关于人机工程学类论文范文素材

这是我对另一位网友关于工业设计与人机工程的回复：人机工程学的目标是根据人类的能力来设计商品和机器，人与物达到完美兼容是其追求的境界。 工业设计中的人机工程学研究基本从以下四个方面：1.和人体有关的应用，如家具，电脑，家电等，它们都要考虑人的尺寸、人的力学能力、人的感知能力、人的信息传递及使用的心态变化等等。2.操控的应用，即手控、脚控、眼控、声控等设备或机器的操作方式，如遥控设备、游戏杆、脚踏开关等。3.信息显示的应用，如导航仪、电子屏幕等4.人机界面的应用，如眼控对焦相机，眼睛看到哪相机自身就能感知而拍到哪，机器能捕捉人的意图。总之其中心理念就是“以人为本” 。以上乃本人多年工业设计工作中对海量信息资料的归纳总结，希望能对你有所帮助！

人工智能成为作文的素材，那么关于人工智能与人类的议论文有哪些呢?下面是我为你整理的关于人工智能与人类的议论文，供大家阅览!

人类思维与人工智能

摘要：人工智能就其本质而言，是对人的思维的信息过程的模拟。对于人的思维模拟可以从两条道路进行，一是结构模拟，仿照人脑的结构机制，制造出“类人脑”的机器;二是功能模拟，暂时撇开人脑的内部结构，而从其功能过程进行模拟。现代电子计算机的产生便是对人脑思维功能的模拟，是对人脑思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，更不会超过人的智能。 关键词：人工智能 人类思维 发展

20世纪40年代以来，随着现代控制论、信息论和思维科学的发展，出现了运用机械和电子的装量模拟人工脑思维活动的电脑，即电子计算机或人工智能。几十年来，人工智能迅速发展，已经更换了四代，即电子管计算机、半导体计算机、集成电路计算机和超大规模集成电路计算机。目前，正处于第二次计算机革命和第五代计算机的历史转折时期。

人工智能的诞生发展，有着极其重要的哲学意义。这主要表现在两个方面：第一、人工智能及其发展有力地证明了辩证唯物主义的正确性。一方面，它打破了精神活动的神秘性，人脑思维活动之所以可以模拟，就在于它有其一定的物理机制和运动规律，证实了意识来源于物质的唯物主义原理;另一方面，人工智能及其发展进一步丰富了意识能动性原理。第二、人工智能强化了思维形式、思维功能过程在意识活动中的作用，提出了哲学和科学研究的新方向、新问题，如思维形式的相对独立性及其与思维内容的复杂关系、智能机与人类的关系等。

在人工智能的研究中，伴随着思维模拟的巨大成就，出现了所谓的乐观派和悲观派。二者的错误是一致的：看不到人工智能与人类智能，“机器思维”与人类思维的本质区别：

首先，人工智能只是对人的部分意识活动、思维活动的模拟。通常人工智能模拟人脑的思维过程可分为五个相应的部分：用机器的输入器模拟人的眼、耳、鼻、舌、皮肤等感官、接受外界的信息;用机器的存储器模拟人脑对信息的记忆功能，把已接收的信息积累起来，以供随时使用;用机器的运算机模拟人脑对信息加工、分析、处理的过程;用机器的控制器模拟人脑的调节、指挥作用，以调节各方面信息，指挥各项指令正常进行;用机器的输出模拟人的效应器官，用以输出信息。但由于人脑的极端复杂性，人工智能智能模拟人脑的部分功能。其次，人工智能没有社会性。人类意识是社会的产物，具有社会性。人在行动时要考虑

到由此引起的这样或那样的效果，人工智能只执行特定的指令，并不探求任务本身的社会意义，不会考虑到社会后果。再次，人工智能不具有人类思维的心理素质。人类意识是物质世界长期发展的产物，是人类在生理基础上的心理过程，是由人类的情感、直觉、想象、猜测等心理活动所构成的精神世界。机器思维是人们利用电子管、晶体管、集成电路等电气元件和线路所组成的机械的、物理的装置，并用软件方法等模拟人的思维活动，机器思维不是人类的精神活动，而是纯属无意识的机械的物理的过程。 一、人工智能的本质 人工智能是相对于人的智能而言的。正是由于意识是一种特殊的物质运动形式，所以根据控制论理论，运用功能模拟的方法，制造电脑模拟人脑的部分功能，把人的部分智能活动机械化，叫人工智能。人工智能的本质是对人思维的信息过程的模拟，是人的智能的物化。尽管人工智能可以模拟人脑的某些活动，甚至在某些方面超过人脑的功能，但人工智能不会成为人类智能而取代人的意识。

