時間：2023-05-16 11:08:59
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能醫療發展前景，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
在業內人士看來，人工智能不是一項單一的科技產業，而是將其他行業進行融合的工具，例如將機器人和保姆結合產生的“看家機器人”，將導航和汽車結合產生的“車聯網”等。在人工智能技術逐步成熟的當下，誰率先在應用上實現突破，誰就有可能在智能時代的競爭中占據優勢，“人工智能”有望成為可觸摸的新增長點之一。
發展迅猛
身體不舒服，想要打開手機淘寶問問醫生，但是怎么樣才能從幾千個在線等待咨詢的醫生中間找到最匹配的那一個？
阿里健康已經開發并在手機淘寶上線了健康小蜜――醫藥健康智能問答引擎。這個類似于智能問答機器人的引擎，可以回答普通用戶的一般性醫藥健康問題，然后根據用戶的需求進行選擇，將用戶自動匹配給相應的醫生或者藥師。
事上，目前，從醫療健康的監測診斷、智能醫療設備，到教育領域的智能評測、個性化輔導、兒童陪伴，從電商零售領域的倉儲物流、智能導購和客服，到應用在智能汽車的自駕技術，都能看到人工智能的身影。
人工智能等技術是助推自動駕駛發展的關鍵技術。例如，人工智能在幫助汽車解讀傳感器數據時起決策作用，通過閱讀駕駛者的駕駛行為和表情，能及時提醒駕駛員在疲勞駕駛時切換至自動駕駛模式。
“人工智能”一詞，通常被認為是1955年8月31日在達特茅斯（美國一所院校）會議上誕生的，61年來，人工智能的研究和實踐一直處于不斷增長的趨勢。當今，人工智能技術的突破帶來了席卷全球的技術革命風暴，創造出了一個無比廣闊的市場，中國的很多公司在這股大潮中抓住機遇，表現亮眼。有觀察者認為，中國的人工智能已成為一張令世界矚目的閃亮名片。
過去的一年里，長虹、TCL、創維等中國家電企業都紛紛人工智能家電產品，希望借助人工智能打破家電行業的銷售難題。
不久前，搜狗公司2016全年財報，搜狗借助人工智能技術實現了較大的業績增長。未來會把人工智能應用到更多的產品中，讓用戶表達和獲取信息更簡單，讓人工智能真正惠及人類。
全球人工智能研發的腳步正在加快，中國也不甘示弱。近年來，百度先后成立了大數據實驗室、深度學習實驗室和硅谷人工智能實驗室，并通過架構調整全面發力人工智能。2016年百度世界大會上，“百度大腦”推出，該項目將對語音、圖像、自然語言處理和用戶畫像、無人駕駛等領域進行重點關注和研發。
在騰訊，人工智能研究項目包括WHAT LAB（微信-香港科技大學人工智能聯合實驗室）、優圖實驗室、微信模式識別中心、智能計算與搜索實驗室等多個部門。
人工智能猶如新的科技革命，為長期低迷的世界經濟注入新的活力。去年諸多關鍵技術突飛猛進，無疑是人工智能發展史上濃墨重彩的一年。誕生半個多世紀以來，它終于走到了從科技研發到行業應用的臨界點，蓄勢待發。
為發展更新“發動機”
人工智能技術的重大突破必將帶來新一輪科技革命和產業革命，對人類生活的方方面面將產生深遠的影響。大力發展人工智能技術是中國經濟轉型升級的重要動力。
眾多研究表明，人工智能是對傳統行業商業模式、產業鏈和價值鏈的全面顛覆，將為全球經濟、社會生活的方方面面帶來質的變化。
發展人工智能的最大意義在于為現代化發展更換“發動機”。咨詢公司埃森哲研究了美國、芬蘭、英國等12個發達國家并作出預測，到2035年，人工智能將幫助這些國家的生產率提高40%左右。
對于中國而言，人工智能帶來的好處將是多方面的。就經濟來說，借助人工智能新技術實現自動化，將極大提高生產率，節省勞動成本；優化行業的現有產品和服務，提升其質量和勞動生產率；通過創造新市場、新就業等，將促進市場更加繁榮，開拓更廣闊的市場空間。
而在產業升級方面，中國的傳統制造業大而不強的問題亟待克服，人工智能恰恰為制造業轉型升級提供了便利和動力，一是這些企業擁有行業海量的數據和大量資金；二是在生產力水平急需提升、傳統人口紅利逐漸消失的情況下，傳統企業有迫切的意愿來改造升級自己的工廠、業務，提高收益，降低企業成本。因此，制造業既是人工智能可以大有作為的領域，也是中國發展人工智能的優勢領域。
《全球人工智能發展報告2016》顯示，中國人工智能專利申請數累計達到15745項，列世界第二；人工智能領域投資達146筆，列世界第三。
據艾瑞咨詢預計，2020年全球人工智能市場規模將達到1190億元，年復合增速約19.7%；同期中國人工智能市場規模將達91億元，年復合增速超50%。人工智能發展前景極為廣闊。
就制造業而言，“中國制造2025”計劃的實現就需要很多人工智能。比如過去在技術上難以克服的問題，就可以通過深度學習，在工程上快速地取得一些新的突破。人工智能技術的發展與應用，對于有效實現“中國制造2025”目標至關重要。
面向未來長遠布局
在人工智能這場科技浪潮中，中國與其他國家已經站在了同一起跑線上。針對未來產業競爭，中國政府已在多個方面對人工智能產業做出布局，“人工智能+”的發展，需要面向未來，做出長遠布局。
未來5到10年，人工智能將像水和電一樣無所不在，可以進入到教育、醫療、金融、交通、智慧城市等幾乎所有行業。
目前，在駕駛領域，通過依靠人工智能、視覺計算、雷達、監控裝置和全球定位系統協同合作，電腦可以在無人主動操作下，自動進行操作；在個人助理領域，通過智能語音識別、自然語言處理和大數據搜索、深度學習神經網絡，可以實現人機交互；在金融領域，通過分析、預測、辨別交易數據、價格走勢等信息，人工智能可以為客戶提供投資理財、股權投資等服務；在電商零售領域，主要是利用大數據分析技術，智能的管理倉儲與物流、導購等方面，用以節省倉儲物流成本、提高購物效率、簡化購物程序。此外，在安防、教育、醫療健康等眾多領域，人工智能都有著廣泛的用途。
機電自動化產品的功能十分強大，可以進行自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護等多種功能，實現了智能化，因此可以滿足人們的多種應用需求，可以在多種場合、多種領域得到使用。強大的功能使得機電自動化產品具有很大的靈活性，因此應變能力較強。機電自動化產品的生產以及不斷革新，大大改變了人們的生產與生活方式，將人們從繁重的工作壓力中解放出來，有助于改善勞動條件，推動自動化生產的進行，提高生產效率與生產能力等。自動化的生產可以更好實現資源優化配置，并能夠在不斷實踐中不斷改革工藝與生產技術等，不斷減少耗材。
2機電自動化技術的發展趨勢
2.1智能化21世紀是一個信息化的時代，計算機技術以及網絡技術的發展極大地改變了人們的思維方式，促使了人工智能概念的提出以及技術的發展。目前，人工智能是人們重點研究的方向之一，越來越受到人們的重視，將人工智能運用到機電領域，實現人機智能化是一個重大突破。智能化就是在機器行為等一切理論基礎上，運用人工智能，計算機、動力學等學科，使其逐漸成為自動化產品的智能，但是要想使它完全達到人類智能幾乎是不可能的，但是通過一些高性能，速度的微處理器，運用多學科的知識，賦予其較低等級的智能卻是完全可以實現的，因此在未來，機電自動化技術會逐步實現智能化，由低等級的智能逐步向較高等級的智能水平發展。
2.2網絡化網絡技術的發展以及普及，將全球各地的人們聯系在一起，基于網絡技術產生了多種控制技術，其遠程控制終端更是為自動化本身產品量身定做的。隨著網絡和總線技術的推廣與應用，網絡化的趨勢已經無可阻擋，采用采用家庭網絡技術連接電器就可以有效實現計算機家庭化，因此在未來，網絡化必將會成為機電自動化技術的發展趨勢。
2.3模塊化機電自動化技術涵蓋很多方面，從機電自動化技術可以衍生出多種多樣的產品，因此生產機電自動化產品是一個相當艱巨的過程。工作人員研制和開發一定程度上的標準機械接口、電氣接口等的機電自動化技術產品單元是很困難的，如果擁有標準的單元，就可以在標準單元的基礎上迅速進行產品研發要創新，也可以迅速擴大機電自動化產品的生產規模，這就需要進行模塊化，并要在這基礎上制定出每個模塊的生產原則以及標準等，從而確保生產出的產品合乎要求。
2.4人性化機電自動化產品制造出來的目的是為人類服務，在未來，機電自動化產品會更加注重設計與功能實現的人性化。要使機電自動化產品更加具有人性化就要重點思考兩個問題：一是如何給自動化的實現更加人性化的一些功能？這個問題實際上是要求機電自動化產品的設計與制造更加凸顯人機一體化技術，如制造家用機器人等。二：如何模仿生物機理，研制出各種機電自動化技術產品？
2.5微型化20世紀80年代末掀起了一股微型化風潮，MEMS就代表微電子機械系統，也就是使機電系統逐步朝著微米、納米級方向發展，這樣生產出的機電自動化產品體積小，便于懈怠，靈活性比較好，消耗的能量比較少，因此可以廣泛應用到軍事、醫療等多個領域，并有著舉足輕重的作用。
2.6綠色化綠色產品要求產品從設計到生產制造的全過程都貫徹綠色環保的理念，在今天具有相當高的利用率。機電自動化產品的綠色化主要表現在無污染、能夠進行回收利用，因此，設計與生產有效的綠色機電化產品會具有廣闊的前景。
