从广义上讲,电气工程学科涵盖的主要内容是研究电磁现象的规律及应用有关的基础科学、技术科学及工程技术的综合。这包括电磁形式的能量、信息的产生、传输、控制、处理、测量及相关系统的运行、设备制造等多方面的内容。19世纪末,电工科学技术已形成电力和电信两大分支。进入20世纪以后,电工科学技术的发展更为迅速,应用电磁现象的技术门类日益增多,发展和形成了很多独立的学科,如无线电技术、电子技术、自动控制技术等。电工科学技术通常主要是指电力工程及其设备制造的科学技术。
电工科学技术所依据的基本原理大都是由物理学、数学等纯科学提出来的。依据基本原理,结合技术、工艺、经济等各方面的条件,研究可供应用的电工技术,制造出适应各种需要的电工产品,就是电工学科的主要领域。与电工技术直接有关的部门以形成强大的工业体系,有关的理论也有许多分支。电力工业与社会生产、公共生活、文化教育等各方面有着十分密切的关系,是现代社会的重要支柱。
电气工程一级学科下属5个二级学科,分别是电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动和电工理论与新技术。电气工程学科涵盖的主要内容有:电机与拖动技术;发电厂一次、二次设备及主接线,电力网动态及稳定性,电力系统经济运行,电力系统实时控制,电能转换;高压电器,高电压测试技术,过电压防护;电力电子器件,电力电子装置,电力传动;电网络理论、电磁场理论及其应用,信号分析与处理,电力系统通信与网络,电力信息技术,计算机科学与工程等。
电气工程与自动化专业方向:电气工程与自动化专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造与应用、电力系统运行与控制三部分。电工理论是电气工程基础,主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展和延伸。而电子技术、计算机硬件技术等是由电工理论不断发展诞生的,电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造,也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造,还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用原则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网络的运行和控制、电气自动化等内容。当然,制造和运行不可能截然分开,电气设备在制造时必须考虑其运行,如电力系统由各种电气设备组成,其良好的运行必然要依靠良好的设备。
电气工程与自动化专业人才的培养目标是:培养适应我国社会主义建设需要的德、智、体全面发展的,能从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径复合型高级工程技术人才。电气工程与自动化专业学生主要学习电工技术、电子技术、电气控制、电力系统、计算机技术与应用等方面较宽领域的工程技术基础和一定的专业知识,具有解决电气控制技术问题及电力系统分析的基础能力。电气工程与自动化专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
(1) 掌握较扎实的数学、物理、化学等自然科学的基础知识,具有较
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好的人文社会科学、管理科学基础和外语综合能力。
(2)
系统地掌握电气工程与自动化专业领域必需的较宽技术基础理论知识,主要包括电工基础理论、电子技术、信息处理、控制理论、电力系统分析、计算机软硬件基本原理与应用等。
(3)
获得较好的电气工程与自动化专业工程实践训练,具有较熟练的计算机应用能力;具有电气工程与自动化专业领域内1~2个专业方向知识与技能,了解电气工程与自动化专业学科前沿的发展趋势。
(4) 具有较强的工作适应能力,具有一定的科学研究、科技开发和组织管理的实际工作能力。