二、人类思维

意识是人脑的机能，但人类意识一经产生，其发展并不或并不完全依赖于人脑的自然进化。事实上，人类在探索和认识自身意识活动的本质和特性的基础上，已经通过人工的手段大大地拓展了意识活动的领域、延伸和放大了自身的意识结构。这突出地表现在人工智能的产生和发展上。

人工智能就其本质而言，是对人的思维的信息过程的模拟，即结构模拟与功能模拟。这种模拟反过来对人的意识结构产生了重要的影响，形成了人——机互补的新的放大的意识结构。可以说，人工智能机就是人脑的扩大。人工智能不仅能帮助人完成一部分意识活动，而且在某些方面还大大地优越于人脑，如快速准确的计算能力、超大海量的记忆能力等。同时，人工智能机还能代替人完成许多操作性工作，特别是在人无法直接到达的宇宙、深海、高温有毒等环境条件下代替人进行某些探测活动。如果说电脑作为对人脑的模拟离不开人脑，那么今天人脑在很大程度上也依赖于电脑。因此，人工智能的发展已形成了人——机互补系统，大大地扩展了人的意识结构。

三、人工智能与人类思维的本质区别

人工智能是思维模拟，并非人的思维本身，决不能把“机器思维”和人脑思维等同起来，认为它可以超过人脑思维是没有根据的。(1)人工智能是无意识的机械的、物理的过程。人的智能主要是生理的和心理的过程。

(2)人工智能没有社会性。人类智慧具有社会性。

(3)人工智能没有人类意识特有的能动性和创造能力。人类思维则主动提出新的问题，进行发明创造。

(4)电脑可以代替甚至超过人类的部分思维能力，但它同人脑相比，局部超出，整体不及。智能机器是人类意识的物化，它的产生和发展，既依赖于人类科学技术的发展水平，又必须以人类意识对于自身的认识为前提。因此，从总体上说;人工智能不能超过人类智慧的界限。关于电脑能够思维，甚至会超过人的思维，电脑、机器人将来统治人类的观点是完全没有根据的。

四、人工智能产生和发展的哲学意义

(1)人工智能的产生和发展，有力地证明了意识是人脑的机能、物质的属性，证明马克思主义关于意识本质的观点的正确性。

(2)人工智能的产生和发展深化了我们对意识相对独立性和能动性的认识。机器思维即人工智能表明，思维形式在思维活动中对于思维内容具有相对独立性，它可从人脑中分化出来，物化为机械的、物理的运动形式，部分地代替人的思维活动。

(3)随着科学技术的发展，人工智能将向更高水平发展，反过来推动科学技术、生产力和人类智慧向更高水平发展，对人类社会进步将起着巨大的推动作用。

结论：人工智能没有人类意识所特有的能动创造性。人脑的思维活动是一种能动的创造性活动，它能不断地提出新问题，发现新事物，并通过实践创造出属于人的新世界。人工智能只能按照人事先为它设计好的程序来运行，机械的模拟人的意识活动，却毫不理解这一活动，更不会提出新的问题来。

总之，人工智能可以代替甚至超过人脑的部分思维能力。但是，人工智能绝不会取代、超越人的意识。人类意识与人工智能有着本质的区别，二者是创造与被创造、支配与被支配、操纵与被操纵的关系。

人工智能与人类智能

“人机对弈”实验

人工智能主要研究如何使用机器来模拟和实现人类的智能行为。

美国科学家艾什比认为，要制造一个综合能力的机器脑，在原则上没有什么问题，所需要的只是时间和技术进步。他强调，这种脑一旦制造出来，决不只是简单的机械执行和模仿，它还能够自己学习，发展自己的智慧。

