嵌入式数据库的发展与应用
摘要：从嵌入式系统结构入手，阐述了嵌入式数据库的发展现状，并具体介绍了当前主流嵌入式数据库的共性、基本特点、关键技术、构件、分类，并提出了发展趋势和应用。20年前就已经被组合在各种应用程序、软件组件和硬件环境中。它有两个很重要的特征——“嵌入性”和“实时性”。这里用实际应用的实例来说明，在嵌入式系统里如何有效地使用嵌入式数据库。
关键词：嵌入式数据库；复制；缓存技术；现状；趋势；应用
随着计算机技术及相关技术的不断发展，嵌入式产品由于其智能化、小型化、便携式等特点，已经普遍应用于我们的生活，比如智能手机、车载导航设备、数字移动电视、机顶盒、智能控制设备等。这些产品通常是在计算资源、存储资源等条件受限的情况下处理大量的数据，而传统的数据库一般都是运行在各种各样的服务器或大容量的存储器上，显然把传统的数据库直接移植到嵌入式设备上是不可行的。那么如何在苛刻的条件下，充分利用有限的资源便成为了人们研究的热点。嵌入式数据库也正是在此条件下，和嵌入式操作系统、嵌入式应用软件相伴而生的。
1 嵌入式系统的体系结构
嵌入式数据库位于嵌入式系统的中间部分，下面有嵌入式操作系统层，当前主流的嵌入式操作系统有Windows CE；Palm OS。Linux，VXworks，SymbianOS 等平台，硬件平台主要有Dragonball，Handspring，MIPS，Hitachi SH，Power PC 以及ARM处理器。嵌入式应用软件位于嵌入式数据库之上，可以通过API函数接口，ODBC，JDBC等与嵌入式数据库通信，来实现数据的检索、删除、添加等操作，更为重要的是要实现数据的完整性、一致性。
当前主流的嵌入式数据库，具有支持多个平台、面向多种开发语言、具有多个灵活的接口等特点，主流的嵌入式数据库有：Oracle公司的Berkeley DB、Sysbase Adaptive Server Anywhere、Linter以及SQLite等，国内的科研机构也积极开展这方面的研究并推出了自己的产品，主要有方舟公司的Noahbase，人大金仓kingbase等。
在其体系结构中，只是描述了单一的以嵌入式设备为核心的体系架构，底层的数据采集程序把传感器集所测得的具有不同意义的数传送给嵌入式系统进行实时存储，以备数据中心进行数据的查询。嵌入式系统作为下位机负责数据的采
集和处理，数据中心数据库作为上位机可以实现下位机和上位机的通信。很多情况下，这样的系统架构应用在移动通信场合。
2 嵌入式数据库的基本特点
嵌入式数据库和企业级数据库的发展都是一个螺旋式上升的发展过程。但它们却有着本质的根本性的区别。外在形式的相似性，并不能代表二者的实现方式和运用方式的相似。
嵌入性：嵌入式数据库不仅可以嵌入到其它的软件中，也可以嵌入到硬件设备中，因此无论是在网络上不同计算机之间还是在同一台计算机的不同进程之间，数据库操作并不要求进程间通信，而且其对所有数据的操作都使用API接口，不需要对某种查询语言进行解析，也不用生成解析计划?。
实时性：实时性和嵌入性是分不开的，只有具有了嵌入性的数据库才能够第一时间得到系统的资源，对系统的请求在第一时间做出响应。但是，并不是具有嵌入性就一定具有实时性。要想使嵌入式数据库具有很好的实时『生，必须做很多额外的工作。
灵活性：当前的嵌入式数据库产品大多具有很强的灵活性，支持多种开发平台，面向多种开发工具，预留有灵活的开发接口。
移动性：移动性是目前在国内提的比较多的一个说法，这和目前国内移动设备的大规模应用有关。可以这么说，具有嵌入性的数据库一定具有比较好的移动性，但是具有比较好的移动性的数据库，不一定具有嵌入性。
伸缩性：伸缩性是嵌入式数据库的必备特点，没有伸缩性就无法在较小的空间上管理大规模存储空间上的数据。大部分嵌入式数据库可以提供线程／任务级别的引擎，使系统的伸缩空间大大扩大。
某种程度上说，嵌入式场合的数据比企业级应用的数据还要复杂，所以要支持各种类型数据(如多媒体数据和空间数据等)以外，还要支持各种数据结构，除了传统的关系型，还要能处理树状结构和网状结构。当然，嵌入式数据库肯定要具备企业级数据库所具有的一些特点，比如，一致性是数据库所必需的特性。通过事务、锁功能、日志记录、以及数据同步等多种技术保证数据库中各个表内的数据的一致性，同时也保证数据库和其它同步或镜像数据库内数据的一致性。
3 嵌入式数据库应用的关键技术
3．1复制与缓存技术
嵌入式数据库一般用于移动存储设备，而移动设备的一个显著特点是移动终
端之间以及与服务器之间的连接是弱连接，即低带宽、长延迟、不稳定和经常性的断开。复制性嵌入式数据库一般采用复制技术(上传、下载或混合)与服务器数据库进行映射，满足人们在不同时间和地点对数据的需求问题。现在普遍采用乐观复制方法(Optimistic replication)允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作，Ding Zhi-ming等提出了TLRSP(Transacti0n—IeveI Result-set Propagation)模型。在网络断开的情况下，嵌入式数据库在本地数据库子集进行数据操作和事务处理；待网络重新连接后再与数据库服务器或其它终端交换修改信息，并通过中突检测和协调来恢复数据的一致性。由于嵌入式系统的零管理特点，也就是当系统出现故障的时候，可以在没有人员干预的条件下实现自动恢复。
在嵌入式实时数据库中，Choi等人提出了采用双CPU的并行处理结构，一个CPU负责正常的事务处理，另一个专门负责有关恢复处理，如记录日志、做检验点以及故障后进行数据库恢复，该方法是通过改善硬件的处理性能来换取系统整体性能的改善，但该种方法在资源条件苛刻的嵌入式系统中显然是不适用的。有人提出了基于影子的恢复技术，该技术的优点是消除了日志开销，恢复速度快，缺点是在事务生命周期内数据库需维持其更新数据页的两个版本?当
前页和影子页，同时需维护大量的页表指针。该方法是通过适当的增加存储数据量来提高系统性能。相比较而言，后者在嵌入式系统，以及嵌入式数据库恢复中应用的更多。
3．2事务处理技术和移动查询优化
嵌入式数据库系统中的事务处理在前端可以简单化，但在整个应用系统中要结合计算环境的特征进行事务处理控制。有效平衡用户事务和更新负载是提供满意服务的关键。
移动查询优化是指在传统分布式数据库查询优化技术的基础上，利用多种方法消除带宽多样性、断接等因素所造成的影响，使查询引擎能够根据当前可采用网络条件采取恰当的优化算法。在移动计算环境中，许多信息都是快速持续变化的，如移动用户的位置等。
3．3安全性
许多嵌入式产品是应用系统中的关键部分，而其中的数据库部分涉及到个人的隐私性很高，因此在防止碰撞、震动、磁场干扰、遗失、盗窃等对个人隐私数据安全的威胁上需要提供充分的安全保证性。主要措施有：
A)对终端进行认证，防止非法终端的欺骗性侵入：
B)无线通信进行加密，防止数据信息泄露；
C)对下载的数据副本加密存储，以防止移动终端物理丢失后的数据泄密。
4 嵌入式数据库的分类
嵌入式数据库的分类方法很多，可以按照嵌入的对象不同分为：软件嵌入数据库、设备嵌入数据库、内存数据库。也有人将它们粗略的分为：嵌入数据库、移动数据库、小型的C／S结构数据库等。目前更被大家所接受和认可的更偏向于按照下面的方式进行划分：
小型C／S数据库。这种数据库其实是企业级数据库的一个缩小版，缩小以后可以在一些实时性要求不高的设备内运行。