3結語
【關鍵詞】機電一體化技術；應用；發展趨勢
引言
隨著現代科學技術的不斷進步與發展，各種技術相互融合的趨勢也越來越明顯，這是社會生產力發展到一定水平的必然趨勢。在機械工程領域中，隨著微機電子技術和計算機技術的高速發展并與機械工業相互滲透，形成了機電一體化。使工業生產由機械電氣化邁入了機電一體化為特征的發展階段。
1 機電一體化技術的發展現狀
縱觀機電一體化技術的發展史，大致可以可將其分成三個階段。20世紀60年代為初級階段，期間，由于第二次世界戰爭的爆發很大程度上促進了機械產品與電子技術的結合，但這種結合由于當時電子技術發展水平有限，結合并不深入，廣泛。20世紀70年代，為機電一體化蓬勃發展的階段，該時期內，計算機技術，控制技術和通信技術的飛速發展大大促進了機電一體化的發展，并逐漸在世界范圍內被普遍接受。20世紀90年代后期，機電一體化技術進入了深入發展階段，并不斷像智能化邁進，人工智能技術，光纖技術和神經網絡技術的巨大進步加快了機電一體化技術的發展進程[1] 。
2 機電一體化的發展趨勢
機電一體化是機械，微電子，控制，計算機，信息處理等多學科的交叉融合的結果，它的發展和進步與相關技術的進步與發展是脫不開的。機電一體化的發展方向主要包括以下幾點：
2.1 智能化
智能化是機電一體化技術的重要目標和方向。該種智能化，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能，運籌學，計算機科學，心理學，生理學等新思想，新方法來模擬人類智能，使之具有邏輯思維，判斷推理，自主決策等能力。當然，想要機電一體化產品能達到人類同樣水平的高智能化是不現實也是沒有必要的，擁有部分智能或低級智能便足夠達到較高的控制目標 。
2.3 網絡化
20世紀90年代，網絡技術得到了前所未有的高速發展，成為計算機技術發展的突出成就之一。網絡技術的不斷普及給人類的生活帶來了巨大的變革。無論是在工業生產，還是在人們的日常生活中，網絡化技術的運用無處不在。同時，各種網絡將全球經濟，生產連成一片，企業間的競爭也將全球化[2] 。企業間只要研制發明出了功能獨到，質量可靠的機電一體化新產品，就會通過網絡暢銷全球。可以說，機電一體化產品在朝著網絡化方向不斷快速發展。
2.4 微型化
微型化是精細加工技術發展的必然趨勢，該微型化指的是機電一體化向微型機器，和微觀領域發展的趨勢。外國稱其為微電子系統MEMS。它是指可以批量制作，集微型結構，微型傳感器，微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口和通信電源等于一體的微型器件或系統機。微機電一體化體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療，軍事，信息等方面具有不可比擬的優勢。
2.5 綠色化
高速發展的工業社會豐富了我們的物質生活條件，給我們的生活帶來了極大的便利，但與此同時，也破壞了資源，生態環境也受到嚴重污染 。因此，在這種情況下，人們開始呼吁生產綠色產品。綠色產品是指低能耗，低污染，舒適，協調而可再生利用的產品。生產綠色化產品是時展的必然趨勢。綠色產品從其生產到銷毀的申明過程中都符合了環境保護和人類健康要求[3] 。因此綠色的機電一體化產品具有很好的市場發展前景。
3 機電一體化技術的應用
隨著我國市場經濟體制的不斷完善 ，機電一體化技術的應用領域也越來越廣泛，主要應用在以下幾個方面：
3.1 數控機床
數控機床代表了一個國家機床的生產水平，經過多年發展，我國在數控機床及相應的數控技術在結構，功能，操作和控制精度上都有著迅速的提高。其主要表現在以下幾個方面：其一，總線式，模塊化，緊湊型的結構，即采用cpu，多住總線的體系結構；其二，設計開放，是硬件體系結構和功能模塊具有層次性，兼容性，復合接口標準，大大提高了客戶的使用效益；其三，一臺機床能夠同時完成多個獨立任務，或控制多臺機床的能力，并將刀具破損檢測，物料搬運，機械手等都控制集成到系統中去；其四，系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統地能力。
3.2 工業機器人
一個國家機器人技術水平一定程度上反映了該國家綜合技術水平的高低。隨著機器人技術的不斷發展，工業機器人已經廣泛高效的運用于各工業領域中。該種結合了機構學，自動控制，計算機，人工智能，通訊技術，傳感技術，等多種學科和技術的綜合成果能夠具有感知，思維和行動功能[4]。在具體操作中能夠獲取，處理和識別多種信息，獨立完成復雜的操作任務。機電一體化在工業機器人中的運用能夠很大程度上提高工業生產水平。。
3.3 自動機與自動生產線
不難發現，自動機械與自動生產線及各種自動化設備已廣泛使用在國民經濟生產和生活中。它是當前機電一體化技術應用的又一具體體現。如在各種印刷包裝生產線，郵件信函自動分揀處理生產線，各種高速香煙生產線中，將現代電子技術與傳感技術應用于其中，能夠有效提高生產效率。
4 結語
機電一體化已經成為當今世界最重要的技術發展方向之一，并輻射影響到幾乎全部的工業行業。機電一體化作為機械工業發展的必然趨勢，將在各方面帶來顯著地經濟效益和社會效益，具有廣闊的發展前景。
參考文獻
[1]劉磊，涂萬陽.機電一體化在數控機床中的應用[J].經營管理者，2014（04）.
[2]李曉培.淺談機電一體化特點及發展研究[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2013（12）.
關鍵詞：智能控制；應用；探討；
前言：
隨著時代的發展，科學技術的進步，計算機技術已經逐漸成為人們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，各國將更多的精力投入到智能的研究上，隨著信息化時代的到來，自動化技術與智能控制技術的結合越來越符合當前工業的發展。智能控制作為以眾多學科為基礎的過程控制中最為重要的一部分，在社會上的各行各業都有著十分重要的作用。除此之外，智能控制同樣是當今社會處于前沿的科學技術，因此，如何將智能控制更好地應用于實際具有十分重要的社會意義。
1 智能控制綜述
隨著科學技術的發展，人們生活質量的提高，對工業生產的需求越來越旺盛，從而導致了過程控制也就是控制科學這一項技術的誕生。智能控制是指通過控制智能機器完成目標的控制過程，智能控制作為控制過程的重要組成部分，隨著各界人士不斷的鉆研，目前智能控制的理論已相對成熟。智能控制是人工智能、控制論、信息論與運籌學等技術相互交叉所形成的符合當展的一項新型的理論與技術，也因此其應用領域正在不斷的擴大。目前主要通過兩種研究方法來研究智能控制，提高智能控制所具備的一些能力，如學習能力、組織綜合能力、適應能力以及優化能力，從而保證智能控制能更好地發揮其相應的社會作用。
2 智能控制所采用的手段
2.1 專家控制
專家控制其實就是將專家系統引入控制領域的一種新型的智能控制，而隨著時間的發展，專家控制逐漸成為智能控制的重要組成部分。專家系統通過知識庫采集相關知識進行推理，從而使專家控制能最大限度地模仿專家的經驗推理出解決對策以及方案，專家控制最大的優點便是它是通過各種知識進行推理從而得出最終的解決對策，而不是通過一個固定的規則或數據模型得到的結果。目前專家系統的應用極其廣泛，但是仍有許多問題值得進一步的研究，以便專家控制系統具備自主學習能力，從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，就成為了智能控制中的重要組成部分，并被廣泛地應用于實際中。模糊控制相對于其它智能控制手段最主要的特點就是算法簡單、執行速度快、容易實現目標，也因此，模糊控制被廣泛地應用于較為復雜的領域解決較為復雜的問題。所謂的模糊控制是基于模糊推理等理論，從而使機器能以較為接近人類思維的語言邏輯進行分析，從而控制系統進行工作，以便達到無人控制的目標。到目前為止，雖然作為智能控制的重要組成部分的模糊控制已經發展得相當不錯了，但是仍然存在著一定的問題需要改善。
2.3 神經網絡控制
所謂的神經網路控制就是將神經系統融入智能控制中，是基于結構模擬人腦生理結構而形成的智能控制和辨識方法，其中BP網絡是神經網絡控制的主要網絡模型。神經網絡控制在控制領域具有十分重要的作用，這主要是因為神經網絡控制在理論上是非線性函數且能執行并行分布處理，具有較強的學習能力與適應能力，可以進行多變量的處理。但是神經網絡控制同樣具有不可忽視的缺陷，目前正在進一步研發將神經網絡理論應用到具體的控制系統，以便提高智能控制的性能。
2.4 混沌控制
混沌控制同樣也是智能控制的重要組成部分，于1963年被氣象學家所提出，是非線性動力系統的理論，而且由于混沌控制在工業上所具有的重要應用價值，使得混沌控制成為了當代社會的重要研究方向。目前常用的混沌控制方法包括OGY法、連續反饋控制法等控制方法。混沌，顧名思義就是在確定的系統中出現的貌似隨機的現象，是一種十分普遍的運動情況。近幾年，混沌控制逐漸成為了非線性系統領域重點研究對象，但是由于其發展時間較短，仍舊需要進一步的研究。
