1、智能机械的的发展史我们来谈智能机械，不妨先认知机械和智能。机械，源自于希腊语之 Mechine 及拉丁文 Machina，原指“巧妙的设计” ，作为一般性的机械概念，可以追溯到古罗马时期，主要是为了区别与手工工具。现代中文之“机械”一词为机构为英语之（Mechanism）和机器 （Machine）的总称。机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置，像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以被称为机械，他们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，泛称为机械。智能，作为一个心理学名词，即从感觉到记忆到思维这
2、一过程，称为“ 智慧”，智慧的结果就产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能力”，两者合称“智能”，将感觉、去记、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程，它是智力和能力的表现。它们分别又可以用“智商”和“能商”来描述其在个体中发挥智能的程度。“情商 ”可以调整智商和能商的正确发挥，或控制二者恰到好处地发挥它们的作用。随着人类社会的不断进步与发展，特别是自从十九世纪英国的工业革命以来，我们的科学技术迅猛发展，可以说是人类史上最快的发展阶段。这期间无不得益于蒸汽机、内燃机等一系列机械机器的发明和应用。到二十世纪末以及二十一世初叶，随着材料科学、计算机科学等多学科的突飞猛进，机械领域更
3、是进入了一个新的阶段。随之而来便是智能机械这个名词。机械不在单单做相对简单机械往复运动，机械被人类赋予生命，即智能化。下面讨论并简述智能机械的发展史。智能机械，就是在机体中嵌入或者黏贴传感器和制动器，并具有对制动器有控制作用的控制装置，从而能感知外界环境的变化以及自身的实际状态，并能通过自身的感知做出判断、发出指令、执行和完成动作，实现动态或在线状态下的自动检测、自诊断、自监控、自修复以及自适应等多种功能。12 世纪末至 13 世纪初，西班牙的深化学家和逻辑学家RomenLuee 试图制造能解决各种问题的的通用逻辑机。17 世纪法国物理学家和数学家 B.Pascal 制成了世界上第一台会演算的
4、机械加法器并获得实际应用。随后德国数学家和哲学家 G.W.Leibnize 在这台加法器的基础上发展并制成进行全部四则运算的计算器。他还提出了逻辑机的设计思想，即通过符号体系，对对象的特征进行推理，这种“万能符号”和“推理计算”的思想是现代“思考”机器的萌芽，因而他增被后人誉为是数理逻辑的奠基人。19 世纪英国数学和力学家 C.Babbage 致力于差分机和分析机的研究，虽因条件限制未能完全实现，但其设计思想不愧为当时智能机械的最高成就。 进入20 世纪后，智能机械相继出现了若干开创性的工作。1936 年，年仅24 岁得英国数学家 A.M.Turing(图灵)在他的一篇题为“理想计算机”的论文
5、中，提出了著名的图灵机模式。1945 年他进一步论述电子数字设计思想。1950 年又在“计算机能思维吗？”一文中提出了机器能够思维的论述。可以说这些都是图灵为智能机械所做出的杰出贡献。1938 年德国青年工程师 Zuse 研制成了第一台累计数学计算器Z-1，后来又进行了改进，到 1945 年他又发明了 Planka.kel 程序语言。此外，1946 年美国科学家 J.W.Mauchly 等人研制成功了世界上第一台电子数字计算器 ENIAC。还有同一时代的美国数学家 N.Wiener 控制论的创立，美国数学家 C.E.Shannon 信息论的创立，这一切都为智能机械的发展做出了巨大贡献。到了 1
6、956 年，在美国的 Dartmouth 大学的一次历史性聚会被认为是人工智能学科正式诞生的标志，从此在美国开始形成了以智能机械为研究对象的几个研究组，如 Newell 和 Simon 的 Carnegie-RAND 协作组，Samuel 和 Gelernter 的 IBM 公司工程课题研究小组，Minsky 和 McCarthy 的 MIT 研究组等。这一时期的智能机械的研究工作主要在下述几个方面。 1957 年 A.Newell、J.Shaw 和 H.Simon 等人的心里小组编制出一个称为逻辑理论机 LT(logic theory machine)的数学定理证明程序。当时该程序证明了 B
