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人工智能研究现状综述十篇

发布时间:2024-04-26 03:08:57

人工智能研究现状综述篇1

关键词:唐氏综合症语言综述

一、引言

唐氏综合症(DownSyndrome,DS)是小儿染色体疾病中最常见的一种,美国疾病控制与预防中心2006年的报告显示,每700名新生儿中至少存在1名DS病患。

由于21号染色体的异常,DS个体有一些独特的生理和行为特征,包括智力低下、语言延迟、中耳病、免疫和内分泌系统异常,以及骨骼、心脏和消化系统缺陷[1]。其中DS患者的语言问题一直是研究者们关注的重点,国外对DS个体语言的研究可以追溯到上世纪七八十年代,并且取得了丰硕的研究成果;而国内的研究起步较晚,尚处于探索阶段。本文拟以时间为线索,在简单评述国内外研究现状和成果的基础上,分析国内研究的不足,提出今后的研究趋势。

二、国外研究现状

(一)上世纪七八十年代的研究

国外对DS语言问题的系统研究最早可以追溯到上世纪七八十年代。研究者们最先注意到的是DS个体的非言语沟通能力。非言语沟通能力包括将注意力转向他人所指的东西之类的能力[2]。1岁到1岁半是非言语沟通能力习得和巩固的重要阶段[2]。非言语沟通能力中最常见的两种能力是非言语请求和非言语陈述。Bates(1979)将非言语请求定义为儿童通过使用手势和眼神交流,向成人寻求帮助以达到目标的这样一种能力;而非言语陈述也叫共同注意,也是用手势和眼神交流将注意力导向某一物体或事件,但是这些行为的工具性目标不太明显[3]。

Smith和tetzchner(1986)以13个2岁的挪威DS儿童为研究对象,考察了他们的非言语请求和共同注意能力。结果发现与智龄匹配的非延迟儿童相比,DS儿童的共同注意能力存在缺陷,但是两组儿童的非言语请求不存在差异。他们还考察了非言语沟通能力与随后语言发展之间的关系,结果发现是非言语请求而不是共同注意,与DS儿童一年之后的表达性语言发展密切相关[4]。mundy,Sigman,Kasari和Yirmiya(1988)也对一组年幼的DS儿童进行了同样的研究,得到的结果与Smith等(1988)类似:DS儿童的非言语请求而不是共同注意能力与他们的表达性语言能力相关。比Smith等(1988)更进一步的是,他们还证明非言语请求缺陷而不是共同注意的缺陷,更能表现DS儿童早期发展的特征[5]。mundy等在1995年进一步扩展了他们的实验,以25个DS儿童和典型发展儿童为对象进行了一个纵向研究。结果发现DS儿童非言语请求能力存在缺陷[2]。此外,非言语请求的个体差异与之后他们表达性语言的发展相关,研究结果还表明非言语请求能力与典型发展儿童的语言发展也相关。至此,得出了较为一致的结论:DS个体非言语请求能力存在缺陷,且非言语沟通能力为语言发展提供了一个重要的基础。

(二)上世纪九十年代的研究

除了非言语沟通能力,研究者们在上世纪90年代关注到的另一个问题是,DS儿童不同语言领域的能力存在分离。具体表现为他们的语言能力落后于认知能力;表达性语言落后于接受性语言;句法理解落后于词汇理解。

DS青年的词汇理解能力强于句法理解能力,而无论是词汇理解还是句法理解能力又都好于表达句法能力[6]。Dykens等1994年对葡萄牙家长进行了访谈,发现DS儿童从24个月起表达性语言落后于接受性语言,并且他们的表达能力普遍落后于日常生活和社交技能。自由话语中的表达句法以平均话语长度(mLU)为标准,Fowler(1995)和Chapman(1997)通过研究发现DS儿童的表达句法比智龄匹配的控制组简单得多。即使将DS儿童的mLU与控制组匹配,他们也会经常遗漏语法功能词和黏着语素[7]。

Caselli,Vicari,Longobardi,Lami,pozzoli和Stella(1998)以40个10-49个月的DS儿童和40个8-17月的典型发展儿童为被试对象,考察了DS儿童早期言语理解、言语生成和非言语认知能力之间的关系。结果发现DS儿童言语理解能力和生成能力分离,他们的言语理解能力更好;与词汇理解能力匹配的典型发展儿童相比,他们的非言语认知能力存在优势[8]。此外,Vicari,Caselli和tonucci(2000)专门考察了15个DS儿童(4-7岁)和15个智龄匹配的典型发展儿童智龄和特定语言方面(词汇和形态句法的理解和生成)是否分离。结果发现,两组儿童生成词汇的数量相当,也就是说DS儿童认知水平与词汇发展没有分离,但是他们在句法方面存在显著差异[9]。

(三)二十一世纪的研究

1.DS群体语言与阅读、记忆之间的关系问题研究

2000年之后,国外研究者不仅仅关注DS群体的语言问题,他们还进一步探索语言与阅读、记忆之间的关系问题。

Laws和Gunn(2002)对30个DS儿童和青年进行了一个长达5年的纵向研究,收集了他们语言、记忆和阅读方面的信息[10]。他们得到的结果更为明显:控制了年龄、非言语能力和第一阶段的语言能力之后,第一阶段的阅读不能预测之后的语言理解,但是能够预测表达性语言能力;控制了听力、年龄和非言语能力之后,早期阅读与mLU之间关系仍然显著;而且第一阶段的语言理解,包括接受性词汇和语法理解,都能显著预测第二阶段的单词识别和阅读理解。通过Laws等的研究,可以清楚地发现阅读和语言之间的关系,但是Laws等只考察了DS个体,没有控制组相比较。Byrne,macDonald和Buckley(2002)也进行了一个持续两年的纵向研究,以24个年龄在4-12岁之间的DS儿童、31个阅读年龄匹配的典型发展儿童和42个与DS儿童来自同一班级平均阅读水平的儿童为研究对象,考察DS儿童阅读、语言和记忆能力的发展,并探索这些能力之间的关系[11]。其中阅读任务包括单个词语阅读、阅读理解和拼写任务,语言能力包括接受性词汇和语法能力。结果发现与其他认知能力相比,DS儿童的阅读能力相对较强,阅读单个词的能力取得显著进步,但是阅读理解发展非常缓慢;他们的语言能力落后于阅读能力;三组儿童阅读能力与语言(词汇和语法)、记忆和智力都显著相关,但是排除年龄因素后,阅读能力与语言、记忆相关性不显著。因此无法直接证明阅读、语言和记忆之间的关系。

由此可见,阅读和语言之间是否存在相关性,阅读能否预测语言能力的发展,语言能否对阅读产生促进作用,这些问题还需要进一步研究。

2.DS群体与其他综合症患者之间的对比研究

除了在DS群体内部考察他们多种能力之间的关系,研究者们还将DS个体与其他综合症患者进行对比,考察他们语言能力的异同。

其中abbeduto,murphy和Cawthon等(2003)以及price,Roberts,Vandergrift和martin(2007)都将DS儿童与X染色体脆折性综合征(FraX)儿童以及智龄匹配的典型发展儿童相比较,考察了综合征个体之间的语言差异。abbeduto等(2003)主要考察了三组儿童的接受性语言(包括接受性词汇和接受性句法能力)和非言语认知能力。结果发现DS个体语言任务的总分显著低于智龄匹配的FraX个体,略微低于典型发展儿童,此外三组被试的接受性句法和接受性词汇都与认知发展(非言语智龄)密切相关[12]。price等(2007)研究中三组被试的非言语认知在同一水平,考察他们的接受性词汇、语法形态和句法能力,结果发现FraX儿童语言理解能力落后于典型发展儿童,DS男孩的语言理解能力落后于其中FraX儿童和典型发展儿童。研究者得出结论FraX儿童和DS儿童接受性语言能力不同,不同的综合症有不同的语言特点[13]。

(四)近几年的研究

相比较于90年代研究者关注的是DS儿童语言问题的整体发展情况,近几年对具体语言领域如句法、词汇、语用的研究正在深入。

perovic(2006)深入考察DS个体的句法缺陷,结果发现DS被试可以理解代词,但难以理解反身代词。这表明DS个体的语言不是延迟,而是在某些重要方面存在缺陷-不能建立回指词和它的先行词之间的句法关系。进而证明假设-DS个体的计算系统模块(如形态句法)比一般加工系统(如词汇知识或语用)损伤更严重[14]。Roberts和price等(2007)通过研究表明DS儿童生成性词汇与非言语智龄匹配的典型发展儿童类似,但是他们的表达性词汇落后于智龄匹配的典型发展儿童。总之,很多研究表明DS个体表达性词汇落后于他们的智龄[15]。price和他的同事们(2008)对31个DS男孩进行了研究,发现与非言语智龄匹配的典型发展男孩相比,他们生成的名词短语、动词短语、句子结构、问题和否定式复杂度都比较低[16]。

此外,对DS儿童语用能力的研究发现,他们的语用能力既有优势又存在不足。他们的优势表现在够能使用很多沟通功能,保持同一主题,回应他人的请求,在视觉支持下能够详细地讲故事[17]。但是他们在引发和细化主题、启用交流修补和一些叙述语言方面又存在不足[18-19]。

三、国内研究现状及不足

(一)研究现状

国内对DS个体语言障碍的研究起步较晚,基本都是2000之后才出现的。在最初的研究中,国内学者并没有区分唐氏综合症,都是将弱智儿童作为一个整体去研究的。邹冬梅(2001)通过对70篇弱智儿童语言教学经验论文的考查,来判定弱智儿童语言特征与其教学经验的联系[20]。

与国外研究类似,国内也有少数研究者从语音、语义、语用等方面研究弱智人群的语言状况。暂飞、刘春玲(2002)采取个别测试的方式记录弱智儿童声韵母的错误类型,并进行了简单的分析[21]。韩泰铉(2003)考察了弱智人群的隐喻能力与应用价值,但是作者着重于弱智人群的教育[22]。刘春玲(2004)通过实验研究探讨了弱智儿童汉语语义加工的特点和规律,以及弱智儿童在汉语语义加工过程中与正常儿童之间的差异[23]。李晓庆(2006)调查了弱智儿童语言障碍的类型、障碍程度以及构音困难[24]。近三年研究有梁丹丹、任会启(2012)对弱智儿童实体名词的语义组织研究以及王芳、梁丹丹(2013)对弱智儿童自发性话语中的情感韵律进行的研究[25][26]。

但是对DS个体语言障碍的研究则相对较少,因为目前依据各种病因对弱智儿童进行具体分类在国内还没有成为主流。赛燕燕、傅根跃(2004)对国内外,主要是国外DS患者语言和记忆方面的研究现状进行了综述[27]。吴剑飞、陈云英(2005)对DS儿童语言发展现状进行了简要回顾[28]。此外,还有华东师范大学特教系的沈玫和徐胤在2007年对DS儿童的记忆和叙述能力进行了初步研究[29]。

(二)研究不足

纵观国内外对DS个体语言障碍的研究现状,不难发现国内的研究尚存在诸多不足:

第一,国内有很多研究者仍倾向于将智力落后弱智儿童当作一个整体来考查他们的语言发展,这种研究虽然可以宏观上反映弱智儿童与典型发展儿童的语言差异,但是问题也是显而易见的。因为弱智群体内部并不同质,国外从染色体异常进行分类,就有唐氏综合症(Downsyndrome)、X染色体脆折性综合症(FragileXsyndrome)、威廉姆斯综合症(williamssyndrome)等等。不同的综合症语言特点是不同的[12],因此DS群体也有自己的语言特点,针对性的研究更有必要。

第二,对DS个体语言障碍的研究不深入,缺乏科学的实验范式。国外早在上世纪七八十年代就开始了DS儿童的语言研究,国内研究起步晚,且研究得不深入。很多研究是综述类的,还有部分研究采用个案研究的方式,真正科学系统的研究还很缺乏。

四、结语

国外的研究主要是针对英语、意大利语等印欧语系的语言,而从属于汉藏语系的汉语是一种孤立语,与印欧语系的语言截然不同,再加上国际上对汉语DS个体语言的研究少之又少,因此我们迫切需要对以汉语为母语的DS个体的语言进行实验研究,与国际研究接轨。此外,国内DS群体数量庞大,语言在日常生活中有着不可或缺的地位。因此通过对汉语为母语的DS个体的语言进行研究,发现他们的语言规律,在此基础上制定出语言干预计划就十分必要和迫切了。

参考文献:

[1]Chapman,R.S.LanguagedevelopmentinchildrenandadolescentswithDownsyndrome.mentalretardationanddevelopmentaldisabilitiesresearchreviews,1997,3:307-312.