3 智能控制的應用
3.1 智能機器人
智能控制現階段被廣泛地應用于各個領域。自人工智能理念被提出以后，智能機器人的研究便成為了各界學者關注的重點，而現在的智能機器人研究相對成熟，主要是因為賦予“思維能力”的相應控制系統十分完善，能準確地對周圍的環境等情況進行檢測，同時進行定位，而智能控制系統強大的學習能力也提高了智能機器人對環境的適應能力。目前智能機器人在社會上有著十分廣泛的應用，其中多數都是危險作業，如挖礦、水下運載器、水下無人機等的作業都是通過智能控制實現的。
3.2 智能監控
智能監控是智能控制的主要應用領域。在工業生產中，智能監控是必不可少的，這主要是為了保證加工的效率和準確度，同時由于目前將智能控制技術與自動化技術相結合以成為工業生產的主要方式，而利用智能控制不僅可以提高控制精度與工作效率，避免了工作人員的操作，降低了操作的難度，避免了客觀因素對電氣設備的干擾，提高了電氣設備的自動化程度，促進了工業的發展。除此之外，智能控制同樣被應用行器的過程控制以及醫療過程控制中，從而保證飛行器的飛行安全，合理地評估用藥，可以看出智能監控對社會的發展十分重要。
3.3 智能檢測
設備具有一定的使用壽命，并且極易受到外界因素的干擾，從而降低機器的使用壽命，造成大量的損失，因此必須采取一定的措施延長設備預期使用壽命，而智能檢測在這方面具有得天獨厚的優點。智能檢測是通過合理的分析設備所運行的情況，從而判斷設備可能出現故障的地方及原因，并發出警告，以便維修人員能及時地檢修，及時地排除故障，從而保障設備的正常運行，延長機器的使用壽命，并在一定程度上降低損失。目前智能故障檢測廣泛地應用于雷達以及火電站鍋爐給水過程等方面。
3.4 智能儀器
隨著電子技術的發展，微電子元件具有十分廣闊的市場，而隨著微電子元件的發展，人工智能與智能控制技術正朝著更高的集成化、網絡化、模塊化的方向發展，從而與工業生產相結合，形成自動化程度更高的設備，從而實現無人控制與遠程控制的目標。
4 智能控制的應用前景
到現在為止，智能控制的發展歷史極其短暫，僅僅只有六十年，但是在這短短的六十年間，智能控制逐漸成為了各個領域的主要應用技術。雖然智能控制的發展十分迅速，但是由于發展時間較短，仍然存在很多的問題，因此需要加強對智能控制的研究，從而使其應用更為安全且廣泛。這就需要相關的學者繼續完善智能控制的相關理論，并且在一定程度上提高智能控制系統的穩定性、可控性等性能，并且解決當前智能控制中所遇到的問題，從而使智能控制應用于更廣的領域。
5 結語
綜上所述，隨著經濟的發展，科學技術的進步，當今社會的IT行業正處于蓬勃發展的時期，而智能控制更是基于人工智能理論所衍生的更符合當今社會發展的一項新型的學科。人工智能控制是一項基于運籌學、人工智能以及控制理論等所衍生的一項交叉技術，目前為止，應用最為廣泛的智能控制手段包括模糊控制、專家控制、神經網絡控制以及混沌控制，并且逐漸在社會中發揮著重要的作用，從而為我國的發展做出一份貢獻。
參考文獻
【關鍵詞】機電一體化；微電子技術；發展趨勢
引言
當前，科學技術對于機械工業的推動作用是不可小覷的，在某種意義上來說，科學技術是機械工業發展的推動力和源泉。機電一體化技術作為該領域的重要技術在全球各國都得到了重視。在我國，隨著計算機技術以及微電子技術的發展，其在機械工業領域的應用也日益廣泛，隨之而來的即是機電一體化技術，該技術的出現改變了機械工業的產品功能以及結構等，同時也給其生產方式和管理系統帶來了較大的變化。
1 機電一體化核心技術
在機電一體化技術中，包括硬件技術和軟件技術兩個方面。其中，硬件的組成包括：機械設備、傳感器、驅動單元以及信息處理單元等。對機電一體化技術的核心進行分析，包括以下幾個方面：（1）機械設備技術。對于機械設備本身，應該致力于改善其性能，減輕其質量，改進其結構，充分利用非金屬復合材料。只有有效降低機械設備的自身重量，才能使驅動系統實現小型化，機械設備的響應速度也會得到改善，工作效率也會隨之提高。（2）傳感技術。目前，對于傳感器而言，其技術關鍵在于可靠性的提高，靈敏度的改善以及精確度的提高等。要想提高傳感器的可靠性，需要提高其抗干擾的能力，對此，光纖電纜傳感器開始出現。（3）信息處理技術。微電子技術和信息化技術與機電一體化是密不可分的，有效提高信息化處理的可靠性，即：模數轉換設備的可靠性，分時處理的可靠性以及輸入輸出的可靠性等，可以提高相應的處理速度，有效解決抗干擾問題。（4）驅動技術。驅動結構普遍采用的是電機，其存在的主要問題是響應速度問題以及效率問題。對此，一些電機中開始裝入編碼器，相應的伺服驅動單元也開始出現。（5）接口技術。為了實現與計算機的順利通信，數據傳遞過程中的格式標準化和規格化是非常重要的。采用統一標準規格的接口便于信息的傳遞，維修起來也十分方便，另外，還能夠簡化設計過程。當前，低成本、高速度的串行接口成為人們關注的重點，它能夠有效解決光耦器的小型化和標準化問題。（6）軟件技術。在機電一體化技術的發展中，不僅要關注硬件發展，軟件也應該同步發展。為了降低研制軟件的成本，將生產維修的效率提高到新的水平，需要不斷推行標準化的軟件。
2 機電一體化技術前景
對機電一體化的技術前景進行分析，體現在以下幾個方面：（1）人工智能方面。智能化技術的重要應用體現在：數控機床的智能化和機器人的智能化上。在新的世紀，智能化是機電一體化發展的重要趨勢，但值得注意的是，智能化的產品無法具備同人一樣的智能，其智能是相對的；它也沒有必要實現同人一樣的智能。（2）部件的標準化方面。在機器的生產過程中，機電一體化的產品規格無法實現嚴格的把控，分析其原因，是因為該類產品具有較為復雜的構成，對產品各類接口研制以及開發由于廠家眾多而變得十分困難，這些接口包括：環境接口、動力接口、電氣接口以及機械接口等。在開發新產品時，很大程度上會依賴于標準單元的產生，如：要想研制一種動力單元，需要將其與電機和智能調速相結合。但由于經濟利益的原因，這些標準很難被制定出來，只能由相關企業進行組建。標準化以及系列化的電氣產品對于機電一體化單元的企業所帶來的發展前景是不可估量的。（3）計算機家電集成系統方面。在日常生活中，網絡技術的應用能夠有效解決很多問題。網絡技術的發展也使得各類消息發展了很大變化。通過網絡的連接，全球經濟聯系得更加緊密，全球性的企業競爭也隨之而來。如果能夠研制出機電一體化的新產品，能夠實現功能和質量上的突破，它必然會在全球范圍內暢銷。各類遠程控制以及監視也因為有了網絡而得到普及和發展，其中的遠程控制終端設備就屬于機電一體化產品，家電產品因為有了現場總線技術的發展也實現了網絡化，通過網絡連接，家電產品可以形成一個集成家電系統。（4）超精密技術的使用方面。微電子機械主要是指機電一體化產品中的幾何尺寸在一厘米范圍內的產品，隨著時代的進步，它還會向著微米和納米的方向發展。小體積、低功耗和運動靈活是這種產品的主要特點，因此，它在信息、軍事以及醫療等領域得到了廣泛的應用。這種技術的瓶頸在于微型技術和精細加工技術。（5）綠色產品方面。當前，人們越來越重視環境保護，對環境資源進行合理利用，保護自然成為人們追求的目標，綠色產品自然也是其中的內容之一。所謂機電一體化綠色產品是指在進行產品的設計、制造以及使用時按照環境保護以及人類健康的要求進行，盡可能的減少對環境的危害，提高資源利用率。
3 機電一體化產品的發展趨勢
針對機電一體化產品，對其未來的發展趨勢進行分析，體現在：（1）數控機床。當前，我國的數控機床數量在世界上是處于第一位的，但就國內的數控機床比例而言，只占全部機床的5%，并且大部分是普通機床。為了適應加工技術的發展需求，應該致力于以下幾個方面的內容：高速化。高速加工技術的普及使得機床各方面的性能都得到了提高，如：車床主軸轉速得到了提高，銑床以及加工中心主軸的轉速得到了提高等等。高精度化。對于數控機床而言，其精度已經定位到由原來的0.01-0.02mm上升到0.008ram左右；對于亞微米級機床而言，其精度定位在0.0005ram左右；對于納米級的機床而言，其精度定位在0.005-0.01Hil。新結構化。復合加工技術的發展使得數控機床的結構出現了新的變化，如出現了：五軸五面體復合加工機床、五軸五面動加工各類異形零件。（2）自動機以及自動生產線。機電一體化技術在國民經濟中的應用還體現在：各類自動機械設備、自動生產線等的廣泛應用。這些設備大量使用電子技術和傳感技術，如：PLC、變頻調速器、各類智能控制系統等。
4 結束語
總之，機電一體化不是獨立存在的，其出現涉及到很多學科，是科學技術綜合發展的產物，同時也是推動社會發展的源泉。本文重點對該技術的發展趨勢進行了分析，當然，與機電一體化技術相關的技術遠遠不止本文中提及的幾項，將更多的技術融入其中也是未來的發展趨勢。
參考文獻：
[1]安紅杰.機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012（1）.
[2]劉莎，周泉.機電一體化的發展趨勢分析[J].產業與科技論壇，2012（3）.