面向软件嵌入数据库。它将数据库作为组件嵌入到其他的软件系统中。一般用在对数据库的安全性、稳定性和速度要求比较高的系统中。这种结构资源消耗低，最终用户不用维护数据库，甚至感受不到数据的存在。
面向设备嵌入数据库。它将关系型数据库嵌入到设备当中去，作为设备数据处理的核心组件。这种场合要求数据库有很高的实时性和稳定性，一般运行在实时性非常高的操作系统当中。
内存数据库。数据库直接在内存内运行，数据处理更加高速，不过安全性等方面需要额外的手段来保障。
5 嵌入式数据库的发展趋势与应用
5.1 发展趋势
近年来，嵌入式数据库的研究取得不少进展，以下几个趋势值得关注：
(1)智能化和主动化以往的嵌入式数据库往往是以存储为目的的被动型的数据库，只能被动地接受操作系统和应用程序的调用来执行相应的动作。能够根据数据库中存储的情况和自身特点，适当地做出优化来满足不同条件下的应用需求的智能化、主动型嵌入式数据库是以后研究的热点。
(2)多媒体嵌入式数据库随着高档电子消费品日益受到人们的青睐，能够对视频、音频、文字、图像进行存储和快速检索的嵌入式数据库会有更大的市场，并成为人们研究的热点。
(3)时空数据库导航设备、水文、地质、地形地貌相关电子产品的快速发展，迫切需要能够同时处理时间和空间的数据库问世。
当然，除了上述所介绍的嵌入式数据库的发展方向以外，还有很多的方向，这里不逐一论述，比如说最近盛行的云嵌入式数据库等等。那么关于嵌入式数据库具体技术的改进和升级可以从以下几点寻找突破点：
(1)数据库内核由于嵌入式系统可用资源的受限性，嵌入式数据库内核的大小也是一个关键的问题，那种以牺牲数据库的功能来换取较小的内核显然是与发展趋势相背离的。
(2)数据库的可靠性嵌入式数据库的应用越来越广泛，也越来越复杂，其功能已经从传统的添加、删除等操作向对声音、视频、三维或多维数据、智能控制等方向发展，因此可靠性的提高也是至关重要的一环。
(3)数据库的可移植性尽管目前的嵌入式数据库产品可以支持多种不同的操作系统，但在嵌入式系统开发过程中，开发人员还要充分考虑硬件平台、操作系统平台以及它们的接口定义，如果有能适用于绝大多数的操作系统平台，对硬件平台和操作系统平台透明的嵌入式数据库，势必可以大大地提高开发效率，降低开发成本。
5.2 应用实例
5.2.1 汽车碰撞测试装置
嵌入式数据库经常在汽车碰撞测试装置中使用。所谓汽车碰撞测试，是检验汽车安全性能的一种有效手段。在测试中，让汽车高速碰撞某个物体，然后收集嵌入在车体中各个部位的各种感应器所发出的数据，再对这些数据进行分析，这需要在碰撞的瞬间大量地收集和保存数据。这时，如何能尽快地保存数据是一个问题。为了解决这个问题，在汽车碰撞测试装置中使用嵌入式数据库，取得非常好的实际效果。
5.1.2 发电机监视装置
在美国大型发电厂的发电机监视装置里，使用了嵌入式数据库。发电厂的发电机是非常重要的生产设备，所以要严格管理以防发电机停机。发电机的监控装置通过收集发电机的各种数据进行监视。
这种需要实时监控的场合，在数据库里预先录入了监视数据用的程序模块。当某数据进入“异常值”、“异常范围”、“警戒范围”的时候，这些程序模块会检测出这些数据，然后自动报警，同时通知监视中心有异常情况。这种数据收集也可用于发电机系统的模拟试验。
5.1.3 监视引擎
在美国的大型飞机制造厂，为了收集引擎的测试数据和飞机内部机械的数据，在飞机上也装载了嵌入式数据库。在美国的大型汽车制造厂的引擎废气排放测试装置里，也嵌入了数据库，废气排放测试的结果全部保存于数据库，以后的其他测试、分析以及模拟试验等环节就能有效利用这些数据。2008年奥运会所
使用的环保巴士内也使用了嵌入式数据库。
5.1.4 在FA领域中使用数据库的注意事项
在这个领域利用嵌入式数据库时，会有一些常见的典型问题，如往数据库写人数据的速度和性能等问题。一方面要求内存消耗量足够少，一方面又需要对大量数据的进、行运算，所以必须同时满足两个相反的要求。再者，像发电机装置监视的例子那样，数据监视模块必须要嵌入到数据库中(在实际的嵌入式数据库中，这些监视模块主要是通过用户自定义的函数来实现数据的收集、监视和报警等)。
5.1.5 宇宙航空和机器人
现在，嵌入式数据库在宇宙航空和机器人等方面有很多实际应用。例如木星探查伽利略计划，卫星观测系统，地上测定、命令处理系统，卫星控制系统，天气预报的发布系统，战争模拟游戏等。除此以外，还有许多其他的宇宙航空项目和机器人项目中使用了嵌入式数据库嵌入式数据库在宇宙航空以及机器人的应用程序中起着核心的作用。在数据库中保存着全部的程序、指令、可执行的模块，并将这些制作成基于知识(knowledgebased)或者基于规则(rule based)的系统。可执行模块将根据传感器的信息执行各种动作或命令。将来，保存于数据库中的执行模块很可能实现自动执行的功能。
5.1.6 车载导航
车载导航系统在日本等发达国家已经普及，在中国实际使用者应该也有很多。不过对日常使用的车载导航，了解它的内部构造的人并不多。这里就有关车载导航的系统构造进行简单说明。
车载导航GPS(Global Position System，全球定位系统)是利用装有车速脉冲、罗盘传感器等的“自动导航法”装置，为正在驾车的驾驶员进行现在的位置及驶向目的地行驶路线导航的一种电子仪器。
车载导航刚开始开发时，只使用“自动导航法”装置。由于靠装置自身来推算出车辆的位置，因此行驶开始后有必要对行驶到一定地点的行驶方向和行驶角度进行小调整。现在GPS方法非常盛行。该方法通过GPS推算出车辆的位置。不过只靠GPS，不管怎样设计总会有某种程度的误差。因此，现在的车载导航通过对GPS和“自动导航法”装置组合的方法来弥补双方的缺点，以推算出车辆的位置。
（发展战略）人工智能的发 展及应用
人工智能的发展及应用 这是个信息爆炸自动控制飞速发展的时代，而在这样的时代中，人工智能也取得了飞速的发展。成为了最前沿最热门的学科和研究方向之壹。 人工智能的定义 “人工智能”(ArtificialIntelligence)壹词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。人工智能是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的壹门新的技术科学。人工智能是计算机科学的壹个分支,它企图了解智能的实质,且生产出壹种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机,人工智能的发展历史是和计算机科学和技术的发展史联系在壹起的。 人工智能理论进入21世纪,正酝酿着新的突破,人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”,且使之在越来越多的领域超越人类智能,人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。 人工智能的应用领域 1.在管理系统中的应用 (1)人工智能应用于企业管理的意义主要不在于提高效率,而是用计算机实现人们非常需要做,但工业工程信息技术是靠人工却做不了或是很难做到的事情。在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》壹文中刘玉然指出把人工智能应用于企业管理中,以数据管理和处理为中心,围绕企业的核心业务和主导流程建立若干个主题数据库,而所有的应用系统应该围绕主题数据库来建立和运行。换句话说,就是将企业各部门的数据进行统壹集成管理,搭建人工智能的应用平台,使之成为企业管理和决策中的关键因子。