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[3]Bates,e.,Benigni,L.,Bretherton,i.,Camaloni,L.,&Volte

rra,V.theemergenceofsymbols:Cognitionandcommunicationininfancy.newYork:academicpress,1979.

[4]Smith,L.,&vontetzchner,S.Communicative,sensorimotorandlanguageskillsofyoungchildrenwithDownsyndrome.americanJournalofmentalDeficiency,1986,91:57-66.

[5]mundy,p.,Slgman,m.,Kasarl,C.,&Ylrmlya,n.nonverbalcommunicationskillsinDownSyndromechildren.ChildDevelopment,1988,59:235-249.

[6]Chapman,R.S.,Schwartz,S.e.,Kay-RainingBird,e.LanguageskillsofchildrenandadolescentswithDownsyndrome.i.Comprehension.SpeechHearRes,1991,34:1106-1120.

[7]Fowlera.LinguisticvariabilityinpersonswithDownsyndrome:researchandimplications.in:nadelL,RosenthalD,eds.Downsyndrome:livingandlearninginthecommunity.newYork:wiley-Liss,1995:121-131.

[8]Caselli,m.C.,Vicari,S.,Longobardi,e.,Lami,L.,pozzoli,C.,Stella,G.GesturesandwordsinearlyDevelopmentofChildrewithDownSyndrome.JournalofSpeech,Language,andHearingReseareh,1998,41:1125-1135.

[9]Vicari,S.,Caselli,m.C.,tonucci,F.asynchronyoflexicalandmorphosyntacticdevelopmentinchildrenwithDownSyndrome.neuropsychologia,2000,38:634-644.

[10]Laws,G.,Gunn,D.Relationshipsbetweenreading,phonologicalskillsandlanguagedevelopmentinindividualswithDownsyndrome:afiveyearfollow-upstudy.Readingandwriting:aninterdisciplinaryJournal,2002,15:527-548.

[11]Byrne,a.,macDonald,J.,Buckley,S.Reading,languageandmemoryskills:acomparativelongitudinalstudyofchildrenwithDownsyndromeandtheirmainstreampeers.BritishJournalofeducationalpsychology,2002,72:513-529.

[12]abbeduto,L.,murphy,m.m.,Cawthon,S.w.,Richmond,e.K.,etal.ReceptiveLanguageSkillsofadolescentsandYoungadultswithDownorFragileXSyndrome.ameRiCanJoURnaLonmentaLRetaRDation,2003,3:149-160.

[13]price,J.,Roberts,J.,Vandergrift,n.,&martin,G.LanguagecomprehensioninboyswithfragileXsyndromeandboyswithDownsyndrome.JournalofintellectualDisabilityResearch,2007,4:318-326.

[14]perovic,a.SyntacticdeficitinDownsyndrome:moreevidenceforthemodularorganisationoflanguage.Lingua,2006,116:1616-1630.

[15]Roberts,J.e.,price,J.R.,Barnes,e.F.,nelson,L.,Burchinal,m.,Hennon,e.,etal.Receptivevocabulary,expressivevocabulary,andspeechproductionofboyswithfragileXsyndromeandDownsyndrome.americanJournalonmentalRetardation,2007,112:177-193.

[16]price,J.R.,Roberts,J.e.,Hennon,e.a.,Berni,m.C.,anderson,K.L.,Sideris,J.SyntacticcomplexityduringconversationofboyswithfragileXsyndromeandDownsyndrome.americanJournalonmentalRetardation,2008,112:1-17.

[17]abbeduto,L.,murphy,m.m.,Kover,S.t.,Karadottir,S.,amman,a.,Bruno,L.Signalingnoncomprehensionoflanguage:acomparisonoffragileXsyndromeandDownsyndrome.americanJournalonmentalRetardation2008,113:214-230.

[18]Kay-RainingBird,e.,Chapman,R.S.,Schwartz,S.e.FastmappingofwordsandstoryrecallbyindividualswithDownsyndrome.JournalofSpeech,Language,andHearingResearch,2004,6:1286-1300.

[19]abbeduto,L.,murphy,m.m.,Richmond,e.,amman,a.,Beth,p.,weissman,m.D.,etal.Collaborationinreferentialcommunication:ComparisonofyouthwithDownsyndromeorfragileXsyndrome.americanJournalonmentalRetardation2006,111:170-183.

[20]邹冬梅.弱智儿童语言特征分析及建议.中国特殊教育,2001,4:53-56.

[21]暂飞,刘春玲.弱智儿童语音发展的比较研究.心理科学,2002,2:224-225.

[22]韩泰铉.弱智人群的隐喻能力:寻找弱智教育的哲学模型.华东师范大学,硕士论文,2003.

[23]刘春玲.弱智儿童语义加工的实验研究.华东师范大学,博士论文,2004.

[24]李晓庆.弱智儿童语言障碍与构音能力研究.重庆师范大学,硕士论文,2006.

[25]梁丹丹,任会启.弱智儿童实体名词的语义组织研究.南京师范大学文学院学报,2012,4:168-173.

[26]王芳,梁丹丹.弱智儿童自发性话语中的情感韵律研究.心理科学,2013,2:401-405.

[27]赛燕燕,傅根跃.唐氏综合症患者的语言与短时记忆特点研究现状.中国特殊教育,4:13-17.

人工智能研究现状综述篇2

[关键词]思想政治课教师;实践智慧;文献综述

[中图分类号]G451.6

[文献标识码]a

[文章编号]2095-3712(2015)24-0049-03

当今,新一轮教育改革对教师的能力提出了更新、更高的要求,推动着教师由知识型向智慧型转变。做一名智慧型教师需要教师在教学实践过程中生成并发展一种对自身教学行为进行反思的实践智慧,因此,教师实践智慧逐渐成为一个具有强大生命力和深远意义的课题,如何正确地看待和生成教师实践智慧也逐渐受到更多学者的关注。

一、国内研究现状

我国学术界对实践智慧的研究程度稍浅,时间稍晚。虽然早在20世纪末,郭金平、袁祖社就从哲学领域和社会学领域论述了实践智慧,但却并没有从教育领域论述实践智慧,也没有将实践智慧与教师教育教学实践结合起来。随着21世纪的到来,我国才逐渐积累了一些成果。

(一)研究背景

第一,学术期刊。2003年,吴德芳的《论教师的实践智慧》揭开了教师实践智慧的神秘面纱,这也是国内最早论述教师实践智慧的专门性学术论文。截至2015年6月,在中国学术期刊网上以教师实践智慧为搜索主题词的文章有92篇,其中,专门性论述思想政治课教师实践智慧的学术期刊文章2篇。这92篇文章大部分以一般性理论论述为主,结合具体学科的研究较少。

第二,著作或著作章节。关于教师实践智慧的专门性著作有范国睿的《诗意的追求――教师实践智慧案例引导》、邓友超的《教师实践智慧及其养成》以及舒尔曼著、王艳玲译的《实践智慧:论教学、学习与学会教学》。同时,姜勇等著的《教师自主发展及其内在机制》和王守恒等著的《课程改革与教师专业发展》都提到了教师实践智慧。但是这些著作年份都较早,知识更新不及时,一些新的观点并没有被采纳进长。

第三,学位论文。博士论文有以席梅红《教学实践智慧发展论》为代表的文章,共5篇;硕士论文有以郑苗苗《论教师的实践智慧》为代表的文章,共12篇。在17篇研究教师实践智慧的博士和硕士论文中,专门性论述思想政治课教师实践智慧文章的数量很少,仅为2篇。

虽然关于教师实践智慧的著作、文章不断增多,也近百余篇,但基本上是重复性的研究,真正有创意的研究寥寥无几。目前,就思想政治课来说,探究思想政治课教师实践智慧的文章只有3篇,分别是东北师范大学王荣华的硕士论文《高中思想政治课教师实践智慧研究》、东北师范大学李宏昌的博士论文《思想政治教师实践智慧问题及对策研究》和苗田的期刊论文《新时期培育和提升思想政治教育实践智慧的基本策略》。无论是对教师实践智慧还是对思想政治课教师实践智慧的研究,都主要涉及含义、特点和生成。

(二)关于含义的研究

国内学者对于教师实践智慧含义的研究,整理后分为以下三个观点:第一,知识能力说。李斌、赵瑞情和范国睿认为教师的实践智慧是一种知识的积累、能力的提升。第二,认识体验说。张兴峰和王素梅认为教师的实践智慧是教师对教学情境的认识和体验。第三,综合素质说。许占全认为教师的实践智慧是教师综合素质的生成和体现。由此可见,对教师实践智慧含义的理解众说纷纭。实践智慧最早是由亚里士多德的《尼各马可伦理学》翻译而来的,被汉译为“实践智慧”“实践理性”或“明智”。因此,这个命题必定会引出不同角度的讨论。但是,笔者更倾向于教师实践智慧是一种综合素质的提升,这很好地体现出了教师实践智慧是知识、能力、德性的统一,是认知与情感的统一。

(三)关于特点的研究

国内学者关于教师实践智慧特点的研究,整理后分为以下三个观点:第一,生成性。教师实践智慧产生于教师的实践活动,而实践活动又是一个动态的、变化的过程,整个过程都伴随着不确定的因素。因此,教师要在应对这些动态的突发事件中使实践智慧得到提升。第二,缄默性。实践智慧往往是一种瞬时间的直觉反应,是以隐蔽的形式存在的,具有明显的不可言传性。但席梅红却对此有着截然相反的观点,她认为“实践智慧是教师在教育情境中对个别的、特殊的教学现象的理解与处理,但它并非‘只可意会,不可言传’,而是可观察、可转述和可言传的”[1]。第三,个体独特性。教师的实践智慧是独一无二的,因为“不同的教师由于其年龄、成长经历、生活背景等的差异,对教学的感悟也会有种种不同,再与个人的思维方式、行为特征相结合,往往会形成极具个性化特点的实践智慧”[2]。其实,教师实践智慧的特点远不止这些,还有实践性、德育性等。虽然这些特点并未在学术界达成统一认识,但也是确实存在、不可忽视的。所以,纵观现有的相关文章可以发现,一些学者对教师实践智慧特点的研究还是有些片面的。

(四)关于生成的研究

国内学者关于教师实践智慧生成的研究,整理后分为以下四个观点:第一,通过理论知识与实践的相互作用。“实践智慧的获得离不开理论与实践的交融和相互影响”[3],实践智慧的生成要以理论知识为基础,并在理论知识的升华中发展实践智慧,积极促使理论知识在实践中转化为实践智慧。第二,教师的个体自我反思。王恩惠认为“只有将实践性知识内化成自己的思想并在教师头脑中得以重新建构,这样才能在教学情境中发挥其教育学上的意义,完成知识向智慧的提升,而实现这一过程的基本策略就是教师的教学反思”[4]。第三,加强教师合作。“一个教师的教育理念与行为是这个人所属共同体的教育理念与行为的一种表现,个人的智慧是该共同体文化的实践的产物”[5]。第四,通过课堂实践检验。教师生成和积累的实践智慧究竟是否科学、准确,这需要课堂实践来检验,因为“教学过程可以预设,但教学过程的展开却并非完全依照预定的教案”[6]。在课堂教学的过程中会产生许多突发事件,这就需要教师运用实践智慧来及时感知和处理教学问题,以保证课堂教学的顺利进行。