学生主要掌握电工理论、电子学、控制理论、电气工程基础、高电压技术、电力系统运行与控制、信息与通信技术以及计算机应用等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识,掌握一定人文社会和经济管理知识。要求学生具备优秀电气工程技术分析、系统运行与控制技术的基本能力,具有较强的创新意识。教学培养计划:一、思想素质,文化素质,身心素质主干课程:马克思主义哲学原理、毛泽东思想、邓小平理论、中国近代史纲要、思想道德修养和法律基础、体育、军事、英语。公共选修:人文、社科、中华文明与外国文化、跨学科选修等,二、专业素质:基础科学:高等数学、工程数学、物理实验、企业管理、工程管理、工程力学、工程制图。技术科学:电气工程与自动化概论、电路、电磁场、模拟电子技术、数字电子技术、电机学、计算机软硬件技术。工程技术:信号与系统、电力电子技术、电气工程基础、专业方向选修课。工程实践:课程实验、金工实习、电工实训、程程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计。
大学学习的特点:一、教学进度快;二、教学形式多;三、教学内容系统性强;四、教与学关系相对松散;五、学生拥有更多的自由时间。大学的学习:一、知识学习;二、技能学习。但也随之有一部分的因素影响着学习;一、智力因数;二、意向因素。因此要有好的学习方法;一、确立目标,激发动机;二、调控心里、优化心境;三、科学用脑、提高效率;四、及时复习、增强记忆;五、科学运筹、巧用时间。
对自己进行分析:
古语云:知彼知己,方能百战百胜。所以说要想在社会竞争中取得胜利,知己必为第一步。进而,要制定最有利的职业规划方案就必须先对自己进行解剖,分析自己的长处和缺陷,再听取一下老师、家长、朋友、同学的意见,得出一个较为客观、完整的“我”这样才能制定出最合理的职业规划方案。
我对自己要求很苛刻,一旦做出选择,就会不顾一切的去做。我外表看起来虽然热情开朗,但内心对他人的情感十分在意。我的人际交往能力很不错,因为作为团学的成员每天都要接触很多的人。我相信自己在处理人际关系的时候能把握很好的分寸。我非常善良,有同情心,善解人意。我重视与他人有深度、真实的关系,希望参与有助于自己及他人的进步和内在发展的工作,欣赏并愿意与那些能够理解你价值的人相处。我有独创性、有个性,好奇心强,思路开阔,有容忍力。我乐于探索事物的可能性,致力于自己的梦想和远见。我很喜欢探索自己和他人的个性。一旦全身心地投入一项工作时,我往往全神贯注,全力以赴。我对人、事和思想信仰负责,一般能够忠实履行自己的义务。但是,对于意义不大的日常工作,我做起来时觉得单调乏味,缺乏干劲。我有时非常固执,经常局限
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在自己的想法里,对外界的客观具体事物没有兴趣,甚至忙的不知道周围发生了什么事情。有时又很偏激,沉浸于梦想。当意识到自己的理想与现实之间的差距,就容易灰心丧气。
我喜欢设计和绘画,对于电脑软件的应用兴趣浓厚,每天有空闲时间我喜欢到图书馆看书或者是在寝室里看电脑一些软件的教学视频。这让我在电脑应用方面比其他同学有优势。绘画则是我的爱好之一,我一直觉得绘画培养了自己沉稳做事的能力。因为在电脑软件和美术方面自己有特长,所以帮助学院的各种晚会设计邀请函、宣传单和海报。在自己半年的团学经历中自己也收获了很多的知识和技能。
我想去过平静的生活,有时也想着一举成名,获得所有人的欣赏与祝福,当然生活并非一帆风顺,也无平静可言,有的只是心灵追求的安宁之地。所以我们要为之而努力,即使在我们走完一生,回头发现其实你追求的东西就在过去的某个角落,因为人只有有所经历才会理解自己,理解自己走过的路。我会去追寻初衷,做好自己,坚持原则,帮助他人,完善自己。 专业规划与四年的学习计划
电气工程及其自动化专业中最具有优势和特色的专业方向,为国家级一类特色专业的重要组成部分,主要培养从事高压电气设备设计、制造和运行维护等方面的高级工程技术人才.该专业方向依托电气工程一级博士学位授权学科和博士后科研流动站,覆盖了高电压与绝缘技术和电介质工程2个二级博士、硕士学位授权学科,电力系统,为国家级重点学科.同时,该专业方向设置高电压绝缘技术和电气绝缘与电缆两个专业模块.
大一:脚踏实地学好基础课程,特别是英语和计算机.在大规划下要做小计划,坚持每天记英语单词、练习口语,并从大一开始就坚定不移地学下去.根据自己的实际情况考虑是否修读双学位或辅修第二专业,并尽早做好资料准备.大一的学习任务相对轻松,可适当参加社团活动,担当一定的职务,提高自己的组织能力和交流技巧,为毕业求职面试练好兵.