【關鍵詞】機電一體化技術；應用；發展
0.引言
機電一體化技術是機械工業技術、微電子技術和信息技術相互交叉融合的新產物，在電子技術的推動下，已被廣泛應用于各個技術領域，逐步提高各行業領域的智能控制水平。機電一體化技術在我國機械制造、飲料生產和鋼鐵生產中應用更為廣泛，具有良好發展前景。
1.機電一體化技術的應用
1.1應用于現代機械制造工業
傳統機械制造工業是基于市場規模經濟建立的，主要依靠企業生產規模、生產批量和產品結構來增強自身競爭優勢，其根本目的是真正實現資源的有效利用，以生產機器取代人力，通過低成本獲取高質量、高效率。現代機械制造工業以信息技術為先導，其生產模式、制造系統、制造技術和組織管理形式得到全面改革，是具有全球化、網絡化、智能化特性的綠色環保制造業。機電一體化技術應用于現代機械制造工業，能讓企業的制造技術得到良好發展[1]。
1.2應用于飲料行業
事實上，機電一體化技術是現今應用最廣泛的、發展前景最好的應用技術，它廣泛應用于食品飲料包裝機械的開發、設計和制造中。這不僅可以有效提高單機自動化程度，還能全面增強整條包裝生產線的自動化控制能力和生產能力，讓其競爭能力遠遠優勝于其他傳統的機械控制同類設備，從根本上改善食品飲料包裝工作質量。
1.3應用于鋼鐵企業
1.3.1現代集成制造系統
在鋼鐵企業中，現代集成制造系統（CIMS）能實現人與生產經營、生產管理和生產過程的一體化控制，對生產原料進廠、生產加工到產品發貨的全過程都真正實現全過程一體化控制。
1.3.2現場總線技術
現場總線技術（FBI）主要用于連接設置在現場的儀表與控制室內的控制設備，真正實現數字化雙向多站通信連接。[2]用現場總線技術取代當前常用的信號傳輸技術可以讓大量信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統進行雙向傳輸，保證數據傳輸的有效性。
1.3.3交流調速技術
交流調速技術是電力電子技術和微電子技術飛速發展的衍生物，由于交流傳動性質優越，已廣泛應用于生產實際中。隨著科學技術的飛速發展，不僅能讓復雜的矢量控制技術實用化變成現實，還大大改善交流調速系統的調整性能，甚至遠遠超過直流調素水平。
1.3.4開放式控制系統
開放式控制系統能對一種標準的信息交換規程進行識別是支持，能實現不同廠家生產產品的兼容和互換。通過工業通信網絡，開放式控制系統能使各種控制機械設備、管理計算機互聯，實現測量與控制的一體化管理。
2.機電一體化技術的發展
2.1信息智能化
信息智能化是基于控制理論基礎，對計算機科學、數學理論、運籌學、動力學和人工智能進行吸收強化的新學科思想，它能模擬人類思維能力，實現高水平的控制目的。隨著科學技術的不斷發展，機電一體化技術必然日趨智能化，機電一體化產品智能化會成為明顯特征，目前我國的機器人與數控機床的智能結合就是機電一體化技術智能化體現。
2.2微型機電化
目前，借助半導體蝕刻技術已經成功制造出亞微米級的機械元件，若將該成果應用于實際產品中，就能完全實現機械和電子的相互融合，將CPU、機體、傳感器、執行機構有效集成，不僅體積小，還能組成一種自律元件[3]。這表明了機電一體化朝著微型機械學發展的重要趨勢，一旦研究成功，必然會給軍事、生物醫療、信息科技領域帶來重大影響。
2.3光機電一體化
事實上，機電一體化系統包括機械系統、能源系統、傳感系統和信息處理系統等部件，若在機電一體化技術中積極引進光學技術，就能充分利用光學技術的優點，全面改進機電一體化系統的各個處理系統，提高機電一體化工作效率。
2.4產品網絡全球化
在全球互聯網的影響下，全球生產、經濟被連成一體，企業間競爭也將上升到網絡全球化的競爭，只要研制出具有質量保證、功能可靠、性質穩定的機電一體化新產品，必然會在短期內暢銷全球。由此可見，機電一體化產品必然會朝著網絡全球化的趨勢發展。
2.5產品綠色化
機電一體化產品綠色化主要是指產品在使用過程中不會對生產環節造成破壞，即使報廢后也能回收利用。由此可見，機電一體化綠色產品在其設計、生產、使用和銷毀的過程中，是完全符合自然環境和人類健康的要求，盡可能對生態環境不造成危害或僅有極小危害，其資源利用率高。雖然機電一體化綠色產品制作成本和技術成本較高，但其具有可觀的發展前景，值得深入研究。
隨著社會的不斷進步，機電一體化技術已滲透到我們生活的方方面面，給我們的生活帶來重大影響。科學技術的飛速發展，使機電一體化技術的發展前景更為廣闊。機電一體化技術的完善發展，必然會給新世界新形勢下的生產活動帶來更多的技術支持。
【參考文獻】
[1]姜新嘉.淺析機電一體化技術的應用及發展趨勢[J].電子制作，2013（08）：231.
【關鍵詞】 機電一體化；創新發展；發展趨勢
中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
機電一體化在講科學、爭創新的良好社會環境中飛快的發展，推動了機電自身的發展進步也促進了社會的發展。機電一體化是傳統的機械行業與現在電子技術想結合，形成一種新的體系，是現代機械技術發展的要求和產物。機電一體化在很多高校中很受歡迎，學術種類繁多。根據我國國情，機電一體化需經過一定時間的發展，才能達到國際先進水平。這就需要采用邊引進、邊消化，進而改進、創新的方針，利用我國勞動力廉價的優勢，引進、消化國外發展多年、比較成熟的技術進行來料加工、合資經營和獨立經營，在較短時間內使一些產品達到國際水平。獨立發展適合中國國情的、具有中國特色的機電一體化產品，做到引進利用、消化、改進、開發、創新，充實基礎，積累經驗，培養人才，積極穩妥地前進。
二、機電一體化發展方向的內容
1.技術設計的單元化
目前主要是從單元化技術來研發機電一體化技術。單元化是把系統分為幾個單元模塊，如工控機、運動控制卡、伺服電機及步進電機、CAN總線、電動機驅動器、回轉單元等。在接口一致的前提下，將單元的設計完成后再結合，實現機電一體化系統具有高度的可擴展性以及互換性的優越性。
2.控制系統的樹狀網絡化
控制系統的網絡化是指把電子計算機作為節點，其它的運動控制卡、CAN卡等作為子節點，這樣節點和子節點就形成了樹樁的網絡狀態。在實現監控中，計算機把電機工作的情況和傳感器的反饋信息進行處理，實現整個系統的優化整合，實現了網絡把每一個控制點聯系起來，實現對機電的控制，實現機電一體化。對控制對象的選擇上，也能伺服電機來實現高精度的工作要求。利用計算機對不同節點信息進行處理，再將其反饋到每一個控制對象上，利用這種方法來完成協同控制。
3.系統應用的長久化
在進行機電的操作中，對機電的控制對象的數目來增加控制卡的數目，只要在電氣上作出改動即可，或者對其它設備的添加來實現系統功能的擴展。比如：為了使圖像定位和圖像智能的控制準確性，可以通過添加幾個工業攝像頭的方式來實現。我國先進生產力的發展狀況，其迅速發展的趨勢預示著其有廣闊的發展前景。
三、機電一體化技術創新發展前景概述
1．進一步實現機電一體化技術用途的廣泛化
不管在小方面還是大方面，機電一體化的應用會更加的廣泛，自動化產業的發展主要依賴機電一體化來實現，同時也是工業化、航天工業、各種國防工業技術的基礎。縱觀國外的機電一體化發展中，機電一體化發展較快的國家，帶動了PLC工業控制的發展，應用更加的廣泛。作為機電一體化的核心的程序控制器技術也不斷的發展，帶來了程序控制一體化的變革。PLC是工廠自動化控制的核心技術。但是，PLC的質量在不同品牌之間質量不一樣，因為在把階梯圖的繪制轉化成PLC的指令過程中遇到的困難較大
2.機電光一體化是必然要求
新世紀以來，隨著半導體微電子技術、鐳射技術的飛速發展，各種顯示產業和生物科技的發展，使得機電一體化必然向機電光技術方向的發展。機構設計、精密制動器、人機界面、微處理器，程序或反饋控制、診斷信號的處理與錯誤、辨別圖形、制程工程以及仿生人工智能是機電光技術的典型范圍。機電光系統的類型可以根據光學、各種光學元件的互動程度及其組合特性分為三個類型。即光機整合的類型；內嵌光電或者光學裝置的類型；在光學系統中嵌入機電裝置。
四、機電一體化技術的具體方向
1.國際化方向的發展
全球經濟的合作與發展，是機電一體化走向國際化的社會環境。由于計算機的發展，網絡的便利性為發展科技、工業生產、科教文衛等都發生了巨變。地球村產生了地球經濟，很多企業走出本土面向世界，國際間的經濟合作交流促進了機電一體化技術的發展。機電技術創新發展的新產品能迅速走向全世界，暢銷全球。
2．智能化方向的發展
21世紀的機電發展技術更加重視智能技術，智能技術是一個區別于傳統機械技術的特征。機電一體化的智能化要求在以后的機電操作控制中，依賴于人工智能、運籌學、計算機信息學、混沌動力學等新的學科知識，模擬人類智能，實現機電一體化的優越性。智能化是發展趨勢去很多地方受到應用，節約了更多的人工成本，實現以依靠科學進步提高工作效率的理想境界。
3．微型化的發展趨勢
鑒于傳統的機電一體化的龐大笨重，不易展開工作的缺點，電機一體化微型化起步發展于20世紀末。微型化的發展不僅提高了機械的一體化優越性，還體現微電子系統的優越性。
納米技術是機電微型化發展的技術方向。目前的為機電一體化應用中，在生物、通信、制造業、醫療等領域有很好的影響力。但是主要存在的發展瓶頸是機電設備的復雜性導致不能與當前微電子技術同等的發展力度，機電一體化微型化的技術落后后微電子技術的發展。但是隨著科技的進步，微機電技術一定也能得到更好的發展，從而促進機電一體化整體的微型化水平。
4．模塊化的方向發展
模塊化是機電一體化技術的主要發展方向。因為模塊化的工作量大、繁瑣、生產的廠家多，對零件之間的緊密配合的程度要求較高。如果各個零部件之間的配合不好，就有可能使得機電一體化技術不能很好地實現，這就需要對機電一體化進行模塊化設計。模塊化設計就是將多個要素組合在一起，構成一個子系統。多個子系統最后又組合成為一個整體，從而生成一個新的系統，產生不同的功能。
5.綠色化的方向發展
環保問題是任何一個技術發展首先考慮的問題，改過了以前片面追求經濟效率而忽視環境保護的做法。綠色發展方向是主流方向，不僅是一個時代的技術發展趨勢，也是人類創造科學文明必須遵守的準則。綠色產品能夠使用最少的資源，達到最大的經濟效益，同時對環境造成最小的污染，綠色產品在制造、使用和銷毀的過程中都能夠符合環境保護的要求，也不會威脅到人類的生存健康。
五、機電一體化技術發展的保障
單靠機電本身的發展是不科學的，應該得到多方面的保障。雖然機電一體化的發展速度很快，競爭力也很強。仍有其它問題存在，要保證機電一體化技術能夠有一個較好的發展的措施，可以從以下的幾個方面來進行：要讓政府的決策高層認識到機電一體化技術的重要性；加強對機電一體化技術人才的培養；發展電力電子關鍵技術，加強對機電一體化技術的研究；注重理論與實際并行；積極推動“產學研合作”；機電產業要走進校園內部去尋找人才與合作；建立未來的研究對象。
六、結束語
機電一體化的發展中會不斷的完善，控制系統也會強大，作為一個機電工作人員必須對它有個全面科學的認識。承認機電一體化技術在發展的成果，也要發現各種問題，畢竟機電一體化技術的發展時間不長，在發展的過程中還會面臨很多困難和問題，我們應該堅持科學的發展觀，認真分析機電一體化技術發展的現狀，使得機電一體化能夠在國家的發展當中做出更大的貢獻。
參考文獻：
[1]王海靜.機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].教育教學論壇，2013（13）.