还有一位科学家维纳认为，机器确实能制造得比其制造者更聪明。

他们都遵循了强人工智能观点：计算机不仅使智力工具，事实上具有恰当程序的计算机就可以等同于人类的智力。人工智能的发展是没有限度的。

有一个著名的人机对弈实验：从20世纪90年代初期开始，美国IBM公司安排了一系列计算机挑战国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫的活动，卡斯帕罗夫一直没有输过。1997年5月11日，卡斯帕罗夫同IBM公司的超级计算机“深蓝”之间的又一场对抗赛落下帷幕，卡斯帕罗夫第一次以比负于“深蓝”。在总共6盘的比赛里，卡斯帕罗夫的成绩是1胜、3和、2负。这场“人机大战”的结果轰动了世界，它在世界范围引发人们讨论人工智能能否超过人类智能的问题。这个实验也是强人工智能的重要试验之一。

计算机是没有意识的

但我认为，计算机只不过是一个强有力的智力工具，人工智能的发展是有限度的，它可以不断接近人类智能，而永远不可能超过人类智能。

就拿这个实验来说，其实真正的比赛是在卡斯帕罗夫与深蓝设计小组中的程序员和工程师之间进行的。在某一个领域它很厉害，但是，它不会学习如何下棋，也不会从它下过的棋中吸取经验。计算机能够完成和表现出某种智能行为，仅仅是因为它执行了人们实现编制好的操作规则，就是说，是人类智能决定了机器智能。

不仅如此，机器是连意识都没有的，更别谈其智能超过人类智能的了。

首先，世界是物质的，意识是物质的反映，意识是物质发展到一定程度才产生发展起来的，意识是特殊物质(人脑)运动的产物和活动表现，意识是人类在适应世界和改造世界时所进行的信息处理过程及其产物和表现。只有活着的、具有生物结构的生物才能有意识，因此，一台人造的、非生物的机器是不能有意识的。

其次，人工智能是无意识的机械的物理的过程，不具备由世界观、人生观、情感、意志、兴趣、爱好等心理活动所构成的主观世界，而人类智能则是在人脑生理活动基础上产生的心理活动，能使人形成一个主观世界。

第三，辩证唯物主义在坚持物质决定意识，意识依赖于物质的同时，又承认意识对物质有能动作用。意识的能动作用是人的意识特有的积极反映世界与改造世界的能力和活动。主要表现在：意识是能动的，具有目的性和计划性。人是根据一定的目的、要求去确定反映什么、不反映什么、怎样反映，表现出主体的选择性。而人工智能在解决问题时，决不会意识到这是什么问题，它有什么意义，会带来什么后果，它是没有自觉性的。

第四，电脑必须接受人脑的指令，按预定的程序进行工作，它不能输出未经输入的任何东西，所谓结论只不过是输入程序和输入数据的逻辑结果。而人脑功能不仅采取感觉、直觉、表象等形式，反映事物的外部现象，而且能够运用概念、判断、推理等形式对感性材料进行加工制作，选择建构，从而使感性认识上升到理性认识，把握事物的本质和规律，在反映规律的基础上，提出新概念，做出新判断，既有对当前的反映，又有对过去的追溯和对未来的预测，可以超越特定时空的限制，具有丰富的想象力和创造性。

第五，人工智能是机器进化的结果，没有社会性。人作为社会的存在物，人脑功能是适应着社会生活的需要而产生和发展的。况且，生物必须经历一个生长过程，并花费很长的一段学习时间才能逐渐地获得意识，机器是没有生活历史的，所以它不可能有意识。不能说，“深蓝”因为有正确的程序就被称之为有意识的。

但同时，机器智能虽是有限的，也永远不可能超过人类智能;但是，机器智能向人类智能的接近却是无限度的，机器智能可以无限逼近人类智能。

从可知论的观点来看，人类的认识能力是没有界限的。人们对客观世界的认识是不断深入的，信息科技的发展是无止境的，人类完全可能造出信息处理能力越来越强大的、在某些方面超过人脑信息处理能力的及其，完全可能造出具有自学习和自适应能力、有高度智能的机器，完全可能做到人与计算机直接沟通信息、直接用意识操纵机器。否则，就是承认世界上有不能够被认识、不可知的领域。