大二:在这一年里,既要稳抓基础,又要做好由基础课向专业课过渡的准备,并要把一些重要的高年级课程逐一浏览,以便向大三平稳过渡.这一年,手中应握有一两张有分量的英语和计算机认证书了,并适当选读其它专业的课程,使自己知识多元化.可参加有益的社会实践,如下乡、义工活动,也可尝试到与自己专业相关的单位兼职,多体验不同层次的生活,培养自己的吃苦精神和社会责任感. 大三:主动加深专业课程的学习,并把大四的课程尽量挤入大三这一学期,以便大四有相对宽松的时间求职或考研.大三是到了快要把自己抛向社会的时候,因而要多向大四的师兄师姐打听求职信息、面试技巧和职场需求情况,请教写求职信、个人简历的经验,并在假期开始为自己心目中的职业进行实践.
大四:电气工程专业职业规划目标既已锁定,该出手时就出手了.求职的,编写好个人求职材料,进军招聘活动,多到求职网站和论坛转一转.现在是冲刺期,落足功夫,争取把目标拿下.在大学生职业规划课程职业规划从大一...如何确定个人职.同学们为自己的前途忙得晕头转向的时候,毕业论文这一关可马虎不得,这是对大学四年学习的一个检验,要对自己负责。
结束语: 计划固然重要,但更重要的是亲自去实践,并获得成果。人们常说:“计划总比不上变化快”这主要是因为现实多是未知变化的。因此常常需看其具体实施和取得的实效。定出目标计划随时都可能受到各方面的因素的影响。所以,在遇到突发因素,不良影响时,要保持清醒冷静的头脑,不仅要及时面对,
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分析所遇到的问题,更应快速果断的拿出应对措施,争取及时作出更好。相信如此时将来的工作和目标有所偏差,也不至于相距太远。还存在一点就是,不能随便更改自己的计划,要坚持自己的目标,用于面对挫折。
自动化专业的论文
自动化专业学生具有较扎实的自然科学基础,较好的人文社会科学基础和外语综合能力。下面是我为大家整理的关于自动化专业的论文,欢迎大家的阅读。
摘要
本文阐述了国内电气自动化专业的现状,并结合国外的一些新发展,对其发展状况进行了展望。
关键词
电气自动化专业 发展现状 趋势
1 电气自动化专业概述
电气自动化专业运用电力电子技术、微机控制技术和计算机网络技术来实现电气自动控制,以计算机技术实现程序控制,并且通过系统集成实现自动控制电力系统和运行维护功能。其明显特征是集成化、智能化和综合化、故障反映迅速自动化。
电气自动化专业范围较广,包括配电自动化、变电站自动化、馈线自动化。配电自动化包括配电系统所有硬件设施和控制流程,通过输电、配电和用电实现配电自动化流程。变电站自动化通过馈电自动化实现系统监控和管理。而馈电自动化方面,则是高度集成化,除了常规的遥测、遥信和遥控,包括自动重合闸、馈线故障监测、电能质量等监测,还集成了断路器监视功能,逐步发展成为智能化开关。
2 电气自动化专业发展史
伴随着电子技术和信息技术的飞速发展,电气自动化专业已经走出了工厂,并且在办公、交通等多个领域得到了广泛的应用。
(1)全控型电力电子开关时期。在上个世纪五十年代晶闸管出现,标志了运动控制新纪元的开始。继后出现了交流变频技术和全控制式器件GTR等,即电力电子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT这类复合型电力电子器件。而第四代器件则由功率集成电路PIC构成。
(2)电路低频向高频发展。随着电力电子器件的更新,变换器电路也随之改变。在普通晶闸管时期,整流控制主要由直流传动变换器完成。交流变频传动由交—直—交变频器完成。在第二代时期,PWM变换器得到广泛的应用。PWM技术可以提高工作效率,并且减少高次谐波对电网的影响,可以改善电动机低频转矩脉动问题。
(3)交流调速理论发展。德国学者F99Blasche提出了交流电机磁场定向远离市,并得到德国大学教授Depenbrock的继承和发展。教授D继F99Blasche提出了直接转矩控制思想,并将它推广到了弱磁调速范围。这一控制思想具有结构简单、思想新颖、信号处理物理概念明确的特点,属于高静动态性能的新型交流调速方法。
(4)通用变频时期。通用变频器是一种系列化、批量化和占市场量最大的中小功率变频器,经历了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高动态性能适量控制型的发展过程。