[2]蘇林.淺談機電一體化在喀拉通克銅鎳礦的應用及發展對策[J].新疆有色金屬，2008，31（3）.
關鍵詞：機電工程現狀發展趨勢
中圖分類號：E271文獻標識碼： A
引言
機電工程發展至今已經成為一門自成一體的新型學科, 隨著科學技術的不斷發展, 必將被賦一予新的內容。但其基本特征可概括為機電工程是從系統的觀點出發, 綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、、汁算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術, 根據系統功能目標和優化組織目標, 合理配置與布局各功能單元, 在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值, 并使整個系統最終達到最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統, 就成為一個機電工程系統或機電工程產品。因此, “ 機電工程” 涵蓋“ 技術” 和“ 產品” 兩個方面。只是, 機電工程技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術, 而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電工程與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。
一、我國機電工程現狀
機械工程技術由純技術發展到機械電氣化, 仍屬傳統機械, 其主要功能依然是代替和放大的體現。但一一機電工程的發展狀況機電工程的發展大體可以分為幾個階段。
1.世紀年代以前為第一階段, 這一階段稱為初級階段, 在這一時期, 人們不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能, 特別是在第二次世界大戰期間, 戰爭極大地刺激了機械產品與電子技術的結合, 這些機電相結合的軍用技術, 戰后轉為民用, 對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。
2.從當時研制和開發的總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平, 機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣使用。世紀一年代為第二階段, 可稱為蓬勃發展階段, 這一時期, 計算機技術、控制技術、通信技術的發展, 為機電工程的發展奠定了堅實的技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電工程的發展提供了充分的物質基礎。
3.世紀年代后期, 開始了機電工程技術向智能化方向邁進的新階段, 機電工程進人深人發展時期。一方面, 光學、通信技術等進人了機電工程,微細加工技術也在機電工程中嶄露頭腳, 出現了光機電工程和微機電工程等新分支另一方面對機電工程系統的建模設計、分析和集成方法,機電工程的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時, 由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步, 為機電工程技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究, 將促使機電工程進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。使人們有更好的發展，給人類帶來生活的方便。
二、我國機電工程的發展趨勢
機電工程的發展趨勢機電工程是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合, 它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此, 機電工程的主要發展方向如下智能化智能化是世紀機電工程技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電工程建設的研究日益獲得重視, 機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“ 智能化” 是對機器行為的描述, 是在控制理論的基礎上, 吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法, 模擬人類智能, 使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力, 以求得到更高的控制目標。
1.模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電工程產品種類和生產廠家繁多, 研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電工程產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元, 具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元, 以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣, 可利用標準單元迅速開發出新產品, 同時也可以擴大生產規模這需要制定各項標準, 以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突, 近期很難制定國際或國內這方面的標準, 但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然, 從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定, 無論是對生產標準機電工程單元的企業還是對生產機電工程產品的企業, 規模化將給機電工程企業帶來美好的前程。
2.網絡化世紀年代, 計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片, 企業間的競爭也將全球化。機電工程新產品一旦研制出來, 只要其功能獨到, 質量可靠, 很快就會暢銷全球。由于網絡的普及, 基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾, 而遠程控制的終端設備本身就是機電工程產品。因此, 機電工程產品無疑朝著網絡化方向發展。
3.微型化微型化興起于世紀年代末, 指的是機電工程向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統, 泛指幾何尺寸不超過的機電工程產品, 并向微米、納米級發展。微機電工程產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電工程發展的瓶頸在于微機械技術, 微機電工程產品的加工采用精細加工技術, 即超精密技術, 它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
4.綠色化工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面, 物質豐富, 生活舒適另一方面, 資源減少, 生態環境受到嚴重污染。于是, 人們呼吁保護環境資源, 回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生, 綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中, 符合特定的環境保護和人類健康的要求, 對生態環境無害或危害極少, 資源利用率極高。設計綠色的機電工程產品, 具有遠大的發展前途。機電工程產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境, 報廢后能回收利用。人們大量倡導綠化工業能夠給人們帶來的美好的生活，良好的生活品質。
5.系統化系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態, 進行任意剪裁和組合, 同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強, 一般除外, 還有、人格化。未來的機電工程更加注重產品與人的關系, 機電工程的人格化。
結束語
綜上所述，機電工程的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電工程相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電工程技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻：
《經濟學人》2012年4月21日文章認為，智能機器人將和3D打印等一起改變傳統的制造業模式，催生“第三次工業革命”。事實上，制造業革命已經發生，目前主要發達國家在汽車制造、電子制造等“精密制造”領域主要用機器人自動化生產線進行制造。機器人代表的柔性化、綠色化、數字化的智能制造是一種新的技術—生產范式，已經改變了高端制造模式，并迅速向其他領域擴散，引爆了制造業的新革命。
鑒于此，世界主要發達國家紛紛布局機器人產業，以期在產業變革中占得先機。
美國機器人發展起步早，其發展思路是立足于相關機器人技術實現產業化，包括醫療外科機器人及家用智能吸塵器機器人已經實現產業化發展。在過去的20多年里，美國政府先后了聯合機器人研究計劃（Joint Robotics Program）、《無人系統路線圖（2009～2034年）》、《機器人戰略白皮書》，2011年6月美國總統奧巴馬還提出NRI國家機器人發展計劃（NASA，NSF，NIH），借機振興美國制造業。