2.在工程领域的应用 (1)医学专家系统是人工智能和专家系统理论和技术在医学领域的重要应用,具有极大的科研和应用价值,它能够帮助医生解决复杂的医学问题,作为医生诊断、治疗的辅助工具。事实上,早在1982年,美国匹兹堡大学的Miller就发表了著名的作为内科医生咨询的Internist2Ⅰ内科计算机辅助诊断系统的研究成果,由此,掀起了医学智能系统开发和应用的高潮。目前,医学智能系统已通过其在医学影像方面的重要作用,从而应用于内科、骨科等多个医学领域中,且在不断发展完善中。 (2)地质勘探、石油化工等领域是人工智能的主要作用发挥领地。1978年美国斯坦福国际研究所就研发制成矿藏勘探和评价专家系统“PROSPECTOR”,该系统用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等,是工业领域的首个人工智能专家系统,其发现了壹个钼矿沉积,价值超过1亿美元。 3.在技术研究中的应用 (1)在超声无损检测(NDT)和无损评价(NDE)领域中,目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质、形状和大小进行判断和归类;专家运用超声无损检测仪器,以其高精度的运算、控制和逻辑判断力代替大量人的体力和脑力劳动,减少了任务因素造成的无擦,提高了检测的可靠性,实现了超声检测和评价的自动化、智能化。 (2)人工智能在电子技术领域的应用可谓由来已久。随着网络的迅速发展,网络技术的安全是我们关心的重点,因此我们必须在传统技术的基础上进行网络安全技术的改进和变更,大力发展数据挖掘技术、人工免疫技术等高效的AI技术,开发更高级AI通用和专用语言,和应用环境以及开发专用机器,而和人工智能技术
OpenBASE Lite V2.1 技术白皮书 2011年10月
引言 随着计算机及相关技术的不断发展，嵌入式产品由于其智能化、小型化、便携式等特点，已普遍应用于我们的生活，比如智能手机、掌上电脑、个人数字助理（PDA）等。它们大多基于Symbian、Windows Mobile、Android、Embeded Linux 等嵌入式操作系统平台，具有体积小、专为移动使用而设计，相对较小的内存和计算能力，偶尔连接到计算机网络等特点。尽管仍有诸多限制，许多商业应用，如移动办公，销售自动化，移动保健及网上购物等，已经与移动设备进行了很好的整合。 随着嵌入式系统的发展，用户需要处理大量而复杂的数据。自定义、使用本地文件管理数据的模式已不能满足应用要求。而嵌入式数据库提供了可靠、高效的数据管理模式。OpenBASE Lite正是这样一款专门为运行在嵌入式设备上的应用而设计的安全可靠、无需管理的嵌入式关系型数据库管理系统，它提供了丰富的SQL语法，灵活标准的接口和组件，使开发人员在开发嵌入式软件时，面对熟悉的开发环境。 产品介绍 OpenBASE Lite是一个典型的轻量级数据库，定制的数据库引擎所占用的系统资源可在250KB到600KB之间伸缩，可支持多种桌面操作系统、主流嵌入式系统平台及不同的处理器。作为一款功能全面的关系型数据库系统，OpenBASE Lite通过支持标准的SQL语法、完整的事务特性、灵活的备份/恢复机制等功能，能够在嵌入式环境下沿用关系数据库的经验继续来进行应用的开发。OpenBASE Lite提供了开放的标准化开发接口JDBC、ODBC、https://www.doczj.com/doc/df17344020.html,，便于开发人员访问嵌入式设备上的数据。OpenBASE Lite支持零管理，自调优机制，并提供了图形化管理工具，使得管理变得十分方便。 OpenBASE Lite提供了内存数据库运行模式，提供高速的数据访问与更新能力。
人工智能发展与应用综述 摘要：概要的阐述了人工智能的概念、发展历史、当前研究热点和实际应用以及未来的发展趋势 20世纪是自然科学发展史上最为辉煌的时代，生物科学是自然科学中发展最迅速的学科。因为生物科学与人类生存、人民健康、社会发展密切相关，必然成为21世纪初的主导学科。在20世纪生物科学的发展中有许多重大突破，出现了许多新观念、新思想、新成果和新技术。特别是20世纪50年代以来，随着数理科学广泛深入地渗透到生物科学以及一些先进的仪器设备和研究技术的问世，生物科学已经从基本上是静态的、以形态描述与分析为主的学科演化发展成动态的、以实验为基础的定量的学科，逐步发展为自动化、智能化。在生物系统的领域，人工智能的发展尤为令人关注。 一．人工智能的概念 人工智能领域的研究是从1956年正式开始的，这一年在达特茅斯大学召开的会议上正式使用了“人工智能”(Artificial Intelligence，AI)这个术语。 人工智能也称机器智能，它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统的角度出发，人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统，来模拟人类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。如果仅从技术的角度来看，人工智能要解决的问题是如何使电脑表现智能化，使电脑能更灵活方效地为人类服务。只要电脑能够表现出与人类相似的智能行为,就算是达到了目的，而不在乎在这过程中电脑是依靠某种算法还是真正理解了。人工智能就是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的—个分支，人工智能的目标就是研究怎样用电脑来模仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关的技术产品，建立有关的理论。 人工智能是在计算机科学、控制论、信息论、心理学、语言学等多种学科相互渗透的基础发展起来的一门新兴边缘学科，主要研究用机器（主要是计算机）来模仿和实现人类的智能行为. 二．人工智能的发展历史 50年代人工智能的兴起和冷落人工智能概念首次提出后，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题s求解程序、LISP表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限，以及机器翻译等的失败，使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是：重视问题求解的方法，忽视知识重要性。 60年代末到70年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮DENDRAL化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、