(5)单片机发展。由于占主导地位的MCS—51单片机的8位机功能简单,指令短小,后来就有了适合大批量生产的PIC系列单片机的推广和使用,其可靠性和保密性都非常高。
3 国内电气自动化专业现状
3。1 平台开放式发展
OPC技术的出现,Microsoft Windows平台的广泛应用和IEC61131的颁布,为电气技术的发展奠定了良好基础。基于PC技术的人机界面已经成为主流趋势,而基于PC技术的控制系统具有灵活和易于集成特点也正在被广泛的采纳和应用。
3。2 现场总线和分布式控制技术
现场总线是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输分支结构的通讯总线。包括位于中央控制室内的计算机、监视控制软件和PLC的CPU以及位于现场的远程的I/O站、智能仪表、低压断路器和变频器等构成,中央控制室和现场通过一根串行电缆连接,并且将这些现场设备的大量信息采集传输到中央控制室。而信息化技术的发展必将导致基于网络集成自动化系统的基础信息系统的发展。
3。3 IT技术与电气自动化专业
市场需求的发展促进了电气自动化专业和IT技术平台的融合,信息技术对工业的影响主要分两个方面:一是纵向渗透管理层;二是横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。其中,信息技术纵向渗透能够帮助企业对当前生产数据进行实时的存取,提高管理数据处理系统工作效率。横向,信息技术已经渗透到了产品的所有层面,包含传感器和执行器,也包含控制器和仪表。
4 国外电气自动化专业发展新方向
法国ICC技术又称用户通信接口试验,能够实现实时读表、停电控制和远程管理功能,并且能够帮助广大用户群众实时了解电价,为用户实现用电优化管理提供了条件。优化用电是指用户根据实时电价制度,合理选着自己的用电设备和用电时间段,或者是在不同时间段用部分设备。
意大利开发了家庭用电智能助理,借助用户的电视机实现供电信息实时显示和控制,便于供电服务信息随时查询。这不仅便利了居民的生活,同时便于供、用双方互动,供方可以记住此平台向用户发布各类通知,并且帮助用方进行节能降耗方案建议,用方不仅可以得到实时的电价信息和供电服务,还可以从中节约用电,减少经济消耗。这种功能的实现还可以节能减耗,保护环境。
西班牙和法国共同研发的系统,可以帮助家庭优化电能应用和管理,它借助部分咨询配置机和用电能量管理系统实现对用户提供最优配置建议和削峰填谷功能。它可以根据不同用户的生活习惯和要求,为不同用户提供既优化经济又舒适满意的用电建议。
国外这些先进、人性化的设备代表了现代电气自动化专业实时性、自动化和管理功能发展的方向,这可以改进供电可靠性和电能质量,还可以对用户的.供电服务质量,在未来高科技社会中将有优越的经济性和良好的社会综合效益。
5 电气自动化专业发展趋势
未来电气自动化专业的发展趋势具有分布式、开放式和信息化三大特点。分布式是指能够确保网络中每个智能的模块都能够独立工作的网络结构,能够完成系统危险分散的功能;开放化是指系统具有与外界联通的接口,能够实现系统与外界网络系统的连接功能;信息化则是指系统信息具有综合处理能力,实现与网络技术相结合的网络自动化和管理控制一体化。
(1)系统监控综合化。现代电气设备逐步向通用化、模块化及系列化发展,能够实现组态灵活特点。由于计算机技术的所有功能都能够通过屏幕软件按钮直接完成,系统监控的综合化得到很大提高。采用综合化监控,能够完成双重或者多重的冗余,可以为系统改善和可靠性提高做出贡献。
(2)系统网络化。为了提高系统的可靠性,控制网络大多采用冗余结构,能够完成数字化和高效自动化代替繁琐复杂的人工操作,大大提高了工作效率,减轻了工作人员的工作量,改善了工作人员的工作环境。同时,高度自动化还能够减少频繁操作,减少误操作率,进一步提高系统可靠性。
(3)系统人性化。伴随交互式网络发展,供用双方信息互动更为方便。通过人性化、自动化的电气自动装置,供方能够实时了解用方信息,为用方提供更加实用、经济、安全的用电建议,也可以更多的掌握用户用电信息,为系统的稳定可靠运行提供数据。用方可以借助高科技的技术,更加详细的了解自己的用电情况,结合供方信息,改善个人生活舒适度,提高生活经济性。
