NuMetrex心率监测运动胸罩;加利福尼亚的VivoMetrics公司开发的用于医疗领域的Lifeshirt可监测一系列生命体征。
光纤将为新型智能纺织品的开发提供重要支撑,因为它们不仅灵活性高,而且还可将光用作信息的载体以及材料本身的传感器。医院里通常会通过将 1 个血管夹夹在患者的手指上以测量红光与红外光通过病人手指时的吸收率,从而判断血液的富氧或缺氧情况。Ofseth项目组希望能将这种测量方法应用于服装中,不用手指血管夹,而是将光纤围绕在智能服装的颈部。
Biotex项目正寻求一种融于纺织品中的化学监测技术,以用于急救领域。大多数智能纺织品都希望保持干爽,而该项目则希望开发一种特殊的传感器,用于测试人体体液如汗液等的传导性、电界液层、温度以及pH值等参数。目前为止,该项目的研究尚停留在体育应用领域,因为医疗领域的应用要难得多,且对可靠性的要求非常苛刻,需要得到多方的认证和肯定。如果成功的话,可通过将生物传感器与伤口渗出物接触以监测伤口的愈合情况。
近日,位于英国的SmartLife技术公司开发的针织“线状电子换能器”获得了一项国际专利。据悉,该装置呈针织结构,至少包括 1 个以导电纤维为原料的针织结构换能区,可编入服装中用于监测病人的健康状况。针织结构的变化将引起换能区电性质发生改变。通过监测这些变化,将有可能获得其变化规律,从而在应用于服装别是贴身服装时能更好地监测人体活动的情况。
近日,由加拿大Concordia大学Barbara Layne教授与英国伦敦大学Janis Jefferies教授分别带领的两个研究小组联合发表了一项声明,声称他们已经开发了一种高度智能的交互式服装。该服装结合了独特的工程连接器、软电缆系统以及时尚的外观设计,样机将无线技术与生物传感装置进行结合以充实声音和影像信息数据库。服装中的无线传感器和生物传感装置用于记录穿着者的体温、心率、皮电反应以及呼吸频率,这些数据通过互联网上传至数据库中,然后数据库会在必要的时候将这些信息反馈给服装。当穿着者感到压力大、悲伤或失望时,服装中的生物传感器会促使服装接收一些让人愉悦的信息如照片、视频、音乐等,织物中的LED上则对此进行显示,用于振奋精神,改善心情。
在高级竞技中,心率监测是一项重要内容。Vital Jacket HWM(Heart Wave Monitor)是一种能持续监测(最长连续监测时间为 72 h)穿着者ECG(心电图)和心率的智能T恤,目前由英国的Optimalife公司独家供应。将纺织品与微电子相结合,Vital Jacket将生命体征监测技术与T恤相融合,从而实现了ECG监测仪的植入。与T恤相连的是 1 件轻巧的带有SD存储卡(容量为 1 G)的测量元件,可方便地握于手中或置于T恤的口袋中。实时数据存储在SD卡中然后通过蓝牙发送给 1 台笔记本电脑。据称,该移动装置使用便利,无需与固定ECG测试仪相连,避免了繁多的连接线,可跟随穿着者灵活移动,监测能力提升,是体育、医疗与健身领域生命体征监测的一项重要成果。
在用于监测生命体征的电子智能纺织品中,由于在开发有效的用于保持电子联系且无需使用传导性聚合物的传感器方面存在困难,这一领域的突破受到一些限制。此外,在医疗领域中,当电子智能服装被用于监测人体健康时,技术和功能的可靠性极其重要,不能对穿着者的皮肤造成不适等症状。随着老龄化人群的日益增多,这一领域具有极大的发展前景。
2.3军事及航空航天领域
虽然电子智能纺织品行业仍处于起步阶段,但它在军事、医疗和体育器材等方面具有巨大的应用前景。医疗健康领域固然是一个巨大的市场,但军事领域更不容忽视,目前这一领域正在开发将液态装甲、电流源、光能以及无线多媒体设备置于服装中。Soldier Warrior Systems(勇士系统)是一项研究和开发如何将电导与光导网、微型传感器以及电子装置与服装进行结合的项目。该系统配备了多种电子通信和显示装置,可为位于地面的士兵提供一些必要的信息和预警。通过将轻质电线和传导光纤织入士兵的服装或备选装置中,不仅可以节约成本,而且大大减轻了装备的重量,为光电纺织品应用于其他工业领域打下了基础。