1、前言 有一些日子没有仔细关注SQLite了，今天打开其主页，发现其最新的版本已经是3.6.22了，更让我惊喜的是它的用户越来越多，而且邮件列表的关注者也越来越多，突然觉得自己已经太old了。惊喜的同时，不得不聊上几句了。 首先，来看看都有哪些人在使用SQLite，主页上列举一长串NB的用户，其中不乏像Adobe，Apple，F irefox，甚至连google，Microsoft，SUN这样的用户。 Firefox：这是我的机器上V3.5.7安装目录下的文件： 可以发现用的SQLite 3.6.16.1。 据说，Google在它的Desktop for Mac，Google Gears，以及Android，甚至Chrome中都用到S QLite，而且，Google的工程师对SQLite的全文检索功能作了很大的贡献(contribution)。还有Apple，Micorsoft，SUN等等，这里就不列举了。详细见https://www.doczj.com/doc/df17344020.html,/famous.html。有这些公司的参与，对SQLite的发展应该有很大的帮助，尤其是像Google这样的用户。 2、实现与应用 下面从实现及应用的角度来谈谈SQLite，先看看SQLite的特点(功能)吧。 特点 简单(simple)：SQLite是一个非常轻量级自包含(lightweight and self-contained)的DBMS：一个头文件，一个动态库文件，你就拥有了关系数据库的所有功能了。简单，是SQLite最明显的哲学。它提供的API少而简单。只需要一个DLL文件，你的程序马上就拥有了一个功能强大的数据库引擎，这是一件很美妙的事。 小巧(small)：我用VS 2005在Windows下编译的3.6.11，Release版为368K，用时不到20秒——而编译MySQL时，要花上几分钟。而当我插入10000条int数据时，内存开销660K，磁盘开销92 K。 事务(transaction)：事务是现代商业数据处理系统最基本的要求，而Access，不论是在可执行文件大小（看了一下Access2003的可执行文件大小为6.32M，两者不是一个量级），还是事务特性，都是不能和SQLite 相比的。 并发性(Concurrency)：由于SQLite通过OS的文件锁来实现库级锁，粒度很大，但是，它通过一些复杂特殊的处理(具体可以参见分析系列)，尽量的提升了读写的并发度。如果你还有担心，你可以看看这篇文章：https://www.doczj.com/doc/df17344020.html,/database/sqlite_cms.html。 SQL92：SQLite支持绝大部分的标准SQL语句，你只需要几百K的空间，就可以换来需要上百兆的通用DBMS几乎所有操作了。 方便(Convenience)：如果你的程序要使用SQLite，只需要将拷贝你的程序目录即可。
机器人技术的发展与应用调研名称：机器人技术的发展与应用 调研时间：2018年7月29日止 调研人：曹桐滔
目录
一、机器人的发展状况 1.1国外发展概况 日本具有国际上最先进的机器人技术，就全世界范围来看，全球工业机器人约有4成在日本。不论在技术方面，还是在市场规模方面，日本可以称得上是“机器人大国”。日本在2004年5月发布的“新产业发展战略”中所指出的7个产业领域，机器人产业也是其中之一，同时，在进一步实施“新产业发展战略”的“新经济成长战略”报告中也把机器人放在使日本成为“世界技术创新中心”的支柱地位上，并在近两年开始重新审视机器人产业政策。 美国是机器人的诞生地，早在1962年就研制出世界上第一台工业机器人，比起号称机器人王国的日本起步至少要早五、六年。经过40多年的发展，美国现已成为世界上的机器人强国之一，基础雄厚，技术先进。据统计，截止到2009年底，美国运行工业机器人大约有19．4万台。目前，美国工业机器人供应商有AdeptTechnology、AmericanＲobot、EmersonIndustrialAutomation等公司。 德国引进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五、六年，但战争所导致的劳动力短缺，国民的技术水平较高等社会环境，却为工业机器人的发展、应用提供了有利条件。此外，20世纪70年代中后期，德国政府采用的积极行政手段也为工业机器人的推广开辟了道路。如在“改善劳动条件计划”中规定，对于一些危险、有毒、有害的工作岗位，必须由机器人来代替。这个计划为机器人的应用开拓了广泛的市场，并推动了工业机器人技术的发展。据统计，截止到2009年底，德国运行的工业机器人为14．58万台。目前，德国工业机器人供应商有KUKA、CLOOS等。 国际上一些大的工业机器人制造厂家，品牌主要分成两大体系，以日本为代表的日韩系，以德国为代表的欧系，其中ABB、安川、发那科三大品牌占据了全球51%的市场，KUKA、OTC、川崎、松下等几大品牌占市场份额的40%以上。
常用的嵌入式数据库的比较 2.1 Berkeley DB 技术特点： 1. Berkeley DB是一个开放源代码的内嵌式数据库管理系统，能够为应用程序提供高性能的数据管理服务。应用它程序员只需要调用一些简单的API就可以完成对数据的访问和管理。(不使用SQL语言) 2. Berkeley DB为许多编程语言提供了实用的API接口，包括C、C++、Java、Perl、Tcl、Python和PHP等。所有同数据库相关的操作都由Berkeley DB函数库负责统一完成。 3. Berkeley DB轻便灵活（Portable），可以运行于几乎所有的UNIX和Linux系统及其变种系统、Windows操作系统以及多种嵌入式实时操作系统之下。Berkeley DB被链接到应用程序中，终端用户一般根本感觉不到有一个数据库系统存在。 4. Berkeley DB是可伸缩（Scalable）的，这一点表现在很多方面。Database library 本身是很精简的（少于300KB的文本空间），但它能够管理规模高达256TB的数据库。它支持高并发度，成千上万个用户可同时操纵同一个数据库。Berkeley DB能以足够小的空间占用量运行于有严格约束的嵌入式系统。 Berkeley DB在嵌入式应用中比关系数据库和面向对象数据库要好，有以下两点原因：（1）因为数据库程序库同应用程序在相同的地址空间中运行，所以数据库操作不需要进程间的通讯。在一台机器的不同进程间或在网络中不同机器间进行进程通讯所花费的开销，要远远大于函数调用的开销； （2）因为Berkeley DB对所有操作都使用一组API接口，因此不需要对某种查询语言进行解析，也不用生成执行计划，大大提高了运行效。 2.2 SQLite 轻量级别数据库SQLite的主要特点： 1. 支持事件，不需要配置，不需要安装，也不需要管理员； 2. 支持大部分SQL92； 3. 一个完整的数据库保存在磁盘上面一个文件，同一个数据库文件可以在不同机器上面使用，最大支持数据库到2T，字符和BLOB的支持仅限制于可用内存； 4. 整个系统少于3万行代码，少于250KB的内存占用(gcc)，大部分应用比目前常见的客户端/服务端的数据库快，没有其它依赖 5. 源代码开放，代码95%有较好的注释，简单易用的API。官方带有TCL的编译版本。 2.1 Berkeley DB 技术特点： 1. Berkeley DB是一个开放源代码的内嵌式数据库管理系统，能够为应用程序提供高性能的数据管理服务。应用它程序员只需要调用一些简单的API就可以完成对数据的访问和管理。(不使用SQL语言) 2. Berkeley DB为许多编程语言提供了实用的API接口，包括C、C++、Java、Perl、Tcl、Python和PHP等。所有同数据库相关的操作都由Berkeley DB函数库负责统一完成。