综上分析,通过对国内教育领域对教师实践智慧文章的研究,笔者发现普遍存在如下四个问题:第一,对教师实践智慧含义的界定未达到统一认识;第二,对教师实践智慧的重复性、无用性研究文章太多;第三,缺乏对教师实践智慧和思想政治课之间的整合研究;第四,对教师实践智慧生成的理论论述较多,但对实践方法的论述较少。笔者认为,解决这些问题的关键是学者和教师要专注于实践而不是理论,只有回归到教育教学实践才能把握实践智慧的内涵和外延。

二、国外研究现状

笔者查阅到的国外关于教师实践智慧的资料大多是关于实践智慧的研究,并没有对教师实践智慧方面比较系统和完整的研究。国外的研究主要针对实践智慧的含义、内容和生成三个方面进行。

(一)关于含义的研究

西方实践哲学传统源自亚里士多德。亚里士多德认为实践智慧是一种反思性智慧。同时,其他学者对实践智慧的理解也有不同的观点:以奥迪为代表的学者认为实践智慧是“真实的、伴随着理的能力状态”,强调实践智慧的介理性;以里弗为代表的学者认为它就是对情景的感知、辨别与顿悟;以邓恩为代表的学者认为实践智慧是对人类有益的道德品性。综上分析,外国学者对实践智慧研究多倾向于一个伦理学和政治学的概念,虽然后来延伸至人类的实践智慧,但并未延伸至教育学领域,也没有专门地探讨教师的实践智慧,这也成为国外研究领域的一大憾事。

(二)关于内容的研究

对实践智慧内容的研究也为分三个观点:第一,亚里士多德认为“实践智慧考虑的乃是对人的整个生活有益的事;实践智慧不只是对普遍事物的知识,更重要的是对特殊事物的知识,并且经验在其中起了重要作用”[7]。所以,他主张生活实际就是实践智慧的内容,而且是生活实际中对人类有意义的事。第二,邓恩认为,实践智慧是使人走向真善美的行动倾向,这种倾向让人懂得如何更好地生活,是技术倾向所不具备的道德意识。第三,舒尔曼认为,实践智慧是教师教学观念的转化。因为“教学在本质上是一种复杂性的智慧工作”[8],“教师教育必须转变,从知识论的培养观转向实践智慧的培养观”[9],这种观点更倾向于“慎思”的生成与发展。

(三)关于生成的研究

国外的学者认为实践智慧的生成途径主要有以下两种:第一,通过“教育叙事”,这种观点强调教师个体的反思。康内利和柯兰迪宁主张教师通过写日志、传记等方式进行单独的个体反思,或经过教师间会谈、参与观察等方式后再进行反思。第二,通过“合作的自传”,这种观点强调教师间的合作。巴特和雷蒙德主张一组教师先对工作的背景、使用的课程、教育理论等写出自我描述性的文字,然后进行组内批判性的评论,通过教师间的合作来生成实践智慧。可见,国外学者对于教师实践智慧的生成是各执己见的。但他们的共同点在于,都强调语言表达对于教师反思的重要作用,并以某种语言表达方式为媒介来设计教师活动。

综上分析,国外对实践智慧的含义、内容和生成都是未达成一致观点的,这给深入地研究实践智慧带来一定的困难。但没有矛盾就不会发展,在激烈的思想碰撞中会不断产生出更多、更新的观点,并最终会剖析出其本质。同时,这也正是我国学者需要深思之处。因为我国学者的观点大都相同,真正有建树的文章较少。教师实践智慧的发展不需要重复性研究,而需要实践性、创新性的研究。

参考文献:

[1]席梅红.论教师实践智慧的可言传性[J].教育发展研究,2008(20):75.

[2]吴德芳.论教师的实践智慧[J].教育理论与实践,2003(4):34.

[3]杨燕燕.培养实践智慧的教师职前实践教学――以加拿大卡尔加里大学为例[J].全球教育展望,2012(4):40.

[4]王恩惠.蔡培菊.试论教师实践智慧的养成[J].教育科学论坛,2009(9):38.

[5]许占权.提升教育实践智慧促进教师专业发展[J].教育导刊,2007(8):8-10.

[6]朱丽.教师实践智慧的生成与提升[J].当代教育科学,2008(12):9.

[7]转自洪汉鼎.诠释学――它的历史与当展[m].北京:人民出版社,2001:314.

人工智能研究现状综述篇3

【关键词】电气自动化技术;应用;发展趋势

1电气自动化的概述

作为一门电子信息领域内的新兴的学科,电气自动化已深入人们的社会生活中,成为人类生活必不可少的一部分。电气自动化技术基本发展到一个很纯熟的阶段,不仅与社会生产紧密相关,其发展速度也相当惊人,在高新技术产业中拥有非常关键的地位,在高新技术应用中发挥极大的作用。从如今形式来看,电气自动化不再拘束于像电气工程和自动化这样的传统领域,电气自动化也开始向开关设计、宇航飞机等新型领域延伸。电气自动化主要包括电子技术、微电子技术和智能化技术。

2电力企业电气自动化技术的应用分析

2.1电力企业相关的电气自动化应用分析

电力系统作为一种关键动力,唯有不停止的运行才能保证人们日常生活以及社会生产的正常运转。因此为了保障电力系统正常高效的运行的,电力企业需加大对电气自动化新技术的运用,也只有电气自动化技术最为有效了。一开始,电气自动化技术是用于进行监控供电系统的数据,现在,电气自动化技术在电力企业中逐渐获得了更为广泛的运用。

2.2电力企业电气自动化技术工作流程分析

通过计算机系统不断地向周围发送电子信号的同时将电子计算机系统安装在电力系统内部的调控中心,在周围的电厂安装信息接收、反馈装置与监视装置,使之形成最基本的网络覆盖体。由已安装的中心计算机来对其他计算机分别进行调控或整体调控,由计算机对应的模块来进行监控信息的接收、指令的及信息数据的处理。并在此基础上,实现对各个部件的优化控制,通过每部计算机间的信息教诲,远程终端操控来实现各类控制软件的自动化应用[2]。上述为电力企业电气自动化技术最基本的工作流程为。电力系统自动化控制采取分层控制法,就是在分支的每个组织间,根据各自的功能来划定范围,进行内容的分担及工作协调,在最大限度上保障控制系统的可行性与稳定性。

3电力企业电气自动化技术的应用现状

3.1电气自动化技术在电网调度中的应用

电网调动技术是计算机技术在电力企业应用的信息收集工作,并实现对国家区域、省、地、县不同级别的电网的自主调动,有了它,国家的整体电位设备都被结合在一起,是国家电力系统工作中的有效监控力量。现代电网调度控制系统自动化都以计算机技术为核心。在电网调度系统中,借助信息技术及计算机技术实现了对实时信息的收集、计算、与分析。目前电网自动化调度大多是通过对电网运行状态的监控来实现的,通过自动控制技术,针对相关的电网进行实时监控,可保障电网的正常运行,满足用电质量与用电需求。与此同时,对电网实行安全运转的监控时,可通过自动化技术实现节能减耗,提高供电效率。

3.2电气自动化技术在配电网络中的应用

计算机同样在配电系统当中发挥着重要的作用,主要体现在电网改造与建设的技术上。随着电网技术的更新与发展,配电系统的网络化程度得到有效提升,从而实现了配电主站、子站、光纤终端的三层结构,实现了通信信号的快速传输,自动化系统的性能也更加完善。智能电网技术是计算机技术中较为典型的技术。它在供变电和输配电中都得到了广泛的应用,是实现智能化配电的关键部分。

我国配电自动化的发展尚处于起步阶段,缺乏完善性的一次网架使得配网自动化发展缺乏相应的硬件支持,因此,在未来的工作中我们在启动一级区域配电自动化项目的同时,同时注重县级配网自动化项目的发展,加强相应硬件建设,制定统一的行业标准,规范市场自动化发展。在未来的数年,我坚信电力系统将持续的向着绿色、智能、安全化的方向发展。

3.3电气自动化技术在变电系统中的应用

变电系统的自动化技术主要是通过通信技术、信号处理技术、计算机计算功能等来对二次设备实施监控、测量,通过二次组合将相应的功能进行组合与优化,构建集测量、监视、协调为一体的综合系统。

3.4电力系统中变电站与电力调动自动化技术的应用

电力调度自动化是当前电力系统自动化发展最为迅速的一个方面,电力调度自动化技术可对电力系统中的各项运行数据进行实时收集,保障电力调度的安全、稳定运转,提高电力系统的工作效率,并为电力市场提供参考依据,是电力系统自动化的核心技术,对维护整个系统的稳定具有重要的作用。变电站是目前电力系统中能源消耗最大的单位,完善对变电站自动化技术的应用,可在最大限度上将控制、运行、维护的成本降至最低,实现经济效益的提升,保障供电能源本身的质量。

3.5pLC技术

pLC技术擅长于数据的采集、分析、整合以及转换、传递方面,以及对信息总线进行通信连接两项功能,实现对电力系统工作的顺序控制,可以实现对数字量与模拟量之间的D/a、a/D转换,从而实现对某些柔性操作的智能化控制,通过对电力系统中的单独模块信息进行控制,,极大地推动了电力系统相关生产过程的协调化。其特有的模拟闭环控制,有效地调节了电力系统各环路的工作状态。其在电力系统中的应用实现了对电力系统工作指令的自动编程和信息的记录和运算,降低了电力系统运行中的耗能状态,使得电力系统运行更加灵活。该技术是继电接触控制技术和计算机技术结合的产物。

3.6综合自动化技术

综合自动化系统外部电缆设计变配电站综合自动化系统的外电缆设计非常简单,当今时代,失去电力系统的支持,许多行业将陷入瘫痪的境地。电力的广泛使用对电力系统的安全性和自动化程度都提出了高的要求。电气自动化相关技术是电力系统智能化的重要组成部分,能代替人力做到更精确的系统运行故障分析,使得电力系统的运行更加高效准确。变压电站综合自动化系统的选用一定要科学、合理,为电力系统的自动化设计提供精确的数据,实现了电力服务的智能化,使用电气化驱动技术,可以在更大程度上实现暂时状态和稳定状态的同步存在,这使得同步实验成为了可能。在这种仿真的环境中,工作人员可以进行更多的电力装置测试,有助于帮助科研人员建立起一个混合型的实时仿真实验室。

4现阶段电气自动化技术应用的研究方向及发展前景

随着我国经济的上升,人民的生活水平的不断提高,越来越多的电气产品被应用到实际生活当中,为了能够保证居民生活用电的稳定性,缓解电力企业的供电能力的压力,电力企业不断的引进新的科学技术从而使电力企业的供电能力得到了提高,减缓了当前企业用电大的负担。现阶段电气自动化技术的突出作用是在加强电力企业的经济收益,也保证了电力企业正常运营的可靠性的同时节省了电力企业的运营成本。新的电气自动化技术对现代化的计算机技术实现更高程度的应用,使得电气自动化技术在电力系统中的应用体现出一种普及化的状态,ieD电力自动化是最具代表性的技术。电气自动化技术主要功能有:抑制调整电机组的电力频率和电流峰值,控制其它项操控平台,充分的发挥发电机组的正常发电功能。只有电气自动化装置的稳定性工作,才能保障国家电力的正常输送。电气自动化技术正朝着国际标准的方向发展。

4.1对电力系统智能保护和综合自动化技术开展的研究

智能保护将国内外最新的人工智能、综合自动控制理论、模糊理论、网络通信、自适应理论、微机新技术等应用于新型装置中,加强了新型继电保护装置具有智能控制的特点,大大提高电力系统的安全水平。我国对智能保护和综合自动化技术的相关原理展开了大量研究,使得保护装置更加智能化,极大地提高了电力系统的可靠性和安全性。分层式综合自动化装置在中国研究者经过多年努力所研制成功后,突破了传统装置的限制,极大地拓宽了综合自动化装置的应用范围,能够广泛应用于各种电压等级的电力企业。