从逻辑上讲，只要不是人为地进行限制和控制，随着人工信息处理机器的科技进步，也应当可以制造出能够将自我与他物区别开来和主动适应环境的机器，即具有自我意识、主体意识的机器，在理论上对此是不应当有什么怀疑的。

但是，机器具有自我意识的问题，不仅仅是一个科学和技术的问题，而且是一个认识论和伦理学的问题。因为自我意识的产生和发展，是在与他物的关系中建立和发展起来的。人要解决这个问题，必然要先解决人和机器的主体客体关系问题。也就是说，机器能否具有主体性，是掌握和控制在人的手中的。所以，只要人把计算机系统(机器)当作客体来认识和实践，计算机的智能就始终不会超过人的智能，更谈不到统治人类了。

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8. 以人工智能为材料的议论文

一、人机研究发展较晚，各种人机测试和实验还不完善，人类对自身的了解和认识浮于表面。 现在越来越多的厂家“以人为本”、“人体工学设计”作为新出产品的卖点来进行销售宣传，特别是ID行业、家电和家具等与人体接触较多的产品更为突出。而实际上，我国的人机学尚处于起步阶段，人机设计也不仅仅体现在一个鼠标的抓握，把手的造型、坐椅的弯曲度，如何让机器及工作和生活环境的设计更适合人的生理心理特点，使人们能够在更舒适和便捷的条件下生活和工作，也是工业设计中人机工程学的研究重点，一切人机学的研究也才刚刚开始。真正的人机工程学研究是20世纪初期在美国和日本开始发展和应用的，中国人机工程学研究则是20世纪30年代末才开始有少量和零星的开展，到改革开放，中国工业兴起，人机工程学才真正走上舞台，在工业设计领域中得到应用，所以各种人机工程学数据测试和试验到目前不算完善和权威，人机系统和较深入研究的开展则在近几年才开始，而目前大多数学院派的理论研究也是浮于表面数据，滥加引用而无真实体验和试验，甚至有些院校根本没有任何一个人机实验室，人机研究又从何谈起？而企业则多重造型、创新和成本研究，人机的真正应用还远未能如人们所愿。虽然现代的人机工程学和消费心理学为工业设计提供了似乎比较科学的依据，它们对于实验、调查和数据表述，是较为可信的，但是人机学毕竟在对于人体研究大多局限于人体测量数据，对于人类心理活动和社会行为则进展甚微。同样对设计艺术而言，进行人机设计的分析，也要有生理学、心理学、文化习俗、地域历史、生物学、各种技术科学为基础。从理论上来说，它要直接建立在信息论和控制论的基础之上。相对于机械、电子设计和人机设计，以往的人机设计只把握了技术科学的认识和手段，忽视了人文科学观念与思想，人机设计也只存在于局部的思考范围内，只能作为工业设计的一个研究阶段。 二、照本宣科，一成不变，一味盲从，欠缺灵活性。 我们现在的人机研究多数局限在利用过去20年的测试数据和研究成果，对于设计对象（产品和环境）的变化很难适应，有些只能照搬照抄，往往弄巧成拙。我们举一个关于人机应用的例子，在一些大客车座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起来的凸包。对于大多数中国人来说，这个凸包常常是顶在后脑勺，使得当身体后靠在椅背时，不得不稍稍低头。从设计上来说，这道凸包本来是用来垫靠颈部的凹处，使人的头颈更舒服的。问题的出现是由于这些座椅的设计和生产直接从国外引进，而生产者又没有有关的常识，尺寸上完全照搬。由于中国人的身材较西方人小，结果西方人垫颈的凸包就顶住了我们的后脑勺。 所以人机不是唯一标准，不能照本宣科，一成不变，也不能一味盲从。当然有人以功能来评判设计。"以功能决定形态"曾经是20世纪上半叶的设计格言，这样的观点也是片面的。