《人工智能技术发展趋势及应用》试题及答案 (一) 单选题，每题 2 分，共 20 题。 1. 下列有关人工智能的说法中，不正确的是（）。 (A)人工智能是以机器为载体的智能 (B)人工智能是以人为载体的智能 (C)人工智能是相对于动物的智能 (D)人工智能也叫机器智能 2. 以下属于素养性知识的是（）。 (A)为人处事方面的知识 (B)行业性知识 (C)分析性知识 (D)创造性知识 3. 本课程提到，人工智能皇冠上的明珠是（）。 (A)数据智能 (B)读写智能 (C)逻辑智能 (D)语言智能 4. 根据本课程，以下哪项不属于情感分析四维模型的内容（）。 (A)读音知情 (B)读脸知情
(C)读搏知情 (D)读书知情 5. 人工神经网络发展的第一次高潮是（）。 (A)1986年启动“863计划” (B)1977年，吴文俊创立吴方法 (C)1957年，罗森布拉特提出感知机神经元关系 (D)1985-1986年提出误差反向传播算法 6. 人工智能在围棋方面的应用之一是AlphaGo通过（）获得“棋感”。 (A)视觉感知 (B)扩大存储空间 (C)听觉感知 (D)提高运算速度 7. 以下哪项不属于教育信息化的三个阶段（）。 (A)教育创新化 (B)教育技术化 (C)教育智能化 (D)教育智慧化 8. 以下不属于人工智能对当前经济社会冲击最大的四个领域的是（）。 (A)制造 (B)教育
(C)艺术 (D)金融 9. 2013年，麻省理工学院的基础评论把（）列为第一大技术突破。 (A)机器学习 (B)人工智能 (C)智能围棋 (D)深度学习 10. 根据本课程，过去生产一台哈雷机车需要21天，但在工业4.0时代，只需要（）就可以把私人定制的摩托车交给客户，极大提高了生产效率，同时满足用户的个性化需求。 (A)2天 (B)24小时 (C)12小时 (D)6小时 11. 根据本课程，根据相关机构数据分析，中国制造业总体成本与美国相比（） (A)远远低于美国 (B)远远高于美国 (C)已经几乎相等同 (D)无法判断 12. 根据本课程，高速公路自动驾驶属于智能网联汽车的哪个发展阶段？（） (A)驾驶辅助 (B)部分自动驾驶
机器人的发展及其应用 摘要：本文介绍了机器人的定义、机器人产生的背景，具体阐述了机器人的应用领域，通过多个方面的考虑，结合我国国内的市场情况，预测了未来机器人的未来发展前景。 关键词：机器人定义产生背景应用领域发展前景 0、引言 机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。 一、机器人的定义 上世纪60年代，可实用机械的机器人被称为工业机器人；上世纪80年代到现在，正越来越向智能化方向发展；机器人学是一门不断发展的科学，对机器人的定义也随其发展而变化。国际上，关于机器人的定义主要有以下几种： （1）美国机器人协会(RIA)的定义：机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手(manipul ator)”。 （2）日本工业机器人协会(JIRA)的定义：工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器(end effector)的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。（3）美国国家标准局(NBS)的定义：机器人是“一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置”。 （4）国际标准化组织(ISO)的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。 （5）我国对机器人的定义。蒋新松院士曾建议把机器人定义为“一种拟人功能的机械电子装置”(a mechantronic device to imitate some human functions)。 结合各国关于机器人的定义，对机器人给出以下定义：机器人是一种计算机控制的可以编程的自动机械电子装置，能感知环境，识别对象，理解指示命令，有记忆和学习功能，具有情感和逻辑判断思维，能自身进化，能计划其操作程序来完成任务。 二、机器人产生的背景 机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。 另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。 1、古代机器人 西周时期，出现了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。春秋后期，鲁班曾制造
人工智能的发展及应用 学院： 班级： 姓名： 学号： 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能几乎涉及到是自然科学和社会科学的所有学科，其范围
已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。 人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。人工智能的定义可以分为两部分，即“人工”和“智能”。“人工”比较好理解，争议性也不大。有时我们会要考虑什么是人力所能及制造的，或者人自身的智能程度有没有高到可以创造人工智能的地步，等等。但总的来说，“人工系统”就是通常意义下的人工系统。关于什么是“智能”，就问题多多了。这涉及到其它诸如意识、自我、思维等等问题。人唯一了解的智能是人本身的智能，这是普遍认同的观点。但是我们对我们自身智能的理解都非常有限，对构成人的智能的必要元素也了解有限，所以就很难定义什么是“人工”制造的“智能”了。关于人工智能一个大家比较容易接受的定义是这样的：人工智能是人造的智能,是计算机科学、逻辑学、认知科学交叉形成的一门科学，简称AI。 人工智能体现在思维、感知、行为三个层次。它主要模拟眼神、扩展人的智能。其研究内容可以分为机器思维和思维机器、机器行为和行为机器、机器感知和感知机器、三个层次。人工智能研究与应用虽然取得了不少成果，但离全面推广应用还有很大距离，还有很多问题需要许多学科的共同研究。 人工智能有两种实现方式，第一种叫做工程学方法（Engineering approach），是采用传统的编程技术，使系统呈现智能的效果，而不考虑所用方法是否与人或动物机体所用的方法相同。它已在一些领域内作出了成果，如文字识别、电脑下棋等。第二种是模拟法（Modeling approach），它不仅要看效果，还要求实现方法也和人类或生物机体所用的方法相同或相类似。第一种方法，需要人工详细规定程序逻辑，如果游戏简单，还是方便的。如果游戏复杂，角色数量和活动空间增加，相应的逻辑就会很复杂（按指数式增长），人工编程就非常繁琐，容易出错。而一旦出错，就必须修改原程序，重新编译、调试，最后为用户提供一个新的版本或提供一个新补丁,非常麻烦。采用第二种方法时，编程者要为每一角色设计一个智能系统（一个模块）来进行控制，这个智能系统（模块）开始什么也不懂，就像初生婴儿那样，但它能够学习，能渐渐地适应环境，应付各种复杂情况。 人工智能的发展: 人工智能的研究经历了以下几个阶段: 孕育阶段:古希腊的Aristotle（亚里士多德）（前384-322），给出了形式逻辑的基本规律。英国的哲学家、自然科学家Bacon（培根）（1561-1626），系统地给出了归纳法。“知识就是力量”德国数学家、哲学家Leibnitz（布莱尼兹）（1646-1716）。