日本一貫將機器人技術列入國家級的研究計劃和重大項目，以工業機器人、仿人娛樂機器人為突破口，采用模塊化和標準化道路，近兩年開始積極開展RT（機器人技術）的研究，推進服務機器人的產業化。另外經濟產業省新產業發展戰略和機器人技術戰略，其中日本能源及產業技術綜合開發機構（NEDO）資助了包括：服務機器人安全技術和驗證項目（2009～2013）、智能機器人技術軟件計劃（2007～2011）等在內的多個項目。
歐盟2006年制定了歐洲第七框架計劃（FP7），執行期從2007年至2013年，以加強機器人模塊化功能部件和危險作業機器人研發；另外歐洲機器人技術研究網絡還提出了2002～2022年歐洲機器人研究與應用的路線圖（Euron Research Roadmaps）。
韓國機器人發展強調智能機器人與現代網絡相結合，制定了韓國“839”戰略計劃：智能服務機器人是9種核心技術之一；將智能服務機器人作為21世紀推動國家經濟增長的10大發動機產業之一，2013年成為世界三大機器人生產國之一。2008年、2009年相繼《智能機器人開發與普及促進法》與《第一次智能機器人基本計劃》，目標是到2018年使韓國成為全球機器人主導國家。
我國在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006～2020年）》中，明確指出將服務機器人作為未來優先發展的戰略高技術，科技部于2012年4月24日印發《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》和《服務機器人科技發展“十二五”專項規劃》，“十二五”期間我國將把工業和服務機器人作為戰略新興產業予以重點扶持。
國外機器人產業發展現狀
1954年喬治·德沃爾設計出第一臺可編程工業機器人，并于1961年發表了該項專利，1962年通用汽車公司將其投入使用，標志著第一代機器人誕生。20世紀80年代，世界工業生產技術上的高度自動化和集成化高速發展，同時也使工業機器人得到進一步發展，并在這個時期工業機器人對世界整個工業經濟的發展起到了關鍵性作用。目前，世界上工業機器人無論是從技術水平還是從已裝配的數量上都日趨成熟，特別是以日、美為代表的少數發達國家優勢更為明顯。與此同時，隨著應用領域的拓展以及智能化水平的提高，工業機器人的應用已從傳統制造業推廣到其他制造業，進而推廣到諸如采礦、農業、建筑、災難救援等非制造行業，而且在國防軍事、醫療衛生、生活服務等領域，機器人的應用也越來越多，如無人偵察機（飛行器）、警備機器人、醫療機器人、家用服務機器人等。機器人，己經成為世界各國搶占的高科技制高點。
國內機器人產業發展現狀
我國工業機器人起步于20世紀70年代初期，隨著改革開放的實施與深化，其在工業自動化的發展進程中扮演著極其重要的角色。現在，我國從事機器人研發的單位有200多家，專業從事機器人產業開發的企業有50家以上。“九五”期間，在國家“863”高技術計劃項目的支持下，沈陽新松機器人自動化股份有限公司、哈爾濱博實自動化設備有限責任公司、上海機電一體化工程公司、北京機械工業自動化所、四川綿陽思維焊接自動化設備有限公司等確立為智能機器人主題產業基地。國內的機器人技術研發力量已經具備了大型機器人工程設計和應用的能力，整體性能已達到國際同類產品的先進水平，并具有更好的性價比和市場競爭力。目前，我國在在上海、沈陽、北京、蕪湖等地建立了工業機器人及其自動化生產線工廠和產業基地，開發出一批有市場前景的，具有自主知識產權的工業機器人及其自動化生產線產品。
機器人產業發展趨勢與前沿關鍵技術
機器人產業技術發展主要趨勢為智能化、標準化、網絡化。具體為：由簡單機電一體化裝備，向以生機電一體化和多傳感器智能化等方面發展；由單一作業，向服務機器人與信息網絡相結合的虛擬交互、遠程操作和網絡服務等方面發展；由研制單一復雜系統，向將其核心技術、核心模塊嵌入于高端制造等相關裝備方面發展。另外機器人的市場化要求家庭化、模塊化、產業化成為未來服務機器人應用發展的趨勢。機器人技術越來越向智能機器技術與系統方向發展，其應用領域向助老助殘、家用服務、特種服務等方面擴展，在學科發展上與生機電理論與技術、納米制造、生物制造等學科進行交叉創新，研究的科學問題包含新材料、新感知、新控制和新認知等方面。
仿生材料與結構
自然界中生物經過億萬年長期進化，其結構與功能已達到近乎完美的程度，實現了機構與功能的統一，局部與整體的協調和統一。服務機器人作為機器人的一個重要分支，從仿生學角度出發，吸收借鑒生物系統的結構、性狀、原理、行為以及相互作用，能夠為機器人的功能實現提供必要的技術支撐，其中仿生皮膚、人工肌肉及結構驅動一體化設計是當前及未來服務機器人發展的重要課題。目前來看，仿生材料與機構能夠為未來機器人實現多功能高效率發展提供必要的技術儲備，一個很重要的問題是必須具備相應的光機電微納加工工藝及傳感驅動執行一體化設計能力，這對于仿生結構材料的未來應用至關重要。
模塊化自重構
模塊化自重構機器人通過對多個單一的模塊化智能單元進行可變構形設計、運動規劃及控制，以達到提升機器人運動能力、負載能力及對環境適應能力的效果。自重構機器人的核心問題主要體現在模塊的幾何拓撲分布及相應的整體剛度。從自重構機器人發展的初衷來看，未來自重構機器人面臨著大規模機載并行計算及結構化或是非結構化環境下長時間完全自主能力實現的挑戰。
復雜環境下機器人動力學控制
隨著人類探索空間的擴大及對任務需求的提高，未來機器人的工作環境將是復雜多變的，高動態性、高適應性、高負載能力是機器人特別是戶外機器人發展的方向之一。以機械臂為代表的工業機器人必須滿足對高負載及高速的雙重需求，但是高負載與高速將給機器人帶來額外的影響，一方面是對外部運動生成器提出更高的要求，其生成的指令必須讓內環伺服控制器能夠有效執行；另一方面，大負載高速運動引起內部摩擦等非線性因素放大，傳統的動力學將不再適用，從而對控制器的設計提出更高要求。
智能認知與感知
智能認知與感知是機器人與人、機器人與環境進行交互的基礎，目前與機器人密切相關的智能認知感知技術包括腦生肌電認知、城市環境下移動機器人對環境的感知與識別以及智能空間等3方面。首先，在腦生肌電認知方面，研究者主要是希望通過腦波、肌肉神經信號幫助殘障人士操作智能輪椅、假肢等器具，以恢復其肢體功能；其次，在城市環境下移動機器人對環境的感知與識別方面，主要是為提高無人系統的自主能力提供技術支持。典型的代表是Google的自動駕駛汽車項目，通過集成機載激光雷達，慣性導航設備獲得自動汽車實時的位置與交互環境數據，通過機載任務控制計算機進行實時路徑規劃并行為決策，最終實現了實際道路的全程自主駕駛。最后，在智能空間方面，是以傳感器網絡為基礎，目前主要是為醫護人員實時監測在一個固定空間內活動的老年人或病人的身體狀況提供技術支持。
研究主要集中在傳感器組網通訊、高效環境信息提取重建、數據源與服務集成等方面。未來智能認知與感知主要是在傳感器技術發展的基礎上，進行大量數據有效分類、歸納，并提取可靠有效信息，凝聚成反映人-機-環境交互關系的特征數據網，并結合人工智能的發展及高效能計算能力的實現，為機器人的智能化發展提供基礎保障。
多模式網絡化交互
機器人多模式網絡化交互，主要體現在兩個方面，一是機器人之間的組網協調，包括單一類型機器人群體及多類型機器人群體協作問題。另一方面是微電子機械系統（MEMS）技術、應用軟件及網絡通信新技術的發展催生出的新型人機交互模式。
微納系統
機器人的一個重要應用是希望其能夠在狹小空間里開展探測或是執行任務。目前，微納型醫療機器人及軍用偵察機器人正成為服務機器人研究的一個熱點，而其核心技術在于創新并集成多功能低功耗傳感及驅動模塊。
機器人產業市場及發展前景
據國際機器人聯合會統計，2011年全球工業機器人市場銷售達16.6萬臺，同比增長38%，其中中國銷售2.26萬臺，同比增長51%。2011年中國工業機器人市場規模突破100億元，同比增長50%以上。從應用行業角度來看，工業機器人最早應用于汽車行業，2011汽車行業工業機器人市場份額超過40%。電子、機床、食品飲料煙草為其他主要應用行業。
國際工業機器人技術日趨成熟，已經成為一種標準設備而得到工業界廣泛應用，從而也形成了一批在國際上較有影響力的著名工業機器人公司，這些公司目前在中國的工業機器人市場也處于領先地位，具體來看又可分為“四大”及“四小”兩個陣營：“四大”即為ABB、FANUC、安川及KUKA；“四小”為OTC、松下、那智不二越及川崎。國內也涌現了一批工業機器人廠商，這些廠商中既有像新松這樣的國內機器人技術的引領者，也有像南京埃斯頓、廣州數控這些伺服、數控系統廠商。
目前中國工業機器人使用密度不足世界平均水平的三分之一，只是機器人使用密度高的國家如日本的二十分之一，韓國的十九分之一，德國的十七分之一，離制造業發達國家差距還很大，但是相較于中國當前工業制造業轉型升級之際，對于先進工業機器人的應用領域將越來越廣，所以未來中國機器人市場前景廣闊。據國際機器人聯合會預測，2015年全球工業機器人市場銷售達20.75萬臺，其中中國銷售3.5萬臺。
我國機器人產業發展建議
以機器人為代表的智能制造是第三次工業革命的重要組成部分，我國應該抓住這次機遇，制定相關政策措施，大力發展我國的機器人產業，提升我國制造業水平，加速實現我國產業結構調整和優化升級。
一是國家政策支持。國家政策支持是加速高新技術產業化的重要前提，機器人屬于國家戰略性高技術，是多項前沿技術和綜合實力的體現，國家已經制定了一些規劃，但還需進一步落實相關政策并對產業加以管理和引導。國家在資金、稅收等各個方面給予一定的優惠政策，把機器人產業發展納入到重要產業政策中，鼓勵企業采用國產機器人。
二是推動產學研聯盟建設，形成強大的研究、開發和應用隊伍。工業機器人涉及機械、自動化、計算機、人工智能等諸多學科，只有將國內所有力量組織起來，群策群力，才能將技術研究搞上去，并與國外大公司進行競爭。
三是盡快改變關鍵元器件主要依賴進口的局面。成本和整體解決方案已成為企業選擇工業機器人的首要因素，成本居高不下是制約國產機器人進一步發展的關鍵因素之一，除了受到批量較小影響外，國產機器人發展主要受到關鍵元器件價格的制約。
四是除了努力提高工業機器人性能外，我國還要大力加強大型、專業應用工程軟件開發工作。在工業機器人作業系統中，周邊裝備和控制單元占總成本的80%，這些裝置的研發與集成決定著整個作業系統的開發周期，其技術性能直接影響系統的生產效率和產品質量，機器人作業系統開發已成為制約工業機器人推廣應用的關鍵因素之一。