我国对智能作战服也进行了深入研究,如在作战服中嵌入生化传感器用以监测士兵的心率、血压和体表温度等生命体征,甚至可通过嵌入超微感应器辨别伤者体表的出血部位,并在作战服中植入微电脑,结合远程控制技术使该部位周围的军服收缩,起到止血的功能;智能降落伞在跳伞士兵失去控制能力时能够自动打开,并根据所检测到的空中和地面具体情况改变飞行方向和速度等等。
近日,欧洲航天局(ESA)与丹麦智能纺织品专业开发商Ohmatex公司签署了一份协议,将共同开发和测试一种智能袜子装置,以描绘大腿肌肉的代谢活动。该项目旨在开发一种特殊的袜子,即将近红外传感器和基于纺织品的EMG(肌电)电极进行集成,EMG传感器可通过织袜机或针织横机与袜子进行结合,而近红外传感器则很可能被塑于袜子上。Ohmatex公司将利用其丰富的纺织传感器开发经验评估找出最佳的开发方案。如果开发成功,将有助于监测和维护执行探月等航天任务的航天飞行员的健康,减少其肌肉受损的可能。
2.4其他领域
在EU(欧盟)启动的第 7 个框架计划(Framework programme)中,PLACE it是获得资助额最大的ICT项目,其目的是研究将电子元件与日用品进行集成,从而使物品可发光,同时还拥有弹性、舒适性以及可洗性等技术性能。整个PLACE it计划将持续 3.5 年。据介绍,该技术研制成功后可用于新式的照明设计甚至是窗帘中,用于模拟自然光照,此外,用于学生的服装后可起到警示作用,从而使其在繁忙的交通中得到更安全的保护。
最近,芬兰TAMK应用科学大学开发了一种独特的带有照明系统的经编帘,并准备应用于蔬菜培植温室中。通过这种经编帘,农作物生长所需的光线将通过置于作物列与列之间的节能LED照明系统产生。经编幕帘宽约 1 m,当农作物及温室需进行维护时,帘子可轻易被卷起。比如,1 块 2 公顷的温室种植地需要安放 12 km的LED幕帘。根据研究,农作物在不同的生长阶段(除结果阶段)对色温的要求不尽相同,而经编帘中LED照明的功率及色温正好可以进行调节和优化。据估计,使用这种方法后,温室的能耗最多可降低一半,且LED照明的使用寿命可比目前广泛应用的高压钠光灯长 2 倍。目前,该技术已在多个国家取得了专利,其中在芬兰还注册了应用模型,并率先应用于黄瓜种植。Netled公司目前拥有这项专利的使用权,并希望将其商业化。该公司称,这种经编照明帘在北欧、中欧以及加拿大将有一定的市场前景,因为这些国家和地区常年光照不足,农作物生长受到很大影响。据称,这种技术除了可应用于农作物种植外,还将被用于花卉种植和室内装饰。
3发展趋势
目前国内外开发的电子智能纺织品中,大多是将柔性电子元件植入纺织品内部,使传感器、柔性纺织品开关、柔性电子线路板、导电纱线等与纺织品融为一体。这种智能纺织品只不过是将先进的插拔技术或电子器件融入传统纺织品中,因此它们在人体穿着或工程应用等方面与传统的纺织品相比还有一定的差距,包括舒适性、外观、质地等。随着国内外许多采用融合技术的电子智能纺织品的研制成功,将来智能纺织品的研究将会逐渐脱离融合技术或是安置技术,而是会在 2 种产品的原材料制造或服装面料的织造过程中就已经有机地结合在一起,这样就使电子智能纺织品不仅在功能上满足人们的要求,同时在纺织品的质地、外观以及穿着舒适性上也能满足人们的要求。如纺织计算机的开发设计与研制,是指一种根据织造学理论、参照织物结构,利用模拟传统纺织品中纱线以及纤维的物理形态设计制造的元器件而组装的智能化装备。
随着科技的不断发展,微电子和纳米技术为电子智能纺织品领域带来了更多的机会。其应用包括:传导性纤维及功能性纺织品的应用(包括长丝和纱线);胶囊植入、织入及缝入;传感器和电池技术;RFID(收音机频率识别)等。而纳米技术与信息技术、生物技术、新能源技术等的结合,则进一步提升了纤维和服装面料向智能化转变的可能性和质量。
专家视点
施楣梧,男,1957年生,教授级高工,少将,现任总后军需装备研究所材料与工效研究室主任、士兵系统研究中心副主任,在军用纺织材料和军需装备、战场防护救生装备和个体防护装备等领域成果颇丰。