4.2对电力系统配电网电气自动化技术开展的研究

我国已经对电力系统配电网电气自动化技术开展了大量的研究,像在配网模型、信息配网一体化、高级应用软件、中低压网络数字等方面都有很大的突破。其中,为了使用最新最先进的国际标准公共信息模型,高级应用软件将配电网的实际情况和输电网的理论算法结合在一起,利用人工智能灰色神经元算法对负荷进行预测,利用配网递归虚拟流算法对潮流进行计算,这极大地提高了计算结果的速度、准确性和可靠性。解决了数字信号处理技衰减等难题,提高了信号的理速度和准确度。

4.3对电力企业自动化实时仿真技术开展的研究

在对电力企业自动化实时仿真技术的深入的研究中得出电力系统自动化实时仿真系统对电力系统的暂态和稳态进行试验的基础上还能够联合多种控制装置形成一个闭环系统。电力系统实时仿真建模和负荷动态特性建模是重点研究对象。同时汲取国外先进的技术,吸取经验将电力系统数字模拟实时仿真系统引入到国内,在国内也构建了相应的实验室。

5促进电力企业中电气自动化技术发展的建议

5.1提高技术人员的综合素质

广大研发人员是电气自动化能否继续取得技术层面上的飞跃的决定性因素,电气自动化技术的不断发展对技术人员的要求也更高。所以,为了更有效地对电气自动化的设备进行改进、创新和发展,负责电气自动化研发的各科研院必须对设备控管员工进行专业的培训教育,确保电气自动化技术的装配与设计工作顺利进行。

5.2完善系统建设和开发平台

为了更直接地确保项目周期内的每一个步骤以及每个环节的顺利开展,电气自动化技术在发展中离不开统一化的开放平台。因此,必须开发出一个最为恰当的维护和运行的平台,使其满足电气自动化技术的阶段性特征以及广大用户的实际需求。

6结束语

综上所述,电气自动化技术推动了电力企业的发展,在电力企业中起到关键性作用。当然,电力企业的运行的效率与服务的质量与电气自动化技术的支持直接挂钩。社会的不断发展,科学技术的不断进步也促使电力企业对于电气自动化技术的要求也逐步提高。相信未来的若干年中电气自动化技术领域将充满活力,在新科技领域中长盛不衰。

参考文献:

[1]郑建农,电力系统自动化技术的探讨与分析[G],城市建设理论研究,2012,(36).

人工智能研究现状综述篇4

关键词计算机辅助建筑设计计算机建筑画艺术性综合推理

中图分类号:tp302文献标识码:a

1引言

计算机辅助建筑设计指的是利用计算机技术来完成建筑设计过程中所要进行的信息检索、计算、分析综合及编制工作。近年来,计算机辅助建筑设计系统的应用已经使得建筑设计人员改变了传统的图版和制图工具方式,转向以显示器为图纸以鼠标键盘为画笔的新型设计空间。这样从繁重的、反复的手工劳动中解脱出来,从而将更多的时间精力用于方案的比较和设计的创新。计算机建筑画是指利用计算机通过相关绘图软件编绘的建筑画,是计算机辅助建筑设计最优秀的应用之一,这是一次质的飞跃。计算机建筑画可以让客户在大楼未兴建之前就获得建筑完成之后的感觉,可以让客户走入室内亲身体验建筑效果能否满足需求。

2计算机建筑画现状分析

2.1建筑画的历史与发展

建筑画有两大类型:一类是对已建成的建筑物、园林建筑或城市风景等进行写生描绘;另一类是表现建筑师建筑创意的表现画。这两者各有各的特点,但追求空间和谐统一的旋律是相同的。目前计算机建筑画主要用于建筑创作表现画。中国古代建筑画在五代时成为独立的画种,至北宋时走向成熟。20世纪70年代后,建筑画发生了新的变化。首先体现在建筑风格上,这一时期更加强调恢复装饰;二是更加倾向于艺术性、欣赏性的方向发展;三是朝着多元化方向发展。

2.2目前计算机建筑画的不足

2.2.1艺术性的不足

建筑画完全区别于建筑模型。基本特征就是它具备意境的刻画和气氛烘托。这样可以进一步的反映建筑物功能与风格所营造出来的整体环境,从而加强了建筑艺术的感染力。然而现在许多计算机画往往只着意于主体建筑的细节刻画,但是对于环境等容易以程式化的方式来展现,这样一来就缺乏个性和特色。

2.2.2智能化的不足

计算机建筑画在生成过程中的每一步都是通过建筑师的指令进行的,然而这没有智能化艺术的创新能力,这一个缺点尤其在后期制作中表现尤为突出。许多的素材只能通过图片扫描而得到,这没有最大程度上发挥计算机的效能。为了追求完美,我们必须在智能化方面有所突破。在计算机建筑画智能化的众多研究方向中,通过计算机智能化生成某些所需的要素并且符合预期的审美需要,对理论与实践都有着极其重要的意义。计算机建筑画的两个不足提出了相关图形软件亟需解决的问题,其中智能化是重点问题,也是目前需求的主要矛盾。该问题的解决可以使计算机建筑画在艺术性方面达到一个全新的境界。作为未来发展的主要目标,我们自然希望能够通过计算机技术实现计算机建筑画中建筑物与配景的智能化艺术创新。我们主要针对建筑画的需要,侧重艺术化模拟。所谓表达型,是指对手工绘制的表达技法进行模拟。

3结合树对计算机建筑画进一步发展的探索

在手工绘制表达技法中,树分为近景、中景和远景。在建筑画中起着组织画面层次、衬托画面气氛的重要作用。建筑画中对树的绘制并不是从植物学的角度来分辨树种,而是侧重数目的形状、组成部分的线条和节奏。在建筑画中,树的手工绘制技法可以分为写实、抽象和夸张三种方式。

3.1面向建筑画的树的表达型生成研究

分析几何是用来描述树这一类自然不规则形体的有效手段。分形具有两大特点:首先是具有比例自相似性,这样可以摆脱测量尺度的误差;另一个是其维度不一定是整数。迭代函数系统是用一个数学系统去解析、构造分形系统十分成功的方法。给定一个iFS,即确定了其中仿射变换的个数及每个仿射变换的参数,于是就可以在计算机上绘制出其直观的吸引子的形状。针对树的手工绘制的三种技法,运用随机的iFS进行模拟。从生成结果来看,关键在于仿射变换和概率的设定。

3.2综合推理应用于树的表达型生成

推理是人工智能的一块基石。通过研究各种推理方法可以看出这样一个趋势:从严格的演绎推理出发、到开放逻辑、CaSe推理、类比推理,推理的过程呈现着明显的松绑趋势。推理的松绑趋势使得推理逐步走向对思维的广泛模拟。综合推理是对推理的又一次松绑。

4小结与展望

现如今,计算机辅助建筑设计作为建筑设计中的辅助手段这样一个初衷已经达到了,然而人们对这种简单的工作方式仍然不够满足,希望计算机辅助建筑设计除了能够支持建筑师的绘制、降低工作强度并且提高工作效率之外,还能替代建筑师的部分智能活动。然而建筑设计不同于其他的许多设计领域,这主要体现在在艺术性的追求方面。因此,智能化的计算机辅助建筑设计进展取决于人工智能在艺术创新方面的突破。

人工智能经过40年的大力发展,已经在自然语言理解、模式识别、专家系统等领域取得了非常可喜的成果,也充分展示了用机器实现智能的光明前景。然而就人工智能的研究现状来说,它所取得的成果和人们的预期目标还是有一定差距的。这一差距首先说明了人工智能的复杂性和艰巨性,另一方面也说明了人工智能现有理论有太强的局限性。建筑画是建筑设计师们对艺术性强烈追求的一种表现,本文通过对计算机建筑画的分析,运用综合推理的方式进行面向建筑画的树的艺术性表达形成研究,也是从另一个方面对人工智能计算机建筑辅助设计的探索,计算机建筑画经过长期的发展,现在已经到了向艺术性和智能化方向迈进的拐点。从艺术创作来看,是采用形象思维方式,因此结合人工形象智能的研究将取得计算机建筑画方面的新的突破,也证明了智能计算机建筑辅助设计的研究必将要结合人工形象智能的方法,这是我们正在努力的方向。

参考文献

[1]潘云鹤.CaD系统与方法.杭州:浙江大学出版社[m],20066.1-29,286-326.

[2]明锦郎,王改政.“甩掉图板”后的建筑设计[J].建筑学报,2006(12):34-36.

[3]侯继尧.建筑画理论与技法[m].北京:中国建筑工业出版社,2005.1-8.

[4]潘云鹤.综合推理的研究[J].模式识别与人工智能,200,9(3).

人工智能研究现状综述篇5

中图分类号:B842.5文献标识码:a文章编号:1000-6729(2007)02-0128-03

1发展性计算障碍的界定

自从1968年Cohn提出“发展性计算障碍(developmentaldyscalculia)”[1]这一术语后,这一领域引起了研究者的极大关注。随后,Slade和Russell[2]使用了另一个术语:特异性计算技能障碍(Specificdisorderofarithmeticskills)来命名计算技能存在着缺陷的现象。因此,发展性计算障碍也称作特异性计算技能障碍。

根据国际疾病分类第10版(iCD-10)[3]和心理障碍的诊断和统计手册第4版(DSm-Ⅳ)[4],鉴定发展性计算障碍的主要标准是:一般智力的发展与特殊的数学能力的发展失衡[5]。根据定义可知,有发展性计算障碍的儿童与正常同龄儿童在一般的推理能力上无显著差异,但他们的数学能力却低于正常同龄儿童。表明有计算障碍的儿童其数字加工和计算能力的心理年龄与实际年龄间存在着差异。

DSm-Ⅳ上的资料表明,发展性计算障碍是一种非常罕见的学习障碍,流行率仅为1%,但事实并非如此。目前在很多国家都有关于发展性计算障碍的流行率的研究,德国的一项调查[6]发现,城市人口和农村人口中计算障碍的流行率大致相同,分别为6.6%和659%,捷克斯洛伐克[7]、美国[8]、英国[9]、以色列[10]、印度[11]等国家都有关于发展性计算障碍流行率的研究,研究结果大致相同,大约为3%-6%。综合各个国家的研究,可以发现发展性计算障碍的流行率大约为6%左右,与发展性阅读障碍(developmentaldyslexia)的流行率几乎相同[12]。

2发展性计算障碍的脑机制研究

既然发展性计算障碍的流行率并不低于发展性阅读障碍的流行率,因此,出现了研究者由最初侧重于关注发展性阅读障碍的研究向兼顾两种障碍的研究转化的现象。关于发展性计算障碍脑机制研究已经取得了比较丰富的成果。主要有以下三种具有代表性的观点:脑的单侧化障碍、认知模块障碍和综合性(脑的单侧化和认知模块)障碍。

2.1脑的单侧化障碍

脑的单侧化障碍理论认为,发展性计算障碍患者是由于大脑左半球或右半球有问题才会有计算障碍的症状。

Rourke[13]发现了两种不同类型的计算障碍患者,即发现了计算障碍的两种子类型。一种子类型是只存在数学学习困难,Rourke将其定义为非言语学习障碍综合征(noverbalLearningDisbilitySyndrome),简称nLD。另外一种子类型是在数学、阅读和拼写方面都有困难,Rourke将其定义为阅读和拼写障碍,简称RS子类型。nLD类儿童不仅有计算困难,而且在执行与空间、触觉、动觉有关的任务时也会出现问题,并伴有心理障碍,例如,恐惧、沮丧和交流障碍。nLD类儿童虽然在非言语智力方面有缺陷,但在口头语言和书面语言方面则有一定的优势。