6 结语
电气自动化专业技术虽然已经广泛应用,并深入到国民经济各个领域,但它仍然在不断革新和发展。在市场竞争越来越激烈的形势下,为了在经济上取得利益,我们必须积极吸取先进的经验和技术,为实现自主研发创造条件。
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一、电气自动化在港口作业中具体的应用于自动定位、动调度管理系统、无线数据通讯等,这样大大地提高了水路的运行效率,节约了劳动成本和劳动力支出。在节约资源的前提下,大大地提高了港口作业的效率,使水路的工作可以高效的运行,同时使经济的发展与国际贸易得到满足,实现技术和经济发展的双方都能得利。
二、电气自动化发展的主要影响因素
1、信息技术的决定性影响。信息技术,广泛的讲就是指人类开发和利用信息的一切手段,是包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯技术以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。
现代信息技术是建立在现代电子技术基础上的,所以又称为现代电子信息技术。它以计算机、通信、自动控制、光电等现代技术为主体,对各种信息进行获取、传递、加工、处理和利用。现代信息技术主要包括微电子、光子、光电子、分子电子等有关元器件制造的信息基础技术,实现信息的获取、传输、处理、控制等功能的系统或设备的信息系统技术,用于社会经济生活各个领域的信息应用技术。
信息技术对电气自动化的发展具有较大的支配性影响。信息技术的发展在很大程度上取决于电气自动化中众多学科领域的持续技术创新。反过来,信息技术的进步又为电气自动化领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。
2、与物理科学的联系更加紧密。由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展,固体电子学在二十世纪的后半叶对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气自动化与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气自动化的关键,并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统。
3、现代技术的迅速发展。现代技术的飞速进步和分析方法、设计方法的'日新月异,势必带动着依赖现代技术的电气自动化也将迅速发展起来。
三、电气自动化的发展方向
1、电气自动化产品创新
电气自动化生产企业能够按照国家中长期科技发展规划纲要提出的目标任务,不断提高开放条件下的原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。进一步提高自身产品的科技含量,研发生产更好的具有自主知识产权的电气自动化控制系统与产品,加大自主创新的发展力度,提供了更多、更大的空间。确立企业在技术创新中的主体地位,完善体制机制和政策环境,加快实施国家重大科技专项。我国目前已经形成了中低挡产品以国内企业为主,中小型项目选用国内产品的市场格局。电气自动化生产企业应当努力开创科学发展的新局面,坚持提高自主创新能力,加快转变经济增长方式,不断提高自主创新能力。
2、电气自动化系统平台统一化
电气自动化系统平台统一化可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。统一的系统开发平台还可以满足用户另一个重要需求即开发平台立于最终的运行平台。根据项目特点和最终用户需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于Windows NT 的软件PLC、嵌入式NT 系统还是基于WindowsCE 的控制系统中。
3、电气自动化系统结构通用化