提出了关于数理逻辑的思想，把形式逻辑符号化，从而能对人的思维进行运算和推理。做出了能做四则运算的手摇计算机英国数学家、逻辑学家Boole（布尔）（1815-1864）实现了布莱尼茨的思维符号化和数学化的思想,提出了一种崭新的代数系统——布尔代数。 第一阶段:50年代人工智能的兴起和冷落人工智能概念首次提出后，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题s求解程序LISP表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限，以及机器翻译等的失败，使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是：重视问题求解的方法，忽视知识重要性。 第二阶段:60年代末到70年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮DENDRAL 化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR探矿系统、Hearsay-II语
人工智能的发展应用与未来 人工智能(Artificial Intelligence)。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。 人工智能作为二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能），同时也被认为是二十一世纪三大尖端技术之一（基因工程、纳米科学、人工智能）。人工智能在很多科学领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，其发展之迅速给人类的生活水平带来了巨大的改善，而未来的发展趋势也无可限量。 1.人工智能的兴起和早期发展 人工智能的发展历程大致可以分为下面五个阶段。 第一阶段: 20世纪50年代，人工智能的兴起和冷落。人工智能概念在1956年首次提出后，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题s求解程序、LISP表处理语言等。但是由于消解法推理能力有限以及机器翻译等的失败，使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是重视问题求解的方法，而忽视了知识的重要性。 第二阶段: 60年代末到70年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮。DENDRAL化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR 探矿系统、Hearsay－II语音理解系统等专家系统的研究和开发，将人工智能引向了实用化。并且，1969年成立了国际人工智能联合会议( International Joint Conferences on Artificial Intelligence即IJCAI)。 第三阶段: 80年代，随着第五代计算机的研制，人工智能得到了飞速的发展。日本在1982年开始了“第五代计算机研制计划”，即“知识信息处理计算机系统KIPS”，其目的是使逻辑推理达到数值运算那么快。虽然此计划最终失败，但它的开展形成了一股研究人工智能的热潮。 第四阶段: 80年代末，神经网络飞速发展，。1987年，美国召开第一次神经网络国际会议，宣告了这一新学科的诞生。此后，各国在神经网络方面的投资逐渐增加，神经网络迅速发展起来。 第五阶段: 90年代，人工智能出现新的研究高潮。由于网络技术特别是国际互连网技术的发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。不仅研究基于同一目标的分布式问题求解，而且研究多个智能主体的多目标问题求解，将人工智能更面向实用。另外，由于Hopfield多层神经网络模型的提出，使人工神经网络研究与应用出现了欣欣向荣的景象 2.近年来人工智能的应用 （1）“人机大战” 在人工智能的发展史上，出现了很多堪称经典的“人机大战”。
关于机器人的发展历史 库卡公司最早于1898年由Johann Josef Keller和Jakob Knappich在奥格斯堡建立。最初主要专注于室内及城市照明。但与此不久公司就涉足至其它领域（焊接工具及设备，大型容器），1966年公司成为欧洲市政车辆的市场领导者。1973年公司研发了其名为FAMULUS第一台工业机器人。当时库卡公司属Quandt集团旗下，而Quandt家族则于1980年退出。公司成为一个上市公司。1995年库卡机器人技术脱离库卡焊接及机器人有限公司独立成立有限公司，与库卡焊接设备有限公司（即后来的库卡系统有限公司），同属属于库卡股分公司（前身IWKA集团）。现今库卡专注于向工业生产过程提供先进的自动化解决方案。 库卡机器人公司目前全球拥有3150名员工（2012年9月30日数据），其总部在德国奥格斯堡。公司主要客户来自汽车制造领域，但在其他工业领域的运用也越来越广泛。 重要发展 1971 –为Daimler-Benz建成欧洲第一台焊接传输线。 1973 –库卡建成全球第一台六轴机电驱动的工业机器人FAMULUS。1976 – IR 6/60 –全新的机器人类型六轴机电驱动带角手。 1989 –新一代工业机器人诞生–无刷电机的使用降低了维护成本提高了技术可用性。 2007 –库卡…titan“ - 当时最强大的6轴工业机器人，被计入吉尼斯纪录。2010 – KR QUANTEC系列工业机器人贴补了机器人家庭中载重90-300公斤工作范围达3100毫米这一部分的空白。 2012 –最新小型机器人系列KR AGILUS上市。 ABB是全球领先的电力和自动化集团，总部设在瑞士。ABB集团业务遍布全球100多个国家，拥有120,000名员工。在中国的13,000名员工，在60 个不同城市服务于26家本地企业和38个销售与服务分公司。 ABB致力于研发、生产机器人已有30多年的历史并且拥有全球160000多套机器人的安装经验。作为工业机器人的先行者以及世界领先的机器人制造厂商，在瑞典、挪威和中国等地设有机器人研发、制造和销售基地。ABB
论人工智能的研究与发展(一) 摘要：人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就，在许多领域有着广泛的应用。论述了人工智能的定义，分析了目前在管理、教育、工程、技术、等领域的应用，总结了人工智能研究现状，分析了其发展方向。 关键词：人工智能；计算机科学；发展方向 1人工智能的定义 人工智能(ArtificialIntelligence，AI)，是一门综合了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。“人工智能”一词最初是在1956年美国计算机协会组织的达特莫斯(Dartmouth)学会上提出的。自那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展。由于智能概念的不确定，人工智能的概念一直没有一个统一的标准。