RS类儿童却表现出相反的优势和缺陷模式。这种类型的儿童主要在听觉-语言处理方面有困难,而在非言语、视觉空间等方面有优势。Rourke把nLD子类型和RS子类型分别归因于大脑右半球和左半球发育不完善。Grosstsur等人[14]详细地描述了发展性大脑右半球综合征,这是一种症状类似于nLD的疾病,Grosstsur等人认为这种疾病的病因是大脑右半球的问题。

1930年,神经学家Gerstmann经过大量的关于成年脑损伤病人的研究,首次描述了一种为他所熟知的综合征。这种综合征有四种症状:计算障碍、左右方向混淆、失写症和手指失知症,手指失知症是指病人无法辨别自己的手指和他人的手指。直到1968年,Kinsbourne[15]才将儿童身上的这4个症状定义为“发展性Gerstmann综合征”(DevelopmentalGerstmannSyndrome)。这些症状不是源于生理创伤,而是在成长过程中逐渐出现的。后来,人们又对同时出现的语言加工障碍进行了研究,并将发展性Gerstmann综合征分为失语型和非失语型,这两种子类型的病因分别源于大脑左半球和大脑右半球问题[16]。

许多研究结果表明,不是所有nLD儿童都有计算障碍,另外,许多有计算障碍的儿童在非言语或者语言加工能力方面却非常正常[17]。所以,认为计算障碍不是源于大脑左半球,就是源于大脑右半球的功能欠成熟的观点并不能很好地解释计算障碍的病因。良好的视觉空间能力、良好的语言功能或是良好的运动机能都不是计算能力高的充分条件。

2.2认知模块障碍

认知模块障碍也是解释发展性计算障碍的一种理论观点,认知心理学认为,模块是一个特定的功能单位,它不受其它思维过程影响而独立、自觉并且迅速地执行着特定的任务。例如,人们认为,在语言加工过程中语言辨别、句法分析和语言产生都有各自独立的模块。同样,在数字处理中也存在着这样的模块,它们对认知过程的各个方面负责,位于大脑的不同区域。认知模块障碍理论认为,发展性计算障碍是执行计算功能的模块出现了问题,不同模块出现问题,在计算障碍患者身上会出现相应的症状。

Dehaene[18]借助功能性磁共振成像(fmRi)技术对大脑执行不同类型计算任务时的活动进行了研究,他让被试用粗略估算和精确计算两种方法进行简单的加法运算。得出的结论是:估算和精确计算时,大脑的活动模式差别很大。估算时大脑的主要活动区域在左右半脑的顶叶,精确计算时大脑的主要活动区域在左侧语言处理区。这表明了三个模块中的两个模块的存在,这三个模块是Dehaene[19]提出的“三重编码模型”(tripleCodemodel)[20]中的概念。三重编码模型认为,数学认知能力由三个功能模块组成:量的类比表征模块;听觉-言语编码模块和视觉编码模块。这三个不同模块分别与特定的数学认知能力相联系,量的类比表征模块蕴涵了数字的意义,即大小和数量含义,这个功能模块位于大脑左右半球的顶区,主要与比较、估算等功能有关系。听觉言语表征模块位于优势半球的外侧裂,在这个模块中数字以可听、可读和可写的文字形式表现出来,主要负责精确的运算、数数、数学知识的存贮与提取等认知功能。视觉编码模块位于左右半球的下顶-颞叶区,是一种独立的、在感知和传达上完全表现为视觉特征的数字符号语言,主要负责操作、奇偶判断等认知功能。

在三重编码模型中,这三种模块都被视作自治的功能单元,它们通过编码互换、彼此联系,并遵照某项任务的特定要求被单独激活。这种模块不仅建立在实验心理学研究结果基础之上,在很大程度上也来自对成年脑损伤病人的研究结果。在这些成年病人身上可以观察到多种不同类型的数字处理方面的编码缺陷[21]。例如有些病人在遭受脑部创伤后,虽然能理解和复述口头数字或本族语数字,并利用此类形式的数字进行计算,但丧失了处理阿拉伯数字的能力。相反的情况也有,这两种情况在认知神经心理学中分别称作认知的分离或双分离现象。

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temple[22]对一位有“数字诵读困难”的11岁男孩进行了研究,结果发现,他的阅读和书写能力正常,但不能阅读阿拉伯数字,也不能听写阿拉伯数字。这为阿拉伯数字模块的存在提供了证据。

2.3脑的单侧化和认知模块的综合理论

其实,对计算障碍的脑的单侧化和认知模块的解释并不对立。如果把它们结合起来解释计算障碍也许会更加合理。anderson的“最小认知结构”理论[23]把脑的单侧化和认知模块很好地结合了起来,把发展性计算障碍解释为是脑的单侧化障碍和认知模块障碍共同作用的结果。

anderson的最小认知结构理论认为,获得知识的途径有两条:途径一是通过思考过程获得知识,思考过程需要有一个基础加工机(Bpm)和两台专门信息加工机(Sp1和Sp2)。基础加工机与智力的一般因素相对应,它决定着信息加工的容量和速度。两台专门信息加工机编写获得知识的程序,这些程序与信息材料的性质有关。anderson认为一台信息加工机(Sp1)服务于言语顺序信息加工,另外一台(Sp2)服务于视觉空间和整体的加工,这两个加工机分别位于大脑的左半球和右半球。

途径二是通过模块获得知识。利用第二条途径,必须通过模块,在不同的发展时期,模块加工的速度和自动化程度是不同的,它们的计算并不受基础加工机的速度影响。

anderson认为,患有一般性智力缺陷(学习障碍,精神残障)的人基础加工机受到了限制。这些人接受能力差,学习的速度慢,而且接受的数量少,学数学时也是如此。智力正常但语言和非言语智力水平有差距的人的专门信息加工机质量不同。Rourke[13]所划分的nLD和RS型,是对此模式的最佳佐证。有脑损伤成年人的数字处理的各个方面的特定编码能力都很低下。部分学生的学习障碍可以用anderson的获得知识的两条途径解释。经常出现的学业能力缺陷,即某台专门信息加工机(右半脑或左半脑功能缺陷)的缺陷阻碍了服务于数字或书面语言加工的认知模块的成熟。负责语言加工的信息加工机(Sp1)功能欠缺对相应的语言模块发展有负面影响。负责视觉空间和整体加工的加工机(Sp2)的发展受阻可能是nLD儿童的症状的形成原因。Sp2具有视觉空间性质,其发展受阻可能导致计算障碍或“心理理论”功能障碍(影响社会交往)。

上述三种观点均是从大脑的某个或某些区域存在问题角度出发解释发展性计算障碍,另外一些研究者则是单纯从认知加工过程的角度出发解释其病因,例如,Butterworth和Landerl等人认为发展性计算障碍的病因是不能理解基本的数概念,尤其是数量概念,而这种缺陷是天生的[24,25],此外,一些医学工作者也对发展性计算障碍的病因进行了探讨,他们从脑的代谢过程[26]、灰质和白质的数量[27]、遗传学[28,29]等角度出发做了大量研究,结果发现,发展性计算障碍病人的异常也有着生理学基础。可见,发展性计算障碍的病因非常复杂,关于发展性计算障碍的病因学的研究是一个有待进一步探讨的主题。

3小结

所有关于学习障碍的研究的最终目的都是制定有效的矫治性教学策略,从而矫正学习障碍者的症状。发展性计算障碍是学习障碍的一种形式,对它的研究的最终目的也是矫治。国际计算障碍协会负责人newman认为,只要教育得法,每个智力正常的儿童都可以学会用数学进行交流。也就是说,虽然不能要求计算障碍患者的计算能力与正常人一样,但是,经过矫正,计算障碍患者可以解决日常生活中的一些计算问题,而不至于使他们受到太多的挫折。现在,已经有了一些矫正计算障碍的措施,但迄今为止,还没有确凿的证据可以证明这些措施能够有效地治疗计算障碍。虽然这些治疗通常不会对孩子造成伤害,但是其效果仅局限于他们直接练习的能力范围。因此,在进行基础研究的同时,探索矫正发展性计算障碍的策略应该是今后研究的重点。

人工智能研究现状综述篇6

【关键词】智慧政务业务协同关键技术

前言:近年来,随着我国智慧城市建设进程不断深化,对政务政务提出了更高要求,传统政务系统已经无法满足现代城市发展需求,在很大程度上阻碍了智慧城市建设,而智慧政务的建设离不开关键技术的支持。因此,加强对政务业务协同关键技术的研究具有重要意义。

一、智慧政务概念

智慧政务主要是指将云计算、SDn网络及物联网等技术作为基础,通过检测、整合及分析等,实现对各个职能部门下的资源进行高度整合,为城市各主体创建良好的城市生活环境。智慧政务的发展,不仅能够显著提高政务业务效率及质量,还能够提高政务工作透明度[1]。

二、智慧政务业务协同关键技术分析

智慧政务系统在运行过程中,涉及多个职能部门,而实现政府稳定业务稳定运行的关键在于,职能部门之间的协同性,由此,要想构建职能部门之间的协同机制,需要加强了解和掌握关键技术。

2.1政务web服务语义模型的构建

不同于传统政务,智慧政务涉及范围较广,囊括了各个系统中的业务,而针对综合性、系统性智慧应用及服务而言,技术需要具备更强的操作能力,才能够满足智慧政务发展需要。现阶段,我国智慧政务主流语义web服务模型主要采用owL-S和wSmo两种形式,由于智慧政务具有透明度高、主动性及反应快等特点,针对语义模型的构建,可以从语法、语义及非功能属性三个方面入手:

首先,针对语法方面,可以采用服务于参数语法描述法,将名称、注释及性质等内容纳入其中,例如:就服务语法而言,服务提供者可以规定服务对象,如:就业技能培训服务对象为农民工和失业人群。其次,语义方面,可以从消息和行为方面呈现服务需求,例如:政府采购时,价格参数包括税前、后等类型,而单位则为人民币等。最后,一般情况下,非功能属性可以从质量和安全方面入手,囊括了价格、时间等方面。

2.2分阶段多策略服务模型的构建

由于参与智慧政务协同服务数量较为庞大,对服务提出了更高的要求,诚然,在语义推理技术引导下,能够发现需要的服务,但是,难以满足大规模数据集发展需求,基于此,为了满足日渐多元化服务需求,可以积极采用关系数据库检索技术,将其融入到智慧政务系统中,最大程度上缩小服务搜索空间,并结合上述技术,对服务需求进行准确定位,职能部门在获取相应指令后,提供针对,以此来提高工作效率和质量,进而为智慧城市建设奠定坚实的基础。

2.3基于可组合组合模型构建

基于可组合组合方法主要是将服务组合问题转化为搜索与或图,进行解图处理,以此来减少工作量。在面对巨大工作量时,为了缩小状态空间规模,需要将可组合性模型引入其中,为组合服务方案的设计提供支持和帮助,通过这种方式,不仅能够有效避免语义描述存在的问题,还能够显著提高执行效率,进而为城市公民及企业发展提供更加优质的服务。

2.4业务集成及协同框架构建

信息时代背景下,云计算与Soa的出现,对电子政务发展提出了更高要求,为了避免传统电子政务存在的重复建设、资源共享难等问题,可以对it基础设备及数据资源等集中到一起,进行动态整理及分配,但是,前提基础是要对政府政务进行详尽的梳理,有效识别各个业务系统需要的协同功能,利用web服务方式和方法实现信息共享及交互。受到业务集中与协同环境等因素的影响,系统协同难度较大,由此,智慧政务系统将eSB技术渗透到传统系统当中,有效突破了协同难这一弊端,确保政务职能部门之间的协调和沟通。

将Soa技术作为基础的形成的集成与协同框架,在实际应用过程中,能够保证传统业务稳定运行的同时,满足新业务开发需求,并促使软件工程、领域建模等工作也随之发生改变,为智慧政务良性循环提供更多帮助与支持。综上所诉,智慧政务系统在发展过程中,要结合实际情况,坚持合理原则,构建匹配政务协同系统[2]。