这是因为：第一，功能不是单一的，它包括使用功能、审美功能、社会功能、环境功能等。 "过分追求单一的功能会导致将许多重要内容(装饰性、民族性、中间性)被排斥掉"。而且"有些内容并不是’功能’的概念所能包括了的，更何况物质和精神的内容也并不是时时处处等质等量的融洽在一个统一体中，随产品的不同、时期的不同，它们各自的主次地位也随之变化"。在现今信息技术高度发展的时代，情感因素越来越成为设计的主要方面。物质意义上的功能在保持其基础地位的情况下，却日益不能代表情感诉求的表述；第二，按"形态服从功能"而设计的产品，对于不熟悉它的使用者来说是难以理解的，产品要为人们所理解，必须要借助公认的信码，即符号系统；第三，满足同一功能的产品形态本来就不是唯一的，象汽车等成熟的产品，年度换型计划等措施成为商品经济中日益不可避免的现象。社会经济发展到一定程度，才能出现设计的专业需求，而这时人们的基本物质需求已能满足，简单地以物质性功能来决定设计是不恰当的，而另一方面，设计师自身对整个社会环境的变化也要进行深入的认识与考察，对设计的作品取向有明晰的认识：是否符合人们的消费预期?是否能感受到人们的审美知觉?而不是挂着人机的名头认为一切服从人机，人机设计的产品是经典的唯一标准，人机才是美。 三、人机与各种人类心理和社会行为相冲突的时候，以是否符合人机为标准。 现代设计的风格已经从功能主义逐步走向了多元化和人性化。今天的消费者纷纷要求表现自我意识、个人风格和审美情趣，反映在设计上亦使产品越来越丰富、细化，体现一种人情味和个性。一方面要求产品功能齐全、高效，适于人的操作使用，另一方面又要满足人们的审美和认知精神需要。 举个例子：在寒冷的冬天，爱美的女士依然喜爱单薄飘逸的裙子，在炎热的夏天，男士们着装依然西装革履，包得严严实实，从人机角度来说，应该是冬天衣着保暖皮衣，皮裤长靴，手戴手套，而夏天应该是上身体恤，下身短裤，脚穿凉鞋，工作方便，活动灵活而散热好，而实际上人们似乎忽略了一切人机分析，衣着和生活方式完全不遵守人机法则，究竟是为了什么呢？道理很简单：美和绅士风度是不分季节的，是不以人机为重的。 深圳某公司出曾经推出一款新产品：电动转陀。它是藏族人宗教信仰的一种信物，之前是用手动旋转的，转数越多表示对神明越有诚意，而电动转陀则改变了这一习俗，使用电动装置来代替人工，企图使用人机分析来解释产品的使用，而忽略了产品本身所具有的深层次的内涵：宗教文化，神明是不可亵渎的，所以该产品上市后，反响甚微。一件宗教信物要体现信仰者的虔诚，同样任何一件产品或作品只有与人的情感产生共鸣才能为人所接受，"敝帚自珍"正体现着人类的感情寄托，也体现着设计作品的魅力所在，人类文明中出现的经典设计无一不是如此。 人机是一门自然科学，而不是技术科学，人机研究的是变化中的人，那么用纯粹的人机数据来套用显然是行不通的，人类心理的变化和社会行为甚至风俗习惯是人机学目前尚未完全理解和深入研究的，特定的条件下，人机则显得多么无助，那么我们就应该从人的需求出发，以人类的心理需求为重点，把人机作为辅助参考和研究。 四、人体活动和心理活动千变万化，过多考虑人体因素，会使得产品复杂化。 不同地域不同国家不同人种、不同年龄和性别都具有不同的身体尺寸，不同地区不同民族的人体参数、生活习惯、文化教育、素质审美和社会行为都不尽相同，人在生活学习和劳动中又有各种不同的形态和要求，人在不同的姿态下工作，全身的骨头、关节和肌肉处于不同的相对位置，全身的肌肉又处于不同的紧张状态，心脏负荷不同，疲劳程度不同，不同的工作频率也要采用不同的动作方式，那么如何适应这么多变的人体需求啊？万能的产品恐怕不现实，而功能简化又会有种种缺陷和种种人机问题，不能满足人们的需求，所以过多考虑人机关系，也会使人们陷于人机研究的困境中，从而设计出来的产品过于复杂，成本高，缺少美感。