著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义“人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而美国麻省理工学院的温斯顿教授认为“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”童天湘在《从“人机大战”到人机共生》中这样定义人工智能：“虽然现在的机器不能思维也没有“直觉的方程式”，但可以把人处理问题的方式编入智能程序，是不能思维的机器也有智能，使机器能做那些需要人的智能才能做的事，也就是人工智能。”诸如此类的定义基本都反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。 2人工智能的应用领域 2.1人工智能在管理及教学系统中的应用 人工智能在企业管理中的应用。刘玉然在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中提到把人工智能应用于企业管理中，认为要做的工作就是搞清楚人的智能和人工智能的关系，了解人工智能的外延和内涵，搭建人工智能的应用平台，搞好企业智能化软件的开发工作，这样，人工智能就能在企业决策中起到关键的作用。 人工智能在智能教学系统中的应用。焦加麟，徐良贤，戴克昌(2003)在总结国际上相关研究成果的基础上，结合其在开发智能多媒体汉德语言教学系统《二十一世纪汉语》的过程中累积的实践经验，介绍了智能教学系统的历史、结构和主要技术，着重讨论了人工智能技术与方法在其中的应用，并指出了当今这个领域上存在的一些问题。 2.2人工智能专家系统在工程领域的应用 人工智能专家系统在医学中的应用。国外最早将人工智能应用于医疗诊断的是MYCIN专家系统。1982年，美国Pittsburgh大学Miller发表了著名的作为内科医生咨询的Internist2Ｉ内科计算机辅助诊断系统的研究成果，1977年改进为Internist2Ⅱ，经过改进后成为现在的CAU-CEUS，1991年美国哈佛医学院Barnett等开发的DEX-PLAIN，包含有2200种疾病和8000种症状。我国研制基于人工智能的专家系统始于上世纪70年代末，但是发展很快。早期的有北京中医学院研制成“关幼波肝炎医疗专家系统”，它是模拟著名老中医关幼波大夫对肝病诊治的程序。上世纪80年代初，福建中医学院与福建计算机中心研制的林如高骨伤计算机诊疗系统。其他如厦门大学、重庆大学、河南医科大学、长春大学等高等院校和其他研究机构开发了基于人工智能的医学计算机专家系统，并成功应用于临床。 人工智能在矿业中的应用。与矿业有关的第一个人工智能专家系统是1978年美国斯坦福国际研究所的矿藏勘探和评价专家系统PROSPECTOR，用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等。20世纪80年代以来，美国矿山局匹兹堡研究中心与其它单位合作开发了预防煤矿巷道底臌、瓦斯治理和煤尘控制的专家系统；弗尼吉亚理工学院及州立大学研制了模拟连续开采过程中开采、装载、运输、顶板锚固和设备检查专家系统Consim；阿拉斯加大学编
人工智能的发展及应用 这是个信息爆炸自动控制飞速发展的时代，而在这样的时代中，人工智能也取得了飞速的发展。成为了最前沿最热门的学科和研究方向之一。 人工智能的定义 “人工智能” (Artificial Intelligence) 一词最初是在1956 年Dartmouth 学会上提出的。人工智能是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支, 它企图了解智能的实质, 并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机, 人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。 人工智能理论进入21 世纪, 正酝酿着新的突破,人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品” , 并使之在越来越多的领域超越人类智能, 人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。 人工智能的应用领域 1. 在管理系统中的应用 (1) 人工智能应用于企业管理的意义主要不在于提高效率, 而是用计算机实现人们非常需要做, 但工业工程信息技术是靠人工却做不了或是很难做到的事情。在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中刘玉然指出把人工智能应用于企业管理中, 以数据管理和处理为中心, 围绕企业的核心业务和主导流程建立若干个主题数据库, 而所有的应用系统应该围绕主题数据库来建立和运行。换句话说, 就是将企业各部门的数据进行统一集成管理, 搭建人工智能的应用平台, 使之成为企业管理与决策中的关键因子。 2. 在工程领域的应用
(1) 医学专家系统是人工智能和专家系统理论和技术在医学领域的重要应用, 具有极大的科研和应用价值,它可以帮助医生解决复杂的医学问题, 作为医生诊断、治疗的辅助工具。事实上, 早在1982年, 美国匹兹堡大学的Miller 就发表了著名的作为内科医生咨询的Internist 2? 内科计算机辅助诊断系统的研究成果, 由此, 掀起了医学智能系统开发与应用的高潮。目前, 医学智能系统已通过其在医学影像方面的重要作用, 从而应用于内科、骨科等多个医学领域中,并在不断发展完善中。 (2) 地质勘探、石油化工等领域是人工智能的主要作用发挥领地。1978 年美国 斯坦福国际研究所就研发制成矿藏勘探和评价专家系统“PROSPECT”OR, 该系统用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等, 是工业领域的首个人工智能专家系统,其发现了一个钼矿沉积, 价值超过1 亿美元。 3. 在技术研究中的应用 (1) 在超声无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域中,目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质、形状和大小进行判断和归类；专家运用超声无损检测仪器, 以其高精度的运算、控制和逻辑判断力代替大量人的体力与脑力劳动减少了任务因素造成的无擦, 提高了检测的可靠性, 实现了超声检测和评价的自动化、智能化。 (2) 人工智能在电子技术领域的应用可谓由来已久。随着网络的迅速发展,网络技术的安全是我们关心的重点, 因此我们必须在传统技术的基础上进行网络安全技 术的改进和变更，大力发展数据挖掘技术、人工免疫技术等高效的AI技术,开发更 高级AI 通用和专用语言, 和应用环境以及开发专用机器, 而与人工智能技术则为我们提供了可能性。 人工智能的发展 人工智能的发展也并不是一帆风顺的，人工智能的研究经历了以下几个阶段: 孕育阶段:古希腊的Aristotle( 亚里士多德)( 前384-322) ，给出了形式逻辑的基本规律。英国的哲学家、自然科学家Bacon(培根)(1561-1626)，系统地给出了归纳法。“知识就是力量”