三、结论

根据上文所述,智慧政务协同系统作为一项综合性系统,在促进智慧城市建设、提高政务服务水平等方面占据举足轻重的位置。因此,政府部门要认识到智慧政务系统建设的重要性,并树立以人为本原则,适当增加技术研究资金投入等,加大技术研究力度,了解和掌握现有技术的本质与核心,引进先进技术,调整和优化系统,提高服务质量,进而提高我国综合国力。

参考文献

人工智能研究现状综述篇7

关键词:智能化;信息处理技术;人工智能;神经网络 

    

     近年来,智能信息处理技术获得了突飞猛进的发展,该技术有机融合了控制技术、电子技术、计算机技术等多种先进技术,能够高效实现信息的采集和处理任务。开展信息的智能化处理技术研究具有非常重要的意义,能够全方位的了解和掌握智能信息处理技术的发展及运用状况,并发挥该技术的优势和作用,为今后的研究提供依据。 

1信息的智能化处理技术的产生与发展 

1.1信息的智能化处理技术的产生 

早在1930年就产生了信息的智能化处理技术,然而因为运算功能强大的工具,致使智能化信息处理技术的功能无法得到全面体现,这在一定程度上限制了信息的智能化处理技术的发展和成熟。计算机技术的广泛应用为信息的智能化处理技术的进一步发展提供了坚实的基础保障,研发出多种智能信息处理产品,在人们的工作和生活中得到了大规模的应用,为人们提供了极大的便利,同时也产生了较大的社会及经济效益。针对当前医学领域中的Gt机而言,该机器充分运用了智能化信息处理技术的优势[1];同时美国科学家J.w.Coolev领导多位研究人员共同研制出先进的FFt算法,极大地推动了科学研究领域的创新发展。随后硬件电路就借助FFt算法对智能监测仪器进行开发研究,推出多种自动化和智能化程度较高的检测设施,获得了很大的成功[2]。科学技术的实时发展使信息的智能化处理技术也不断更新,科技水平逐步提升,智能化信息处理技术在信息处理系统中发挥的作用越发重要。 

1.2信息的智能化处理技术的发展 

信息处理技术顺应着通信技术、计算机技术的发展潮流,已经进入到一个全新的发展阶段,不仅更新了传统的发展理论及方式,在研究领域方面也获得了进一步的拓展,构建出全新的研究理论及方法。在信息处理技术最初发展阶段,线性、最小相位及因果等系统是几大关键研究内容,在不断的发展过程中已经逐渐转向非最小相位、非因果和非线性等研究领域,能够结合信息的变化开展针对性的处理工作。能够处理可靠性和稳定性较差的信息是智能化信息处理技术最显著的特征,能够使其转变为可靠和确定的信息。在智能化信息处理技术的支撑下,能够在确定性较差的信息内获取相对精确的结果,能够对信息进行有效、充分的利用,显著改善了信息的整体利用率。 

构建具有良好判断能力、理解能力和学习能力的人工智能系统是开展智能化信息技术研究的根本目标,信息的智能化处理技术主要借助不同算法对信息进行采集和利用,最终达到智能化管控的效果。由此得知,信息的智能化处理技术主要研究内容为:1)环境、机器同人的彼此智能化交互协作。该技术能够对语音或文字开展自动识别研究,并尝试理解自然语言,对图像、视觉信息进行自主化的加工和处理,确保环境、机器同人三者能够实现信息的互动沟通、交流[3];2)将有价值、有效信息从数据库内进行提取,并总结基本规律。智能化信息处理技术的根本研究内容为机器学习及简约数据,需要借助已经掌握的模式识别理论、知识,针对数据信息进行简化处理,通过可阅读的方式将信息呈献给决策人员,便于制定出科学的决策。也能够自动化的学习多种数据,进而进行数据的评价和分类处理工作,对结果进行准确的预测;3)合理规划和优化智能系统,发挥系统的协作、决策功能。应对计算机决策系统、辅助规划系统进行构建,参考优化指标改善社会及经济效益。还应对系统建模内容进行探究,对智能决策、规划、体系协作的基础理论和方式进行进一步的优化。 

2信息的智能化处理技术理论及方法 

信息的智能化处理技术涵盖多个研究领域,融合了通信技术、控制技术和计算机技术等先进技术,涉及多个信息科学技术学科。综合当前的研究及发展情况,可以将信息的智能化处理技术归为以下几类: 

2.1模糊理论 

若需要对无法确定对现象进行探究和分析,就必须要借助模糊理论来实现。由于事物本身拥有不确定的特性,同数学理论下的二元性原则没有直接关系,属于对象差异的中间过渡状态,无法进行准确的划分,从而不能明确对象类型。模糊系统具有模糊性特征,能够结合模糊理论发挥模糊信息处理功能,是一种动态化的模型。一般在模糊系统内,输入、输出彼此对应,能够将其视为连续函数的通用逼近器,主要包括模糊推理机、反模糊化器、模糊产生器及模糊规则库[4]。建立在神经网络、模糊系统之上的模糊神经网络,有效整合了模糊系统机理、神经网络,将二者的优势进行了整合,同时也融合了多种理论,包括动力学、逻辑计算、处理方式及语言等。模糊神经网络不仅具有较强的联想能力、识别能力和学习能力,同时还拥有良好的模糊信息处理性能。在普通神经网络内,对模糊输入信号、权值进行添加是模糊神经网络的核心所在,在优势互补的原理下,能够使神经网络、模糊系统的优势和功能充分展示出来,同时也弥补了二者各自的弊端和不足。构建的模糊神经网络使信息的智能化处理技术发展迈向一个全新的发展层面,具有非常重要的意义。 

2.2人工神经网络法 

网络模型、数学模型是构建人工神经网络的关键,基于网络模型内,基础构成就是人工神经元,需要结合特定结构对其进行组合,最终打造出完整的模型;而在数学模型内,依据大脑神经元构建的人工神经是处理信息的单元体,借助组合而成的人工神经元,能够形成神经网络结构。独立人工神经元、神经元间的基本连接结构就是神经网络结构。就信息的智能化处理技术发展研究结果进行分析,当前已经成功研制出多达十几种的人工神经元网络模型,依据信息流动方向、连接途径,能够将人工神经元网络模型划分为多种不同的种类[5]。相互结合型(反馈型)网络、前向型网络是构成人工神经元网络模型的两大类,前者具有反馈信息的功能,而后者无法对信息进行反馈处理。

2.3进化算法 

依据生物界遗传定律、自选选择定律,形成了进化算法,该算法在机器学习、优化等研究方面发挥着极其重要的作用。进化算法的基本原理即为通过对生物遗传模型进行模拟的方式,优化索索全局,获取最佳的结果。进化算法的适用范围较广,运用方式簡便,能够并行开展信息处理工作,其主要对象为个体,能够实施变异、交叉及选择等处理任务,明显优于传统算法,具有其特有的特征。在长期的钻研和探究过程中,进化算法不断完善,当前在机器学习、识别图像和自动化管控等领域占据着极高的地位,该算法在信息的智能化处理技术中有着普遍的运用。

 

2.4信息融合技术 

信息融合技术的关键研究对象为:怎样加工处理、运用不同的信息,达到信息互补的效果,确保最终获取信息的精确性和真实性。信息融合技术建立在多传感器系统的基础上,能够准确监测目标,对无法明确的信息进行排除,有效提升了信息的可靠程度。通过分析、模拟人类大脑对信息进行综合性处理的功能,形成了信息融合技术的基础工作原理。大量传感器存在于系统内,传感器所发信息具有一定的差异,基于多传感器的信息融合系统能够根据大脑处理信息的方式开展相应的信息处理工作。多传感器信息融合系统能够综合性的处理多种不同的信息资源,并整合大量信息,并科学支配、运用这些信息,系统还可以高效组合冗余信息,显著改善了信息的准确性和可靠性[6]。在上述工作原理下,由多个子集组成的信息系统具有非常强大的功能,性能更加优越。低层次处理、高层次处理是信息融合技术的两大关键类型,其中前者主要指的是数据的预先处理工作,包括数据分类、检测目标等;而后者主要指的是集威胁估计、态势和全部融合过程为一体的提取处理。功能型模型、数据型模型是当前信息融合模型的两大关键种类,在实际运用中发挥着重要作用。 

3信息的智能化处理技术的应用及发展趋势 

在实践生活中,信息的智能化处理技术有着较高的运用价值和实用性:1)智能化信息处理技术能够提高工作效率,能够开展自动化和智能化的处理工作,有效减轻了人们的脑力劳动任务;2)智能化信息处理技术能够针对不同的对象进行识别,包括影像、语音及文字等,借助机器能够进行翻译和分析等操作;3)当前互联网覆盖范围非常广阔,借助路由器,信息的智能化处理技术能够分析数据传输途径,获取优化路径,有效处理网路堵塞等故障[7];4)目前实践生产中计算机技术已经实现了普遍运用,计算机技术发展速度日益加快,存储量也逐渐扩大,大大节约了成本资源,在智能化信息处理技术不断发展的过程中会进一步加快计算机技术的发展进程。 

从模拟数字到人工神经网络的发展转向,信息的智能化处理技术对混沌理论、小波分析理论、遗传算法及模糊数学理论进行了有效的整合,不断研发和创新出全新的智能化信息处理思路、算法及理论。信息的智能化发展技术拥有非常广阔的发展前景,迎合了未来信息时代的发展需求,这就要求必须要强化对智能信息处理技术的研发力度,提高对技术研发的重视度。在推动智能化信息处理技术发展的过程中,应将其发展与实践运用和科研课题进行综合,运用创新思想整合多种不同的信息处理技术,满足更加复杂的运用需求,使智能化信息处理技术与其它领域密切结合起来,促进信息学科的发展。 

4结束语 

综上所述,信息的智能化处理技术经过不断地发展日趋成熟,然而将该技术运用到实践生活中时仍然会出现一系列的问题,还需要加大研发力度,使智能化信息处理技术更加完善。在今后的发展过程中,要将科技前沿同信息的智能化处理技术进行整合,创新研发思路及方式,结合实践运用需求来总结智能化信息处理技术的理论。同时,为了迎合信息的智能化处理技术的复杂化发展趋势,还应将该技术与多种信息处理方式进行紧密结合,有效推动智能化信息处理技术的快速发展。 

参考文献: 

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[2]宋伟,霍广明.智能信息处理技术的现状及发展[J].科技信息,1998(12). 

[3]齐小刚,杨永安.智能信息处理技术在卫星测控领域的应用研究[J].系统工程与电子技术,2000(01). 

[4]杜亚军.智能信息处理及其在搜索引擎中的应用[J].西华大学学报(自然科学版),2007(02). 

[5]徐汀荣,曹顺良.智能信息处理系统的信息呈现技术[J].微电子学与计算机,2001(01). 