我们追求简约、实用、美观、易用的产品，而结构、操作、造型过于复杂的产品不是人们所喜欢和乐于使用的。 〔摘要〕人机工程“以人为本“的核心概念已经有着多年的应用历史，在信息飞速扩展的时代，文化信息的传播已经是爆炸式的，随着社会的进步、技术的更新、产品的涌现、生活节奏的加快，过去照本宣科、照搬数据的人机设计方法已经不能适应千变万化的时代变迁，材料更新、技术创新、人类生活方式、人类心里变化等的人类新需要使得人机工程学与工业设计的相互作用日益复杂化，同时也体现了人机工程学与工业设计的潮流与趋势，顺应潮流人机工程学也在变化，这是一种人类文明进步的体现，这样才能实现人与机器和谐完美的结合。 〔关键词〕人机工程学 应用 工业设计 趋势 误区 目前人机工程学的应用已经逐渐深入工业设计领域，解决了不少人与机器，人与环境，机器与环境日益突现的矛盾，出现了不少绿色环保，方便易用的真正意义上的人机产品，这正是人机工程学所带来的工业设计影响，在学术研究和企业产品开发的时候，人机设计成为一个评价产品优良的重要标准。但是随之而来的要求更高的工业设计发展过程中，也暴露了一些在人机的使用上的问题和误区，是应该引起我们关注和探讨的： 一、人机研究发展较晚，各种人机测试和实验还不完善，人类对自身的了解和认识浮于表面。 现在越来越多的厂家“以人为本”、“人体工学设计”作为新出产品的卖点来进行销售宣传，特别是ID行业、家电和家具等与人体接触较多的产品更为突出。而实际上，我国的人机学尚处于起步阶段，人机设计也不仅仅体现在一个鼠标的抓握，把手的造型、坐椅的弯曲度，如何让机器及工作和生活环境的设计更适合人的生理心理特点，使人们能够在更舒适和便捷的条件下生活和工作，也是工业设计中人机工程学的研究重点，一切人机学的研究也才刚刚开始。真正的人机工程学研究是20世纪初期在美国和日本开始发展和应用的，中国人机工程学研究则是20世纪30年代末才开始有少量和零星的开展，到改革开放，中国工业兴起，人机工程学才真正走上舞台，在工业设计领域中得到应用，所以各种人机工程学数据测试和试验到目前不算完善和权威，人机系统和较深入研究的开展则在近几年才开始，而目前大多数学院派的理论研究也是浮于表面数据，滥加引用而无真实体验和试验，甚至有些院校根本没有任何一个人机实验室，人机研究又从何谈起？而企业则多重造型、创新和成本研究，人机的真正应用还远未能如人们所愿。虽然现代的人机工程学和消费心理学为工业设计提供了似乎比较科学的依据，它们对于实验、调查和数据表述，是较为可信的，但是人机学毕竟在对于人体研究大多局限于人体测量数据，对于人类心理活动和社会行为则进展甚微。同样对设计艺术而言，进行人机设计的分析，也要有生理学、心理学、文化习俗、地域历史、生物学、各种技术科学为基础。从理论上来说，它要直接建立在信息论和控制论的基础之上。相对于机械、电子设计和人机设计，以往的人机设计只把握了技术科学的认识和手段，忽视了人文科学观念与思想，人机设计也只存在于局部的思考范围内，只能作为工业设计的一个研究阶段。 二、照本宣科，一成不变，一味盲从，欠缺灵活性。 我们现在的人机研究多数局限在利用过去20年的测试数据和研究成果，对于设计对象（产品和环境）的变化很难适应，有些只能照搬照抄，往往弄巧成拙。我们举一个关于人机应用的例子，在一些大客车座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起来的凸包。对于大多数中国人来说，这个凸包常常是顶在后脑勺，使得当身体后靠在椅背时，不得不稍稍低头。从设计上来说，这道凸包本来是用来垫靠颈部的凹处，使人的头颈更舒服的。