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電子智能紡織品前景巨大
智能紡織品是指能夠感知各種來自環境的變化或刺激如機械、熱、光、溫度、電磁、化學物質、生物氣味等,并能作出響應的一類紡織品。從功能上劃分,可包括智能保溫、生理狀態遙測、太陽能發電、可穿戴技術、形狀記憶、智能透濕防水、感溫變色、電子化服飾等。本文主要討論結合應用了電子技術的智能紡織品。
電子智能紡織品是基于電子技術,將傳感、通訊、人工智能等高科技手段應用于紡織技術上而開發出的新型紡織品。近年來,國外許多紡織研究機構已開始致力于這一領域的研發,其中美國、英國、日本和比利時等一些發達國家的研究已處于領先地位。由于智能紡織品的終端消費市場巨大,分布廣泛,因而難以片面籠統地預測其市場前景。
到目前為止,電子智能紡織品的商業影響還較為有限,其產品主要集中于一些高性能服裝領域。據美國Venture Development公司報道,2005年全球電子智能紡織品的產值超過 3.4 億美元,2008年達到了 7.2 億美元,年增長率超過28%。另據美國BCC研究公司預測,2012年美國導電織物的銷售總額將達 3.92 億美元,年增長率將達 38%。據調查,目前終端消費品(如時裝、運動及休閑裝等)在電子智能紡織品中已經占有絕對優勢,而在信息、能源、航空航天、國防工業、生物醫療以及交通安全和舒適等高科技領域也將得到快速發展。
2新型電子智能紡織品的開發與應用
2.1體育休閑服飾
目前,電子智能紡織品最成功的應用主要在于提升了高端產品的性能(增加 1 ～ 2 項新的功能),同時加上智能設計從而達到吸引消費者的目的。可穿戴技術目前已成為這一領域的開發焦點,其產品包括滑雪服、滑雪手套以及帶有各種電子顯示面板或鍵盤的服裝等,它們價格高昂,主要是為了平衡不菲的研發成本。據全球著名的咨詢公司Frost & Sullivan公司介紹,在生產加工中,可穿戴技術可通過提供車間、裝配線以及操作區中與生產相關的數據和信息的移動接入而提升工廠管理系統的效率。
目前這一領域的佼佼者包括:美國體育用品公司 O’Neill,其代表產品為一款帶有鍵盤(用于控制MP3播放器)的滑雪夾克;Nike公司,其與電子產品生產商Apple(蘋果)共同開發了一款帶有計步器的跑鞋,鞋中的計步器可與蘋果公司的iPod nano音樂播放器進行互動,計步器可將數據無線傳輸至iPod,以更好地了解跑步距離和速度等數據。此外,德國體育用品生產商Adidas與Rosner、英國的Burton以及美國的The North Face公司在這一領域也非常活躍。他們推出的產品清楚地展示了未來智能服裝的發展趨勢,即設計感強,并具有簡易的可操控性,因為這與處在特殊使用環境中的穿著者聯系緊密。
在不遠的未來,市場上其他一些值得期待的產品還包括不用肢體就能進行交流的職業裝,以及能對極端環境進行感知并進行急救感應的夾克等。將由GPS(全球定位系統)驅動的新型傳感裝置結合在智能紡織品中后可精確定位用戶所處的位置,即使在極端惡劣的環境下使用也沒問題。
電子紡織產品與高性能之間及時整合技術的缺失,是阻礙目前電子智能紡織品獲得突破的一個因素。將傳統的電子元件如剛性印刷電路板(PCB)植入服裝內并不是理想的集成方法,因為電路不能隨織物一起變形。另外,在不移除電子元件的情況下也無法方便地對衣物進行清潔。如果能將電路織物化,使其能像織物一樣產生形變(如可拉伸到一定程度),甚至是可清洗,這樣就具備了很高的集成度,從而也將為大規模應用鋪平道路。比利時Gent(根特)大學電子實驗室開發了一種可伸展的電子技術,可通過普通的紡織加工過程將電子系統與織物相結合。這種可撓可伸展的電子系統與傳統的剛性印刷電路板相比提升了用戶的舒適感。通過模壓技術,電路被完全嵌入到聚合物材料中,因此具備了可洗性。
盡管如此,在電子智能紡織品成為電子產品與服裝領域的消費主流之前,還有很多問題要克服,如靈活性、使用壽命與穩定性等,而成本也是重要因素之一。
2.2監測與健康護理
隨著人們健康意識的提高,智能紡織品越來越多地融入體育和醫療器材以及植入系統中,用于監測心率、體溫以及其他生理功能。智能紡織品必須舒適且不過分夸張,可抵御惡劣及多變的環境,可靠性佳,這一點在醫療領域顯得尤為重要。
目前,用于健康監測的產品很少有商業化的,投入使用的產品大多專為運動員設計使用。英國的BodyMedia可提供人體連續監測方面的解決方案;CuteCircuit開發的襯衫可根據藍牙指令進行伸展或收縮。美國Textronics公司則開發了NuMetrex心率監測運動胸罩;加利福尼亞的VivoMetrics公司開發的用于醫療領域的Lifeshirt可監測一系列生命體征。
光纖將為新型智能紡織品的開發提供重要支撐,因為它們不僅靈活性高,而且還可將光用作信息的載體以及材料本身的傳感器。醫院里通常會通過將 1 個血管夾夾在患者的手指上以測量紅光與紅外光通過病人手指時的吸收率,從而判斷血液的富氧或缺氧情況。Ofseth項目組希望能將這種測量方法應用于服裝中,不用手指血管夾,而是將光纖圍繞在智能服裝的頸部。
Biotex項目正尋求一種融于紡織品中的化學監測技術,以用于急救領域。大多數智能紡織品都希望保持干爽,而該項目則希望開發一種特殊的傳感器,用于測試人體體液如汗液等的傳導性、電界液層、溫度以及pH值等參數。目前為止,該項目的研究尚停留在體育應用領域,因為醫療領域的應用要難得多,且對可靠性的要求非常苛刻,需要得到多方的認證和肯定。如果成功的話,可通過將生物傳感器與傷口滲出物接觸以監測傷口的愈合情況。
近日,位于英國的SmartLife技術公司開發的針織“線狀電子換能器”獲得了一項國際專利。據悉,該裝置呈針織結構,至少包括 1 個以導電纖維為原料的針織結構換能區,可編入服裝中用于監測病人的健康狀況。針織結構的變化將引起換能區電性質發生改變。通過監測這些變化,將有可能獲得其變化規律,從而在應用于服裝別是貼身服裝時能更好地監測人體活動的情況。
近日,由加拿大Concordia大學Barbara Layne教授與英國倫敦大學Janis Jefferies教授分別帶領的兩個研究小組聯合發表了一項聲明,聲稱他們已經開發了一種高度智能的交互式服裝。該服裝結合了獨特的工程連接器、軟電纜系統以及時尚的外觀設計,樣機將無線技術與生物傳感裝置進行結合以充實聲音和影像信息數據庫。服裝中的無線傳感器和生物傳感裝置用于記錄穿著者的體溫、心率、皮電反應以及呼吸頻率,這些數據通過互聯網上傳至數據庫中,然后數據庫會在必要的時候將這些信息反饋給服裝。當穿著者感到壓力大、悲傷或失望時,服裝中的生物傳感器會促使服裝接收一些讓人愉悅的信息如照片、視頻、音樂等,織物中的LED上則對此進行顯示,用于振奮精神,改善心情。
在高級競技中,心率監測是一項重要內容。Vital Jacket HWM(Heart Wave Monitor)是一種能持續監測(最長連續監測時間為 72 h)穿著者ECG(心電圖)和心率的智能T恤,目前由英國的Optimalife公司獨家供應。將紡織品與微電子相結合,Vital Jacket將生命體征監測技術與T恤相融合,從而實現了ECG監測儀的植入。與T恤相連的是 1 件輕巧的帶有SD存儲卡(容量為 1 G)的測量元件,可方便地握于手中或置于T恤的口袋中。實時數據存儲在SD卡中然后通過藍牙發送給 1 臺筆記本電腦。據稱,該移動裝置使用便利,無需與固定ECG測試儀相連,避免了繁多的連接線,可跟隨穿著者靈活移動,監測能力提升,是體育、醫療與健身領域生命體征監測的一項重要成果。
在用于監測生命體征的電子智能紡織品中,由于在開發有效的用于保持電子聯系且無需使用傳導性聚合物的傳感器方面存在困難,這一領域的突破受到一些限制。此外,在醫療領域中,當電子智能服裝被用于監測人體健康時,技術和功能的可靠性極其重要,不能對穿著者的皮膚造成不適等癥狀。隨著老齡化人群的日益增多,這一領域具有極大的發展前景。
2.3軍事及航空航天領域
雖然電子智能紡織品行業仍處于起步階段,但它在軍事、醫療和體育器材等方面具有巨大的應用前景。醫療健康領域固然是一個巨大的市場,但軍事領域更不容忽視,目前這一領域正在開發將液態裝甲、電流源、光能以及無線多媒體設備置于服裝中。Soldier Warrior Systems(勇士系統)是一項研究和開發如何將電導與光導網、微型傳感器以及電子裝置與服裝進行結合的項目。該系統配備了多種電子通信和顯示裝置,可為位于地面的士兵提供一些必要的信息和預警。通過將輕質電線和傳導光纖織入士兵的服裝或備選裝置中,不僅可以節約成本,而且大大減輕了裝備的重量,為光電紡織品應用于其他工業領域打下了基礎。
我國對智能作戰服也進行了深入研究,如在作戰服中嵌入生化傳感器用以監測士兵的心率、血壓和體表溫度等生命體征,甚至可通過嵌入超微感應器辨別傷者體表的出血部位,并在作戰服中植入微電腦,結合遠程控制技術使該部位周圍的軍服收縮,起到止血的功能;智能降落傘在跳傘士兵失去控制能力時能夠自動打開,并根據所檢測到的空中和地面具體情況改變飛行方向和速度等等。
近日,歐洲航天局(ESA)與丹麥智能紡織品專業開發商Ohmatex公司簽署了一份協議,將共同開發和測試一種智能襪子裝置,以描繪大腿肌肉的代謝活動。該項目旨在開發一種特殊的襪子,即將近紅外傳感器和基于紡織品的EMG(肌電)電極進行集成,EMG傳感器可通過織襪機或針織橫機與襪子進行結合,而近紅外傳感器則很可能被塑于襪子上。Ohmatex公司將利用其豐富的紡織傳感器開發經驗評估找出最佳的開發方案。如果開發成功,將有助于監測和維護執行探月等航天任務的航天飛行員的健康,減少其肌肉受損的可能。
2.4其他領域
在EU(歐盟)啟動的第 7 個框架計劃(Framework programme)中,PLACE it是獲得資助額最大的ICT項目,其目的是研究將電子元件與日用品進行集成,從而使物品可發光,同時還擁有彈性、舒適性以及可洗性等技術性能。整個PLACE it計劃將持續 3.5 年。據介紹,該技術研制成功后可用于新式的照明設計甚至是窗簾中,用于模擬自然光照,此外,用于學生的服裝后可起到警示作用,從而使其在繁忙的交通中得到更安全的保護。