人工智能研究现状综述篇8

【关键词】智能机器人;发展现状;应用;趋势

0引言

智能机器人是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。智能机器人则是一个在感知-思维-效应方面全面模拟人的机器系统,外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场,可以全面地考察人工智能各个领域的技术,研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力:感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于,智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能[1]。

随着智能机器人的应用领域的扩大,人们期望智能机器人在更多领域为人类服务,代替人类完成更复杂的工作。然而,智能机器人所处的环境往往是未知的、很难预测。智能机器人所要完成的工作任务也越来越复杂;对智能机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前,国内外对智能机器人的研究不断深入。

本文对智能机器人的现状和发展趋势进行了综述,分析了国内外的智能机器人的发展,讨论了智能机器人在发展中存在的问题,最后提出了对智能机器人发展的一些设想。

1国内外在该领域的发展现状综述

1.1智能机器人的发展现状

智能机器人是第三代机器人[2],这种机器人带有多种传感器,能够将多种传感器得到的信息进行融合,能够有效的适应变化的环境,具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。

目前研制中的智能机器人智能水平并不高,只能说是智能机器人的初级阶段。智能机器人研究中当前的核心问题有两方面:一方面是,提高智能机器人的自主性,这是就智能机器人与人的关系而言,即希望智能机器人进一步独立于人,具有更为友善的人机界面。从长远来说,希望操作人员只要给出要完成的任务,而机器能自动形成完成该任务的步骤,并自动完成它。另一方面是,提高智能机器人的适应性,提高智能机器人适应环境变化的能力,这是就智能机器人与环境的关系而言,希望加强它们之间的交互关系[3]。

智能机器人涉及到许多关键技术,这些技术关系到智能机器人的智能性的高低。这些关键技术主要有以下几个方面:多传感信息耦合技术,多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息,经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性;导航和定位技术,在自主移动机器人导航中,无论是局部实时避障还是全局规划,都需要精确知道机器人或障碍物的当前状态及位置,以完成导航、避障及路径规划等任务;路径规划技术,最优路径规划就是依据某个或某些优化准则,在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径;机器人视觉技术,机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识;智能控制技术,智能控制方法提高了机器人的速度及精度;人机接口技术,人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流[4]。

在各国的智能机器人发展中,美国的智能机器人技术在国际上一直处于领先地位,其技术全面、先进,适应性也很强,性能可靠、功能全面、精确度高,其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用。日本由于一系列扶植政策,各类机器人包括智能机器人的发展迅速。欧洲各国在智能机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位[5]。中国起步较晚,而后进入了大力发展的时期,以期以机器人为媒介物推动整个制造业的改变,推动整个高技术产业的壮大[6]。

1.2智能机器人的广泛应用

现代智能机器人基本能按人的指令完成各种比较复杂的工作,如深海探测、作战、侦察、搜集情报、抢险、服务等工作,模拟完成人类不能或不愿完成的任务,不仅能自主完成工作,而且能与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务,在不同领域有着广泛的应用[7]。

智能机器人按照工作场所的不同,可以分为管道、水下、空中、地面机器人等。管道机器人可以用来检测管道使用过程中的破裂、腐蚀和焊缝质量情况,在恶劣环境下承担管道的清扫、喷涂、焊接、内部抛光等维护工作,对地下管道进行修复;水下机器人可以用于进行海洋科学研究、海上石油开发、海底矿藏勘探、海底打捞救生等;空中机器人可以用于通信、气象、灾害监测、农业、地质、交通、广播电视等方面;服务机器人半自主或全自主工作、为人类提供服务,其中医用机器人具有良好的应用前景;仿人机器人的形状与人类似,具有移动功能、操作功能、感知功能、记忆和自治能力,能够实现人机交互;微型机器人以纳米技术为基础在生物工程、医学工程、微型机电系统、光学、超精密加工及测量(如扫描隧道显微镜)等方面具有广阔的应用前景[8]。

在国防领域中,军用智能机器人得到前所未有的重视和发展,近年来,美英等国研制出第二代军用智能机器人,其特点是采用自主控制方式,能完成侦察、作战和后勤支援等任务,在战场上具有看、嗅等能力,能够自动跟踪地形和选择道路,具有自动搜索、识别和消灭敌方目标的功能。如美国的navplab自主导航车,SSV自主地面战车等。在未来的军事智能机器人中,还会有智能战斗机器人、智能侦察机器人、智能警戒机器人、智能工兵机器人、智能运输机器人等等,成为国防装备中新的亮点[9]。

在服务工作方面,世界各国尤其是西方发达国家都在致力于研究开发和广泛应用服务智能机器人,以清洁机器人为例,随着科学技术的进步和社会的发展,人们希望更多地从繁琐的日常事务中解脱出来,这就使得清洁机器人进入家庭成为可能。日本公司研制的地面清扫机器人,可沿墙壁从任何一个位置自动启动,利用不断旋转的刷子将废弃物扫入自带容器中;车站地面擦洗机器人工作时一面将清洗液喷洒到地面上,一面用旋转刷不停地擦洗地面,并将脏水吸入所带的容器中;工厂的自动清扫机器人可用于各种工厂的清扫工作。美国的一款清洁机器人“Roomba”具有高度自主能力,可以游走于房间各家具缝隙间,灵巧地完成清扫工作。瑞典的一款机器人“三叶虫”,表面光滑,呈圆形,内置搜索雷达,可以迅速地探测到并避开桌腿、玻璃器皿、宠物或任何其它障碍物。一旦微处理器识别出这些障碍物,它可重新选择路线,并对整个房间做出重新判断与计算,以保证房间的各个角落都被清扫[10]。

甚至在体育比赛方面,也得到了很大的发展,近年来在国际上迅速开展起来足球机器人与机器人足球高技术对抗活动,国际上已成立相关的联合会FiRa,许多地区也成立了地区协会,已达到比较正规的程度且有相当的规模和水平。机器人足球赛目的是将足球(高尔夫球)撞入对方球门取胜。球场上空(2m)高悬挂的摄像机将比赛情况传入计算机内,由预装的软件作出恰当的决策与对策,通过无线通讯方式将指挥命令传给机器人。机器人协同作战,双方对抗,形成一场激烈的足球比赛。在比赛过程中,机器人可以随时更新它的位置每当它穿过地面线截面[11],双方的教练员与系统开发人员不得进行干预。机器人足球融计算机视觉、模式识别、决策对策、无线数字通讯、自动控制与最优控制、智能体设计与电力传动等技术于一体,是一个典型的智能机器人系统[12]。

现代智能机器人不仅在上述方面有广泛应用,而将渗透到生活的各个方面,像在煤炭工业在矿业方面,考虑到社会上对煤炭需求量日益增长的趋势和煤炭开采的恶劣环境,将智能机器人应用于矿业势在必行。在建筑方面,有高层建筑抹灰机器人、预制件安装机器人、室内装修机器人、擦玻璃机器人、地面抛光机器人等。在核工业方面,主要研究机构灵巧、动作准确可靠、反应快、重量轻的机器人等等[13]。智能机器人的应用领域的日益扩大,人们期望智能机器人能在更多的领域为人类服务,代替人类完成更多更复杂的工作。

2讨论与展望

2.1智能机器人的发展趋势展望

智能机器人具有广阔的发展前景,目前机器人的研究正处于第三代智能机器人阶段,尽管国内外对此的研究已经取得了许多成果,但其智能化水平仍然不尽人意。未来的智能机器人应当在以下几方面着力发展:面向任务,由于目前人工智能还不能提供实现智能机器的完整理论和方法,已有的人工智能技术大多数要依赖领域知识,因此当我们把机器要完成的任务加以限定,及发展面向任务的特种机器人,那么已有的人工智能技术就能发挥作用,使开发这种类型的智能机器人成为可能;传感技术和集成技术,在现有传感器的基础上发展更好、更先进的处理方法和其实现手段,或者寻找新型传感器,同时提高集成技术,增加信息的融合;机器人网络化,利用通信网络技术将各种机器人连接到计算机网络上,并通过网络对机器人进行有效的控制;智能控制中的软计算方法,与传统的计算方法相比,以模糊逻辑、基于概率论的推理、神经网络、遗传算法和混沌为代表的软计算技术具有更高的鲁棒性、易用性及计算的低耗费性等优点,应用到机器人技术中,可以提高其问题求解速度,较好地处理多变量、非线性系统的问题;机器学习,各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发展,强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到机器人系统中,使其具有类似人的学习能力,以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境;智能人机接口,人机交互的需求越来越向简单化、多样化、智能化、人性化方向发展,因此需要研究并设计各种智能人机接口如多语种语音、自然语言理解、图像、手写字识别等,以更好地适应不同的用户和不同的应用任务,提高人与机器人交互的和谐性;多机器人协调作业,组织和控制多个机器人来协作完成单机器人无法完成的复杂任务,在复杂未知环境下实现实时推理反应以及交互的群体决策和操作。

2.2建议及设想

由于现有的智能机器人的智能水平还不够高,因此在今后的发展中,努力提高各发面的技术及其综合应用,大力提高智能机器人的智能程度,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,智能机器人涉及多个学科的协同工作,不仅包括技术基础,甚至还包括心理学、伦理学等社会科学,让智能机器人完成有益于人类的工作,使人类从繁重、重复、危险的工作中解脱出来,就像科幻作家阿西莫夫的“机器人学三大法则”一样,让智能机器人真正为人类利益服务,而不能成为反人类的工具。相信在不远的将来,各行各业都会充满形形的智能机器人,科幻小说中的场景将在科学家们的努力下逐步成为现实,很好地提高人类的生活品质和对未知事物的探索能力。

我国的智能机器人发展还落后于世界先进水平,而智能机器人又是高科技的集中体现,具有重要的发展价值,因此我国在智能机器人领域要认清形势、明确发展发现和目标,采取符合我国国情的可行发展对策,努力缩小与世界领先水平的差距,早日让智能机器人全面为社会的发展服务。相信经过政府的重视和投入,科技工作者的不懈奋斗,我国的智能机器人发展水平能达到新的高度。

【参考文献】

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[7]贾玉赞.浅议智能机器人发展及应用[J].太原科技,2003-03-20.

[8]孟庆春,齐勇,张淑军,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,2004,09:831-838.

[9]朱玉章.未来智能机器人[J].军事世界,2003-10-32.

[10]谭定忠,王启明,李金山,李林.清洁机器人研究发展现状[J].机械工程师,2004,6:9-11.

[11]akhtaruzzaman,m.;KhirulHasan,S.K.;Shafie,a.a.Designanddevelopmentofanintelligentautonomousmobilerobotforasoccergamecompetition[J].proceedingsofthe2009internationalConferenceonmechanicalandelectronicsengineering,2010:167-71.

人工智能研究现状综述篇9

关键词:公路路线;知识工程;遗传算法

中图分类号:X734文献标识码:a文章编号:

1引言

公路选线设计要根据项目需求并且综合考虑生态、环境、经济等各个方面,从大面积着手,由面到带、由带到线,逐步细化、逼近,确定线路空间位置、协调布设各种建筑物。选线设计过程受到地形、地质、水文、土地利用以及各种技术规范和需满足的运输要求约束,资料种类繁多,有数值的、字符的、图形的、图像的,而且还要考虑各种定性、定量、确定性和不确定的因素,另外主观需要和评价指标具有不可公度性和不一致性,使得设计决策过程异常复杂,难以建立涉及各种因素的统一决策数学模型。

虽然多种计算机辅助设计在选线设计中发挥了一定作用,基本实现了勘测设计一体化,但是还存在方案有限、决策周期长、评价指标单一、设计劳动强度大以对采用方案的科学性缺乏有效论证等问题。这些问题得从公路路线优化,引入人工智能的角度加以解决。

2国内外研究现状

2.1国外研究现状

人工智能的普遍发展,引发了在铁路和公路领域应用的热潮,尤其是在智能交通系统和运输管理方面。但是人工智能在选线方面的应用却不多,近年来,其应用主要体现知识工程和把遗传算法引入平、纵断面优化中,以增加优化方法的实用性、易用性和准确性。

(1)知识工程的应用

1986年苏格兰Strathclyde大学的milne,p.H研究开发曲线半径选择和设计集成系统RoDeoS,根据输入的现场地物约束和设计要求,利用规则知识选择、设计平面曲线或缓和曲线,并能协调处理平、竖曲线的重合问题。

1988年哥伦比亚大不列颠大学的学者和发表了题为《公路选线产生式系统》的文章,对不确定信息处理、空间数据的结构描述和常规评价与启发式原理的结合进行了探索。

1994年哥伦比亚大学的Khan,Saroshi.等人在《Journaloftransportationengineering》介绍了他们开发的集成数据库管理的公路维修专家系统4RSCope,该系统根据室内或现场数据来决定工程措施。

2004年西班牙Lawrencemandow等联合西班牙工程公司开发的用于辅助公路初步设计的智能系统Sindi,已经在西班牙工程公司安装,用于辅助设计人员快速产生方案和进行方案评价。