电气自动化系统结构通用化对于一个成功的电气自动化控制系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过lnternet/Intranet 对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时,无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网,所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。
4、电气自动化系统程序接口标准化
基于微软公司的标准和技术,如WindowsXP、OPC 和ActiveX,减少了工程时间和费用,方便了电气自动化系统和办公系统的数据交换与共享。在与企业的MES 系统、ERP 系统连接时,基于PC 平台的自动化解决方案至关重要。使用Windows XP 作为操作系统,使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准,PC 可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的数据交换,切实解决它们之间的通讯障碍。
5、电气自动化生产安全化
我国电气自动化企业应当认识到安防行业技术多系统集成一体化的大趋势。强调安全控制系统和非安全控制系统的集成。让客户在现有的非安全控制系统的基础上,以较低的开发设计成本实现自己的安全方案,也同样是我们目前应该思考的问题之一。电气自动化安全系统与产品将会成为未来自动化领域的一个亮点。针对市场特点,循序渐进开拓市场。可以先从安全等级要求最高的应用领域入手,逐步拓展到其他危险等级较低的场合。按照从工厂设备层到网络层,从硬件到软件,从安全单元到安全系统的路线进行电气自动化系统安全方案的应用。努力开展电气自动化安全防范系统设计的研究。尤其是在楼宇智能化集成系统领域。
6、操作人员专业化
电气自动化系统设计与安装时,往往忽略对那些将直接接触控制设备人员培训工作。这是通常认为实际运行设备时进行人员培训比较容易,许多生产厂家及工程部门直到系统安装运行之后,才开始对操作人员及维护人员进行系统培训。系统安装过程中,随时让将来最终要维护和操作该设备人员了解安装过程,这将使他们对新系统有感性认识。通过专业培训,操作人员能更好理解系统为何按某一特定方式安装。为应付突然出现故障及恶劣运行环境下维修,就要事前弄清楚原因,否则会影响对发生问题做出正确判断。新系统安装,操作人员必须掌握这些技术。培训期间,公司培养技术娴熟操作人员,系统可运行时,那些将接触新系统人员掌握硬件设备及其操作和维护保养知识。
随着智能化和信息化的逐步发展,电气自动化涉及的产业和领域也将更多,技术更新更快,更加复杂,我们应当不断吸收高新技术的营养,开创电气自动化发展新局面。
参考文献:
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[知识拓展]
毕业论文范文--计算机科技发展综述及展望
计算机于上世纪世纪70年代末期开始普及以来,短短的几十年时间,其对人类经济、军事、文化、艺术、生活乃至政治便已产生了不可估量的巨大影响。所以,我们很有必要对计算机的发展历程及未来发展做一全面的了解。本文由于篇幅所限,只能抓住计算机发展的关键节点加以综述。
在一开始,人们预测计算机可能会具有人类的某些智能,事实上,这一课题早已不再是科学幻想,而是非常严肃的科技应用了。但在此,我们需要再追述一下当时的历史:美国麻省理工学院社会学教授特克尔是计算机心理学方面的专家,曾经撰写过两本关于计算机心理学的具有开创性的著作,一本是《第二自我:计算机和人类精神》,另一本是《计算机屏幕上的生活:因特网时代的特征》。特克尔从20世纪70年代末开始研究人和计算机的关系。她说:“计算机的特征在( )物体和非物体之间。”很明显,计算机是物体,但在另一方面,计算机又可以反馈,可以有行为,有理智,甚至有精神。人们发现自己和计算机之间存在着互动的关系,甚至感到计算机似乎活着。
特克尔教授对儿童、计算机以及电子玩具三者之间的关系特别感兴趣。她发现,十来岁的少年主要用计算机来探索认知的问题,而八岁到十二岁之间即青春期以前的儿童,主要试图熟练掌握机器和电子玩具。特克尔发现计算机玩具对五岁到八岁之间的儿童起到激发纯理性推测思维的能力。她说,这些计算机玩具促使我们考虑“什么是生活”这一类的问题。