-370-工业机器人的应用和发展趋势 无锡工艺职业技术学院 郁 晗 【摘要】随着科技进步，工业机器人的应用也不断增大，不同行业对于工业机器人的要求不同，因此很有必要对工业机器人进行深入的研究和分析，这将能够很大的提高其社会生产效率。 【关键词】工业机器人技术；发展现状；发展趋势 0.引言 工业机器人出现于20世纪60年代，并在不断升级发展着。由于工业机器人是结合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多门学科相互交互而形成的高新科技，在当代的研究非常的活跃。由于机器人不怕苦、不怕累，他们能够长期从事单调、重复的体力劳动,并能够在更复杂的领域替代人工作业。 据悉，世界工业机器人行业4大巨头瑞士ABB、日本FANUC发那科、日本YASKAWA安川电机、德国KUKA库卡都在中国设立了分公司，连同其他进口品牌，在中国市场的占有率达到8成以上。 作为世界上最大的制造业国家，中国市场对机器人产业意义重大。根据IFR(国际机器人联盟)的研究，到2014年，全球每年新安装工业机器人将达到16.67万台，届时我国工业机器人年装机量将超过日本，达到近3.2万台，将占到世界总量的20%。 1.工业机器人概念、组成、分类、技术前景 1.1 工业机器人的概念 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。从工业机器人的用途而言，其主要完成的是通过计算机来控制机器人的自主自动化控制系统。 1.2 工业机器人的组成 工业机器人的主要是由三大部分组成：机器人主体、驱动管理、计算机控制系统。具体而言，机器人主体是机器人所需要的操作机械，例如机械手腕、机械臂部、行走设备等，这是构成机器人运行的主体。驱动管理部件主要功能是将计算机控制命令转化成为机械语言，进而实现。控制系统是按照输入流程，对驱动程序、执行机构发出指令信息，并对其进行信息控制。 图1、2为一个工业机器人机械手和其工作 原理图 图1 机械手系统 如图1所以，机械手系统由三套伺服器和 伺服电机组成，分别为X、Y和Z轴，控制板卡 上有三路脉冲+方向输出，可以单独对X、Y和Z 轴进行控制。其中Z轴处于垂直位置，为防止 掉电在重力作用下掉下来，需使用带抱闸的电 机。 图2 伺服驱动器工作原理图 伺服驱动器工作在位置模式，以X轴为 例，系统原理图如图2所示。通过脉冲控制卡 的脉冲输出来控制伺服电机，方向信号控制电 机的运转方向。 Y轴Z轴与X轴控制原理相同。 1.3 工业机器人的分类 (1)移动机器人(AGV) 移动机器人(AGV)是工业机器人的一种类 型，它由计算机控制，具有移动、自动导航、 多传感器控制、网络交互等功能，它可广泛应 用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、 造纸等行业的柔性搬运、传输等功能，也用 于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配 系统(以AGV作为活动装配平台)；同时可在车 站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。 (2)点焊机器人 点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工 作，生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国 际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期 合作关系，向各大型汽车生产企业提供各类点 焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产 线配套形式进入中国，在该领域占据市场主导 地位。 (3)激光加工机器人 激光加工机器人是将机器人技术应用于 激光加工中，通过高精度工业机器人实现更加 柔性的激光加工作业。本系统通过示教盒进行 在线操作，也可通过离线方式进行编程。该系 统通过对加工工件的自动检测，产生加工件的 模型，继而生成加工曲线，也可以利用CAD数 据直接加工。可用于工件的激光表面处理、打 孔、焊接和模具修复等。 1.4 工业机器人的经济效益 工业机器人是现代工业自动化发展到一定 阶段的必然产物，它主要基于计算机自动化控 制和电子物理相互结合。 采用工业机器人还有如下优点：第一， 改善劳动条件，逐步提高生产效率；第二，更 强与可控的生产能力，加快产品更新换代；第 三，提高零件的处理能力与产品质量；第四， 消除枯燥无味的工作，节约劳动力；第五，提 供更安全的工作环境，降低工人的劳动强度， 减少劳动风险；第六，提高机床；第七，减少 工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存； 第八，提高企业竞争力。 2.我国机器人技术的发展 2.1 国内工业机器人的现状 我国工业机器人起步比较晚技术与国外的 相比还是有着一定的差距。虽然我国在某些关 键技术上有所突破,但还是缺乏整体核心技术 的突破，具有中国知识产权的工业机器人则很 少。目前我国工业机器人技术水平不是很高， 特别是在制造工艺与装备方面，不能生产高精 密、高速与高效的关键部件。我国目前取得较 大进展的机器人技术有：数控机床关键技术与 装备、隧道掘进机器人相关技术、工程机械智 能化机器人相关技术、装配自动化机器人相关 技术。现已开发出金属焊接、喷涂、浇铸装 配、搬运、包装、激光加工、检验、真空、自 动导引车等的工业机器人产品，主要应用于汽 车、摩托车、工程机械、家电等行业。 2.2 制约我国工业机器人的因素 制约我国机器人技术发展的瓶颈是市场， 换句话说，就是对机器人的应用需求。工业机 器人发展长期以来受限于成本较高与国内劳动 力价格低廉的状况，随着中国经济持续快速的 发展，近几年的国民生产总值年平均增长率更 是保持在9%左右，人民生活水平不断地提高， 劳动力供应格局已经逐步从“买方”市场转为 “卖方”市场、由供远大于求转向供求平衡。 作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温 饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的 要求。这些情况使得许多劳动密集型企业为了 提高劳动生产率所采用的增加工人数量、延长 工人劳动时间的方法变得成本高昂，同时也受 到法律的限制和政策的阻碍。无论是企业还是 社会都认识到必须采取从改善机器设备入手， 提高技术和资金的密集度来减少用工量以应对 这种改变。总之，劳动力过剩程度降低、单个 工人成本上升、对产品质量更高的要求、国家 对装备制造业的重视等变化改善了机器人的使 用环境，工业机器人及技术在中国已逐步得到 了政府和企业的重视。随着机器人知识的广泛 普及，人们对于各种机器人的了解与认识逐步 深化，利用机器人技术提升我国工业发展水 平、从制造业大国向强国转变，提高人民生活 质量成为全社会的共识。 2.3 如何解决制约我国工业机器人的因素 一是随着我国经济的快速发展，中国机 器人界要能提供质量稳定可靠，价格适宜的各 类机器人商品,要做到这一点，产业化是提高 质量、降低成本的必由之路，是扩大市场销售 (包括出口)量的前提，而现时，中国机器人的 产业化还有一段路程要走。 二是有关各方(包括主管部门和企业界) 要加深工业机器人对稳定提高工业产品质量和 劳动生产率、快速满足商品更新换代要求的突 出作用的认识。才能有决心在工业机器人这一 高新技术领域采取“高投人高产出”的战略措 施。 三是要解决用好机器人的问题，主管部门 除继续鼓励机器人研制生产单位和用户紧密结