(2)遗传算法的应用

线路优化技术能否成功的关键是:良好的搜索算法和总费用准确有效算法,遗传算法可以处理离散、连续或联合型目标函数或约束,其进化算子的遍历性使其能有效检索到全局最优解,且能通过与应用领域的启发规则杂交有效解决应用领域的具体问题,其基本原理是:首先自动生成连接起、终点的大量方案组成方案集合,然后对各方案进行费用和约束满足情况评价,从方案集合中选出较优的方案进行杂交以产生下一代方案集合,如此反复计算,直到评价指标没有较大改进为止。

1998年美国马里兰大学的Jyh-ChemgJong在其博士论文中,在分析了现有优化方法的不足之处后,引入了遗传算法。

在2001年ieee智能交通会议上,波兰格但斯克理工大学的wladyslawKoc提出了一种平面线形计算的新方法,他研究了用遗传算法计算考虑地形障碍时铁路反向曲线间非标准连接曲线的计算方法,这样设计出的线形不仅能合理处理地形障碍,而且有更好的动力特性,但距现场实用还有很长的距离。

2.2国内研究现状

1987年国家自然科学基金重大项目“工程建设中智能辅助决策系统”应用研究中的“公路路线设计方案生成专家系统”子课题开始了人工智能在公路选线中应用。该系统属工程设计型专家系统,系统针对公路选线设计的特点,将整个设计过程分成若干阶段,采用循环反复的控制流程,知识表示以框架和产生式规则为主,在约束控制下利用深度优先搜索策略成线路路径,然后利用评价模块对方案进行评价,在生成与判断之间合理地分配知识并对知识进行分块和分类处理。

1988年,北方交通大学主持研究“单线铁路技术改造方案决策专家系统”开始研究,用于模拟专家的思维过程进行单线铁路技术改造方案拟定,并对各可行方案进行综合评估、工程数量和造价计算。之后其在1992年进行铁路平面选线专家系统研究。1993~1996年采用黑板结构和产生式规则知识表示方法,用扩充与或图的深度优先搜索算法和不精确推理,以turboprolog语言实现铁路中间站选址智能辅助决策系统;1994年,用turboprolog和turboC语言实现,具有数据处理与分析、判别与评价、对策建议与决策支持的黄土地区铁路工程地质评价系统;基于专家系统的铁路工程造价估测系统;1994年,用turboprolog语言编制、在CompaQ386微机及兼容机上实现,采用谓词逻辑和产生式规则表示知识的铁路工程地质选线咨询系统;1998年,采用面向对象知识表示方法,运用包括模糊规则推理、约束满足推理、数据库的查询与数值计算等推理方法的国防交通铁路工程保障指挥决策专家系统。由于铁路选线本身的复杂性,以上的研究都尚未达到实用的目的。

3研究现状分析

知识工程在线路领域应用的研究已经有了几十年的历史,从单独的曲线半径选择发展到了考虑多目标的初步设计智能助手,初始方案的生成以及综合性评价等离不开知识工程。但是公路选线设计考虑因素众多,虽然做了一些理论研究和方法探索,并尝试开发一些实用性系统,但是在实用性上远远没有达到“智能”要求,还要依赖设计人员。

遗传算法具有自适应,全局寻优,高度并行性等优点在数值处理方面发挥了很大作用,但是公路选线不仅仅需要数值处理,它还需要处理图形、图像,决策过程需要知识,经验的综合。遗传算法只有与GiS系统结合后才有效兼顾了地理、地质、水文等方面的信息以及选线知识,为选线交互设计提供了初始优化方案。从研究现状资料可以看出,遗传算法在平纵面的优化中得到应用,其与GiS系统结合的研究已经取得一定成效。目前遗传算法应用存在的难点是算法的设计和处理上如何更好地构造合适的适应度函数并有效地处理约束条件问题以及设计合适的遗传算子,从而得到更好的优化结果。

4结语

本文对国内外知识工程,遗传算法等智能方面的研究进行分析发现:知识工程还远未取得实质性成果,在实际应用方面存在明显不足,应当随着计算机技术的不断发展进行进一步的研究;现今的优化算法虽然考虑了路线的多目标问题,但是在本质上还是单目标优化,人工智能的研究还有很大的空间。

参考文献:

[1]韩春华,易思蓉,吕希奎.人工智能在选线领域的研究现状分析[J].计算机工程与应用.2005;29:229~232

[2]周宁,王富年.公路选线专家系统[C].1991年度论文集.北京:中国建筑工业出版社.1996;9(4):23~28

[3]SpringSaroshi,RitchieStephenG,KampeKar.integratedsystemtodevelophighwayrehabilitationprojects[J].Journaloftransportationengineering,1994;120(1)

人工智能研究现状综述篇10

【关键词】电力工程;电气自动化;pLC技术;智能化;综合自动化

一、电气自动化概述

在电子信息领域,电气自动化属于一门新兴的学科,二虎人们的生活和生产息息相关,发展速度惊人,已经基本达到了一个很成熟的状态,在高新技术产业中占据了非常重要的位置,为高新技术应用起到了很好的作用。就目前情况来看,电气自动化从传统领域向很多行业延伸,传统产业包括电气工程和自动化,延伸的领域有开关设计到宇航飞机等。主要有微电子技术以及电子技术等等,还有智能化技术。在社会发展中的基础是计算机,工作流程的主要核心是信息技术以及职能化技术。

二、电气自动化技术在电力工程中的作用

(一)电气自动化帮助科研人员开展实时仿真工作

使用电气化驱动技术,可以在更大程度上实现暂时状态和稳定状态的同步存在,这使得同步实验成为了可能。为系统运行提供了大量的精确数据,增加了实验的精准度。在这种仿真的环境中,工作人员可以进行更多的电力装置测试,有助于帮助科研人员建立起一个混合型的实时仿真实验室。

(二)实现了电力服务的智能化

当今时代,几乎每个行业都离不开电力的使用,失去电力系统的支持,许多行业将陷入瘫痪的境地。电力的广泛使用对电力系统的安全性和自动化程度都提出了极高的要求。电气自动化相关技术是电力系统智能化的重要组成部分,能够帮助工作人员更精确地进行系统运行设计工作,并能代替人力做到更精确的系统运行故障分析。这种智能化的控制方式,使得电力系统的运行更加高效准确。这种高度安全的自动化运行体系,使电力系统的服务能力迈上了一个新的台阶。

三、电气自动化技术在电力系统中应用的研究方向

(一)对电力系统智能保护和综合自动化技术开展的研究

我国对智能保护和综合自动化技术的相关原理展开了大量研究,将先进的综合自动化控制理论、人工智能理论、自适应理论、微机和网络通信技术等引入到电力系统的自动化保护装置中,使得保护装置更加智能化,极大地提高了电力系统的可靠性和安全性。

(二)对电力系统配电网自动化技术开展的研究

我国对电力系统配电网自动化技术开展了大量的研究,主要表现在配网模型、中低压网络数字、信息配网一体化、高级应用软件等方面的突破。其中,高级应用软件将配电网的实际情况和输电网的理论算法结合在一起,使用最新的国际标准公共信息模型,利用配网递归虚拟流算法对潮流进行计算,利用人工智能灰色神经元算法对负荷进行预测,极大地提高了计算结果的准确性和可靠性。

(三)对电力系统人工智能技术开展的研究

我国对电力系统人工智能技术开展了大量的研究,主要体现在将模糊逻辑、专家系统和进化理论等先进理论运用到电力系统及其设备的故障分析、运行分析、规划设计等方面,确保了电力系统运行的安全性和可靠性,并能及时诊断各种故障信息,将损失降低到最小,提高了电网规划设计的科学性和合理性。

(四)对电力系统自动化实时仿真技术开展的研究

我国对电力系统自动化实时仿真技术开展了深入的研究,重点研究了电力系统实时仿真建模和负荷动态特性建模,同时将国外先进的电力系统数字模拟实时仿真系统引入到国内,构建了基于混合实时仿真环境的实验室。电力系统自动化实时仿真系统不但能够对电力系统的暂态和稳态进行试验,而且能够联合多种控制装置,形成闭环系统,从而确保科研人员能够完成对新装置的测试实验。

四、电气自动化技术在电力系统中的具体应用

(一)计算机技术的应用

计算机技术是电气自动化相关技术中最主要的技术,其应用涉及到电力系统运行中的配电、变电、供电的各个环节。

1、智能电网技术是计算机技术中较为典型的技术。它在供变电和输配电中都得到了广泛的应用,是实现智能化配电的关键部分。

2、电网调动技术是计算机技术在电力系统的应用的又一杰出代表,是电力系统自动化技术的主要组成部分,能够完整对国家电力系统中的信息收集工作。电网内的其他组成部分如服务器、变电站终端设备、显示器、打印设备等,都被连接在电力系统的专用广域网中,实现由计算机的统一调配控制。

3、计算机网络的信息化技术能够对电力系统的信息进行集成,实现对电力系统各项运行中的各项工作信息进行记录和整合。

(二)pLC技术

该技术是继电接触控制技术和计算机技术结合的产物。其在电力系统中的应用实现了对电力系统工作指令的自动编程和信息的记录和运算,降低了电力系统运行中的耗能状态,使得电力系统运行更加灵活。

1、pLC技术在数据的采集、分析、整合以及转换、传递方面具有优势,将其吸纳到电力系统中的某些控制应用中,可以实现对某些柔性操作的智能化控制。

2、pLC通过对电力系统中的单独模块信息进行控制,以及对信息总线进行通信连接两项功能,实现对电力系统工作的顺序控制,极大地推动了电力系统相关生产过程的协调化。

3、pLC技术特有的模拟闭环控制,有效地调节了电力系统各环路的工作状态。pLC可以实现对数字量和模拟量之间的D/a、a/D转换,这些都通过piD模块实现,实现对压力、温度、流量等的持续控制。

4、pLC通过对输入和输出信号的通电以及断开控制,可以帮助各种生产过程实现自动化,电梯运行的控制和机床电气控制都是这类应用的结果。将其应用在电力系统,实现对电力生产过程中的开关进行逻辑控制,输入和输出的点数可以随意扩展,不论是十几个还是成千上万个,均可以不受限制地自动化控制,节省人力,提高效益的作用十分明显。目前,在火力发电系统中采用的多为顺序控制和开关量控制两种。

(三)综合自动化技术

1、综合自动化系统外部电缆设计

变配电站综合自动化系统的外电缆设计非常简单,只有一根通信电缆与一根交流220V电源线。通信电缆一般选用计算用屏蔽电缆,使用一对备用一对,也可以选用双芯屏蔽双绞线。大型变配电站也可以考虑使用光缆,电力监控器应由专用电源集中供电,以保证供电可靠性,增加抗干扰能力。有些电力监控器可以用220V直流电源供电,此时可以由直流屏集中供电,10kV及以下电压等级的供电系统一般应选用只有监控功能的电力监控器。变配电站数量少时,可以不设现场控制站,电力监控器的通信电缆可以直接引到中央控制站。

2、变压电站综合自动化系统的选用

变压电站综合自动化系统的成套设备生产厂商有很多,例如国内的鲁能、南瑞,国外的SimenS、aBB等公司。应该根据实际设计要求与系统的功能,综合考虑选功能,一般的变压电站综合自动化系统应该具有数据库功能、高级专家功能、运行管理功能、网络互联功能。选用的基本原则是在满足要求的情况下,系统运行的可靠性好、性能价格比高。变压电站综合自动化系统的选用一定要科学、合理,为电力系统的自动化设计提供精确的数据,为提高电力系统的自动化设计做好技术保障。

结语

综上,电气自动化技术在电力系统中的运用起到了助力作用,在自动化技术的支持下,电力系统的运行效率更高,服务质量得到了提升。随着社会不断发展,电力工程对于电气自动化技术的要求也越来越高,电气自动化领域将是未来若干年中比较具有活力的新科技领域

中的一个。

参考文献