讨论计算机到底和人类有哪些区别,这无疑是一个最重要的问题。或许将来可能会出现和人类一样聪明的计算机,但是人类仍然要做饭,要建立家庭,要开餐馆,人类可能是地球上唯一会去教堂的生物。换句话说,计算机为人类留下的空间是感情、感性、家庭生活。模拟思维可能在某种程度上可以算是一种思维,但是模拟感情却永远不能被看作是真正的感情。
微软公司的视窗操作系统是特克尔目前重点研究的课题。视窗系统允许使用者同时执行几个互相没有任何关系的工作任务,并随意在这几个任务之间相互切换。这显然是一场革新,因为微软视窗允许使用者在计算机上同时发出好几个指令,并且在这些指令之间不断循环往复,这已经具备人类心理活动的某些特点。
在20世纪80年代,人类可能可以通过和自己心理的比较来试图理解计算机;而今天,特克尔说,人类试图通过计算机的运行模式来更好地理解人类的心灵。特克尔认为,现在计算机心理学研究的最热门话题是假设计算机到最后会真正动感情——你的计算机会对你产生爱情,它需要你的关怀、需要感情的滋润——这可能是未来研究人和机器间互动关系领域里最新的潮流。
目前人类在计算机控制的智能玩具领域已经取得了一些突破。一些玩具可以说几百句话,而且具有学习功能,甚至会骂人。日本索尼公司制造的电子宠物狗IBO,是这类电子宠物玩具的代表性产品。除了玩具以外,在智能计算机方面,计算机能够听懂主人说话已经不算稀奇。目前美国麻省理工学院的媒体研究室已经研制出一种具有人工智能的计算机,可以对使用者发出的非语言性信号做出反应,并且据此进行某种程度的调整。
特克尔认为,未来的计算机发展趋势是生物化计算机,计算机越来越具有知性和感性。从社会学的角度上说,这将是一大飞跃,值得学者专家好好探讨。
目前的计算机以纳秒(十亿分之一秒)为运算单位,其速度大大超过人脑,相当于人脑运算能力的一百多万倍。但是,计算机依然远远赶不上人脑信息处理能力的多样性。
为什么计算机的“智力”与人类不一样呢?原因之一就在于二者信息处理模式的不同。计算机的信息处理基础是对由记号来体现的概念的逻辑操作,而人脑的信息处理则是以图形为基础的非线性、并行的复杂能力。也可以这样说:计算机运用的仅仅是逻辑思维,而人的大脑运用的不仅是逻辑思维,更有形象思维。显然,人的大脑考虑问题比计算机更合理、更准确、更科学,因而效率更高,速度更快。
有人尝试模仿人脑模式制作具有人类特有功能的计算机,日本ATR人类信息通信研究所目前正在开发整体模仿人脑的计算机。由于迄今为止并没有完全弄清楚人脑的机制,因此在“脑型计算机”领域进行的研究不止一种。
人脑的神经线路并不是起初就非常完善的,而是在成长的过程中通过神经细胞相结合,从而形成了神经线路。把这一过程作为硬件建设而加以实现的是“以硬件进化为基础的自我增殖型人工计算机”。这种被称作CAM智囊的系统,将包含数十亿到数百亿的神经细胞,并以这些神经细胞完全能够并行运作为目标。
有些科学家专门着眼于用计算机来实现人脑的部分功能。人脑是以细胞层多层重叠的三维结构和高度的并行处理性为特征的。基于这种认识,日本东北大学进行了具有层叠型结构的人工视网膜芯片的开发,并有望制造出具有近似于人的视觉信息处理功能的系统。日本物理化学研究所最近开始通过开发高级小型机器人来探索脑型计算机的研制。该研究所根据人脑的处理线路让不同的小型机器人模拟人脑,用以对大脑认知、学习和控制等问题进行研究。
目前人们主要通过三种途径开发像人脑一样有自律性和创造性、能进行高度智能作业的计算机。一是人工智能的研究;二是以人脑结构为模型,制成以人工神经细胞为基础的脑型计算机,这也被称为神经计算机;第三种途径是开发能像神经网络一样工作的电子线路来自动生成“人工脑”。
脑型计算机的研究范围非常广泛,但如今的大部分工作仍处于基础阶段。因为要弄清楚人脑的机制并不容易。专家们认为,要想了解极其复杂的人脑的作用,就必须进行跨学科的多方面研究,进行综合、整理以获得全面信息。例如,通过了解大脑工作时的生理学功能,可以在神经细胞研究阶段得到精细的研究成果,但要在宏观上捕捉人脑活动则存在一定困难。另外,人脑同整个身体的关系等重大的课题也非常重要,如果不能发挥综合能力,就难以弄清楚大脑的工作原理。