最近,芬蘭TAMK應用科學大學開發了一種獨特的帶有照明系統的經編簾,并準備應用于蔬菜培植溫室中。通過這種經編簾,農作物生長所需的光線將通過置于作物列與列之間的節能LED照明系統產生。經編幕簾寬約 1 m,當農作物及溫室需進行維護時,簾子可輕易被卷起。比如,1 塊 2 公頃的溫室種植地需要安放 12 km的LED幕簾。根據研究,農作物在不同的生長階段(除結果階段)對色溫的要求不盡相同,而經編簾中LED照明的功率及色溫正好可以進行調節和優化。據估計,使用這種方法后,溫室的能耗最多可降低一半,且LED照明的使用壽命可比目前廣泛應用的高壓鈉光燈長 2 倍。目前,該技術已在多個國家取得了專利,其中在芬蘭還注冊了應用模型,并率先應用于黃瓜種植。Netled公司目前擁有這項專利的使用權,并希望將其商業化。該公司稱,這種經編照明簾在北歐、中歐以及加拿大將有一定的市場前景,因為這些國家和地區常年光照不足,農作物生長受到很大影響。據稱,這種技術除了可應用于農作物種植外,還將被用于花卉種植和室內裝飾。
3發展趨勢
目前國內外開發的電子智能紡織品中,大多是將柔性電子元件植入紡織品內部,使傳感器、柔性紡織品開關、柔性電子線路板、導電紗線等與紡織品融為一體。這種智能紡織品只不過是將先進的插拔技術或電子器件融入傳統紡織品中,因此它們在人體穿著或工程應用等方面與傳統的紡織品相比還有一定的差距,包括舒適性、外觀、質地等。隨著國內外許多采用融合技術的電子智能紡織品的研制成功,將來智能紡織品的研究將會逐漸脫離融合技術或是安置技術,而是會在 2 種產品的原材料制造或服裝面料的織造過程中就已經有機地結合在一起,這樣就使電子智能紡織品不僅在功能上滿足人們的要求,同時在紡織品的質地、外觀以及穿著舒適性上也能滿足人們的要求。如紡織計算機的開發設計與研制,是指一種根據織造學理論、參照織物結構,利用模擬傳統紡織品中紗線以及纖維的物理形態設計制造的元器件而組裝的智能化裝備。
隨著科技的不斷發展,微電子和納米技術為電子智能紡織品領域帶來了更多的機會。其應用包括:傳導性纖維及功能性紡織品的應用(包括長絲和紗線);膠囊植入、織入及縫入;傳感器和電池技術;RFID(收音機頻率識別)等。而納米技術與信息技術、生物技術、新能源技術等的結合,則進一步提升了纖維和服裝面料向智能化轉變的可能性和質量。
專家視點
施楣梧,男,1957年生,教授級高工,少將,現任總后軍需裝備研究所材料與工效研究室主任、士兵系統研究中心副主任,在軍用紡織材料和軍需裝備、戰場防護救生裝備和個體防護裝備等領域成果頗豐。
紡織導報:在近幾年出現的智能紡織品中,您比較關注的有哪些?您認為這一領域將來的發展趨勢如何?
施楣梧:目前,國際上我所關注的智能紡織品主要有以下幾種。
(1)電子信息智能紡織品。如可實時在線監測人體生命體征如心跳、脈搏等的紡織品及織物,采用手機通訊網絡可以實時檢測病人、老人、戰士、兒童的生理狀態及位置;在此基礎上采用實時在線超聲定位和計算機分析甚至可以遙測老人、戰士、運動員的姿態。
(2)光電紡織品。如帶有柔性太陽能電池的服裝,可供手機、電腦的野外用電;軍人使用的可控變色迷彩服,可根據所處地貌呈現所處環境的典型顏色;基于光纖的可控發光裝飾織物,可營造舞臺氣氛,形成簡單的發光矩陣顯示特殊圖案。
(3)壓電紡織品。如壓電地毯,將壓電元件安裝在地毯上后,在門廳、迪斯科舞廳等地受眾多人群踩踏時能產生電能。
(4)織物傳感器。如化學品傳感器,可感知生化戰劑、煤氣等。
關于智能紡織品的發展趨勢,我個人認為上述幾種典型的智能紡織品將在近幾年內得到比較迅速的發展,逐步成熟并應用于軍隊、運動員、病人等特殊群體,以及其他場合與人群。
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
2機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。
我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。
3機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：
3．1智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。3．2模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。
3．3網絡化
由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
3．4微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3．5環保化
工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
3．6系統化
未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發而研制出來的。
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。
參考文獻
關鍵詞：機電一體化 發展過程 前景展望
現代科學技術的發展，使得單純的單一學科應用已遠遠無法滿足人類社會的生產生活需要。各學科相互滲透，相互促進，為新的技術改革，知識創新提供契機。機電一體化技術就是在這樣的背景下發展而成的。
一、機電一體化技術簡介
機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機械設計》一書的副刊。時至今日，機電一體化這一概念已經廣泛的被接受和應用。
機電一體化技術并不是單純的機械學與電氣或電子學的結合，而是在上述兩種技術的基礎上融合了信息技術，傳感器技術，自動控制技術，計算機技術，接口技術，信號變換技術以及軟件工程技術等多種科學技術，并不斷發展，廣泛應用的一門新興科學技術。
二、機電一體化技術的發展狀況
（一）、世界范圍內的發展
20世紀60年代以前為初級階段。這一時期，人們在生產生活中并沒有刻意的將機械學與電子學技術結合起來，而是不知不覺的利用電子技術的成果來完善機械產品的性能，這便出現了最早期的機電一體化技術。期間發生的第二次世界大戰，促使了機械技術與其他技術的融合。戰后，這些技術由軍用逐漸應用至民用范圍，但并沒有提出機電一體化這一概念，沒有將多技術的結合推廣。
20世紀70到80年代是這一技術蓬勃發展的時期。由于計算機技術的出現和迅速發展，大規模的集成電路和微型計算機開始出現，這位機電一體化技術的發展奠定了堅實的基礎。正是在這一階段，Mechatronics一詞被提出并逐漸被認可，機電產品大量涌現，世界各國逐漸對這項技術給予大力支持。
20世紀90年代開始，機電一體化技術進入新的階段。這一時期，通信技術、光學技術以及微細加工技術與機電一體化技術逐漸結合，出現了微機電一體化和光機電一體化的分支。同時，機電一體化技術本身的研究日益成熟，對機電一體化技術的建模研究、分析和集成方法以及機電一體化的整個科學體系的研究，使機電一體化技術的基礎更加完整，理論體系更加完善。
（二）我國機電一體化技術的發展
[1]我國是從20世紀80年代初才開始這方面技術的研究。國務院成立了由杰出科學家帶領的機電一體化領導小組，并將這項技術列入“863”計劃中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的諸多影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，雖然都取得了一定成果，但與日本、歐美等先進國家相比仍有相當大的差距。
三、機電一體化技術的發展趨勢
在半個世紀左右的發展中，人類生產生活對機電一體化技術不斷提出更高的要求，推動機電一體化技術產品的智能化、模塊化、網絡化、系統化、綠色化和微型化程度快速發展。其中智能化和自動化更是機電一體化技術的重中之重。
智能化是目前形勢下大部分技術所共有的發展方向，也是機電一體化技術與傳統機械技術的重要區別之一。隨著智能控制技術的進一步發展和人工智能技術在生產設計活動中被越來越重視，機電一體化技術的智能化發展迅速。在更高速的微處理器出現以及運籌學、仿生學等技術的輔助下，機電一體化產品更好的擁有人類的部分智能。
機電一體化技術的發展必須標準化、系列化。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標準，將各個單元、接口統一化，以便擴大規模生產。但由于這項技術剛剛興起，做到標準化系列化還很難。
網絡技術迅速發展，為機電一體化技術帶來了新的影響。網絡的普及使得基于網絡的各種機電產品遠程控制得到很大發展。而總線技術和局域網技術的發展，帶動了家用機電產品系統化，集成化的發展。
[2]系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。另一個表現是通信功能的增強。機電產品的發展趨勢是更加注重人格化，機電一體化的人格化有兩層定義，首先，就是模仿生物生理機能，設計各種機電產品。另外，機電一體化產品歸根到底是人在使用，賦予機電產品人的智能、情感、個性愈發重要，其總重目的便是人機一體。
在生態環境問題愈發重要的今天，機電一體化技術的綠色化成為一個新的重要課題。綠色機電產品是指產品在設計、試驗、生產以及回收銷毀等方面對生態環境無害或危害極少，資源利用率高。設計、使用綠色機電產品，是機電一體化技術發展的必然趨勢。
機電一體化技術的微型化指的是機電產品向微型機械及微觀領域發展。這一概念興起于20世紀80年代末，國外稱其為微電子技術。微電子產品體積小、耗能低、靈活性高，可廣泛應用于生物、醫療、軍事等方面。而機電一體化技術微型化的一個挑戰就是必須采用超精加工技術進行生產制造，如果在這一方面有了較大的發展，那么機電一體化技術的微型化將有質的飛躍。
綜上所述，機電一體化技術是社會勞動力發展的產物，也是現代科學技術發展的重要組成部分。機電一體化技術融合多學科種類，使傳統的機械預設方法和預設概念發生著革命性的變化。伴隨著現代科學技術的不斷創新，機電一體化技術的發展前景也將愈發光明。大力發展這一先進技術，不僅是人類文明發展的要求，也是創新理念，振興工業的必經之路。
參考文獻：