纺织导报:在近几年出现的智能纺织品中,您比较关注的有哪些?您认为这一领域将来的发展趋势如何?
施楣梧:目前,国际上我所关注的智能纺织品主要有以下几种。
(1)电子信息智能纺织品。如可实时在线监测人体生命体征如心跳、脉搏等的纺织品及织物,采用手机通讯网络可以实时检测病人、老人、战士、儿童的生理状态及位置;在此基础上采用实时在线超声定位和计算机分析甚至可以遥测老人、战士、运动员的姿态。
(2)光电纺织品。如带有柔性太阳能电池的服装,可供手机、电脑的野外用电;军人使用的可控变色迷彩服,可根据所处地貌呈现所处环境的典型颜色;基于光纤的可控发光装饰织物,可营造舞台气氛,形成简单的发光矩阵显示特殊图案。
(3)压电纺织品。如压电地毯,将压电元件安装在地毯上后,在门厅、迪斯科舞厅等地受众多人群踩踏时能产生电能。
(4)织物传感器。如化学品传感器,可感知生化战剂、煤气等。
关于智能纺织品的发展趋势,我个人认为上述几种典型的智能纺织品将在近几年内得到比较迅速的发展,逐步成熟并应用于军队、运动员、病人等特殊群体,以及其他场合与人群。
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
2机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。（2）20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。
我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。
3机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：
3．1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。3．2模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。
3．3网络化
由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3．4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3．5环保化
工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
3．6系统化
未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等，显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。
综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。
参考文献
关键词：机电一体化 发展过程 前景展望
现代科学技术的发展，使得单纯的单一学科应用已远远无法满足人类社会的生产生活需要。各学科相互渗透，相互促进，为新的技术改革，知识创新提供契机。机电一体化技术就是在这样的背景下发展而成的。
一、机电一体化技术简介
机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成的。最早提出这一概念的是1971年日本杂志《机械设计》一书的副刊。时至今日，机电一体化这一概念已经广泛的被接受和应用。
机电一体化技术并不是单纯的机械学与电气或电子学的结合，而是在上述两种技术的基础上融合了信息技术，传感器技术，自动控制技术，计算机技术，接口技术，信号变换技术以及软件工程技术等多种科学技术，并不断发展，广泛应用的一门新兴科学技术。
二、机电一体化技术的发展状况
（一）、世界范围内的发展
20世纪60年代以前为初级阶段。这一时期，人们在生产生活中并没有刻意的将机械学与电子学技术结合起来，而是不知不觉的利用电子技术的成果来完善机械产品的性能，这便出现了最早期的机电一体化技术。期间发生的第二次世界大战，促使了机械技术与其他技术的融合。战后，这些技术由军用逐渐应用至民用范围，但并没有提出机电一体化这一概念，没有将多技术的结合推广。