7、.A.W.Russell 和A.N.Whitehead 的数学原理一书第二章的 38 个定理（1963 修订的程序在大机器上终于证明了该章中全部 52 个定理） 。后来他们又揭示了人在解题时的思维过程大致可归结为 3 个阶段： 1 先想出大致的解题思路； 2 根据记忆中的公理、定理、和推理规则组织解题过程； 进行方法和目的的分析，修正解题计划。 这种思维活动不仅求解数学题时如此，解决其他活动时也大致如此。基于这一思想，他们于 1960 年又编制了能解 10 中类型不同课程的通用问题的求解程序 GPS(general problem solving)。另外，还发明了编程的表处理技术和 NSS 国
8、际象棋机。和这些工作有联系的还包括 Newell 关于自适应象棋机的论文，这些也是当时信息处理研究方面的巨大成就。后来他们的学生还做了许多工作，如人的口语学习和记忆的 EPAM 模式（1959） 、早期自然语言理解程序 SAD-SAM 等。此外他们还对启发式求解方法进行了探讨。 1956 年，Samuel 研究的具有自学习、自组织、自适应能力的西洋跳棋程序是 IBM 小组有影响的工作。这个程序可以像一个优秀的棋手那样，向前看几步下棋。它还能学习棋谱，分析大约 175000 輻不同的棋局后，可猜测出书上所有的走步，准确度达 48%，这是机器人模拟人类学习过程卓有成就的探索。1959 年这个程序战
9、胜设计者本人，1962 年还击败了美国一个州的跳棋大师。 在 MIT 小组，1959 年 MeCarthy 发明的表（符号）处理语言 LISP,成为智能机械中人工智能设计的主要语言，此后一直被广泛采用。1958 年 Selfrige 等人的模式识别系统程序等，都对智能机械的研究产生有益的影响。20 世纪 80 年代以来，智能机械的研究活动越来越受到重视。为了提示智能的有关原理，研究者们相继对问题求解、博弈、定理证明、程序设计、机器视觉、自然语言理解等领域的课题进行了深入研究。 美国是现代智能机械的诞生地，早在 1962 年就研制出世界上第一台工业智能机械，比起号称“智能机械王国“的日本起步至少
10、要早五六年。经过 30 多年的发展，美国现已成为世界上的智能机械强国之一，基础雄厚，技术先进。综观它的发展史，道路是曲折的，不平坦的。由于美国政府从 60 年代到 70 年代中的十几年期间，并没有把工业智能机械列入重点发展项目，只是在几所大学和少数公司开展了一些研究工作。对于企业来说，在只看到眼前利益，政府又无财政支持的情况下，宁愿错过良机，固守在使用刚性自动化装置上，也不愿冒着风险，去应用或制造智能机械。加上，当时美国失业率高达 665，政府担心发展智能机械会造成更多人失业，因此不予投资，也不组织研制智能机械，这不能不说是美国政府的战略决策错误。70 年代后期，美国政府和企业界虽有所重视，但
11、在技术路线上仍把重点放在研究智能机械软件及军事、宇宙、海洋、核工程等特殊领域的高级智能机械的开发上，致使日本的工业智能机械后来居上，并在工业生产的应用上及智能机械制造业上很快超过了美国，产品在国际市场上形成了较强的竞争力。进入 80 年代之后，美国才感到形势紧迫，政府和企业界才对智能机械真正重视起来，政策上也有所体现，一方面鼓励工业界发展和应用智能机械，另一方面制订计划、提高投资，增加智能机械的研究经费，把智能机械看成美国再次工业化的特征，使美国的智能机械迅速发展。80年代中后期，随着各大厂家应用智能机械的技术日臻成熟，第一代智能机械的技术性能越来越满足不了实际需要，美国开始生产带有视觉、力觉
12、的第二代智能机械，并很快占领了美国 60的智能机械市场。 尽管美国在智能机械发展史上走过一条重视理论研究，忽视应用开发研究的曲折道路，但是美国的智能机械技术在国际上仍一直处于领先地位。我们纵观智能机械发展史，可以发现人类社会的进步与各国在科技上的激烈竞争。我们应该打好基础，为将来的工作和社会建设贡献我们的力量。参考资料： 1陶治编著.话说智能机械.内蒙古大学出版社.2000.9 2刘进长、辛健成编著.智能机械世界.河南科学技术出版社.2000.6 3渡边茂主编. 产业智能机械应用.机械工业出版社.1986.5 4周远清、张再兴、许万雍等编著.智能智能机械系统.清华大学出版社.1989.85周新伦、关绮玲编著.智能机械.复旦大学出版社.1994.8 6马少平、朱小燕编著.人工智能.清华大学出版社.2004.811 级过控 04张林欣1103020427