20世纪70到80年代是这一技术蓬勃发展的时期。由于计算机技术的出现和迅速发展，大规模的集成电路和微型计算机开始出现，这位机电一体化技术的发展奠定了坚实的基础。正是在这一阶段，Mechatronics一词被提出并逐渐被认可，机电产品大量涌现，世界各国逐渐对这项技术给予大力支持。
20世纪90年代开始，机电一体化技术进入新的阶段。这一时期，通信技术、光学技术以及微细加工技术与机电一体化技术逐渐结合，出现了微机电一体化和光机电一体化的分支。同时，机电一体化技术本身的研究日益成熟，对机电一体化技术的建模研究、分析和集成方法以及机电一体化的整个科学体系的研究，使机电一体化技术的基础更加完整，理论体系更加完善。
（二）我国机电一体化技术的发展
[1]我国是从20世纪80年代初才开始这方面技术的研究。国务院成立了由杰出科学家带领的机电一体化领导小组，并将这项技术列入“863”计划中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的诸多影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，虽然都取得了一定成果，但与日本、欧美等先进国家相比仍有相当大的差距。
三、机电一体化技术的发展趋势
在半个世纪左右的发展中，人类生产生活对机电一体化技术不断提出更高的要求，推动机电一体化技术产品的智能化、模块化、网络化、系统化、绿色化和微型化程度快速发展。其中智能化和自动化更是机电一体化技术的重中之重。
智能化是目前形势下大部分技术所共有的发展方向，也是机电一体化技术与传统机械技术的重要区别之一。随着智能控制技术的进一步发展和人工智能技术在生产设计活动中被越来越重视，机电一体化技术的智能化发展迅速。在更高速的微处理器出现以及运筹学、仿生学等技术的辅助下，机电一体化产品更好的拥有人类的部分智能。
机电一体化技术的发展必须标准化、系列化。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。必须制定出一系列标准，将各个单元、接口统一化，以便扩大规模生产。但由于这项技术刚刚兴起，做到标准化系列化还很难。
网络技术迅速发展，为机电一体化技术带来了新的影响。网络的普及使得基于网络的各种机电产品远程控制得到很大发展。而总线技术和局域网技术的发展，带动了家用机电产品系统化，集成化的发展。
[2]系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。另一个表现是通信功能的增强。机电产品的发展趋势是更加注重人格化，机电一体化的人格化有两层定义，首先，就是模仿生物生理机能，设计各种机电产品。另外，机电一体化产品归根到底是人在使用，赋予机电产品人的智能、情感、个性愈发重要，其总重目的便是人机一体。
在生态环境问题愈发重要的今天，机电一体化技术的绿色化成为一个新的重要课题。绿色机电产品是指产品在设计、试验、生产以及回收销毁等方面对生态环境无害或危害极少，资源利用率高。设计、使用绿色机电产品，是机电一体化技术发展的必然趋势。
机电一体化技术的微型化指的是机电产品向微型机械及微观领域发展。这一概念兴起于20世纪80年代末，国外称其为微电子技术。微电子产品体积小、耗能低、灵活性高，可广泛应用于生物、医疗、军事等方面。而机电一体化技术微型化的一个挑战就是必须采用超精加工技术进行生产制造，如果在这一方面有了较大的发展，那么机电一体化技术的微型化将有质的飞跃。
综上所述，机电一体化技术是社会劳动力发展的产物，也是现代科学技术发展的重要组成部分。机电一体化技术融合多学科种类，使传统的机械预设方法和预设概念发生着革命性的变化。伴随着现代科学技术的不断创新，机电一体化技术的发展前景也将愈发光明。大力发展这一先进技术，不仅是人类文明发展的要求，也是创新理念，振兴工业的必经之路。
参考文献：