问题的出现是由于这些座椅的设计和生产直接从国外引进，而生产者又没有有关的常识，尺寸上完全照搬。由于中国人的身材较西方人小，结果西方人垫颈的凸包就顶住了我们的后脑勺。 所以人机不是唯一标准，不能照本宣科，一成不变，也不能一味盲从。当然有人以功能来评判设计。"以功能决定形态"曾经是20世纪上半叶的设计格言，这样的观点也是片面的。这是因为：第一，功能不是单一的，它包括使用功能、审美功能、社会功能、环境功能等。 "过分追求单一的功能会导致将许多重要内容(装饰性、民族性、中间性)被排斥掉"。而且"有些内容并不是’功能’的概念所能包括了的，更何况物质和精神的内容也并不是时时处处等质等量的融洽在一个统一体中，随产品的不同、时期的不同，它们各自的主次地位也随之变化"。在现今信息技术高度发展的时代，情感因素越来越成为设计的主要方面。物质意义上的功能在保持其基础地位的情况下，却日益不能代表情感诉求的表述；第二，按"形态服从功能"而设计的产品，对于不熟悉它的使用者来说是难以理解的，产品要为人们所理解，必须要借助公认的信码，即符号系统；第三，满足同一功能的产品形态本来就不是唯一的，象汽车等成熟的产品，年度换型计划等措施成为商品经济中日益不可避免的现象。社会经济发展到一定程度，才能出现设计的专业需求，而这时人们的基本物质需求已能满足，简单地以物质性功能来决定设计是不恰当的，而另一方面，设计师自身对整个社会环境的变化也要进行深入的认识与考察，对设计的作品取向有明晰的认识：是否符合人们的消费预期?是否能感受到人们的审美知觉?而不是挂着人机的名头认为一切服从人机，人机设计的产品是经典的唯一标准，人机才是美。 三、人机与各种人类心理和社会行为相冲突的时候，以是否符合人机为标准。 现代设计的风格已经从功能主义逐步走向了多元化和人性化。今天的消费者纷纷要求表现自我意识、个人风格和审美情趣，反映在设计上亦使产品越来越丰富、细化，体现一种人情味和个性。一方面要求产品功能齐全、高效，适于人的操作使用，另一方面又要满足人们的审美和认知精神需要。 举个例子：在寒冷的冬天，爱美的女士依然喜爱单薄飘逸的裙子，在炎热的夏天，男士们着装依然西装革履，包得严严实实，从人机角度来说，应该是冬天衣着保暖皮衣，皮裤长靴，手戴手套，而夏天应该是上身体恤，下身短裤，脚穿凉鞋，工作方便，活动灵活而散热好，而实际上人们似乎忽略了一切人机分析，衣着和生活方式完全不遵守人机法则，究竟是为了什么呢？道理很简单：美和绅士风度是不分季节的，是不以人机为重的。 深圳某公司出曾经推出一款新产品：电动转陀。它是藏族人宗教信仰的一种信物，之前是用手动旋转的，转数越多表示对神明越有诚意，而电动转陀则改变了这一习俗，使用电动装置来代替人工，企图使用人机分析来解释产品的使用，而忽略了产品本身所具有的深层次的内涵：宗教文化，神明是不可亵渎的，所以该产品上市后，反响甚微。一件宗教信物要体现信仰者的虔诚，同样任何一件产品或作品只有与人的情感产生共鸣才能为人所接受，"敝帚自珍"正体现着人类的感情寄托，也体现着设计作品的魅力所在，人类文明中出现的经典设计无一不是如此。 人机是一门自然科学，而不是技术科学，人机研究的是变化中的人，那么用纯粹的人机数据来套用显然是行不通的，人类心理的变化和社会行为甚至风俗习惯是人机学目前尚未完全理解和深入研究的，特定的条件下，人机则显得多么无助，那么我们就应该从人的需求出发，以人类的心理需求为重点，把人机作为辅助参考和研究。 四、人体活动和心理活动千变万化，过多考虑人体因素，会使得产品复杂化。 不同地域不同国家不同人种、不同年龄和性别都具有不同的身体尺寸，不同地区不同民族的人体参数、生活习惯、文化教育、素质审美和社会行为都不尽相同，人在生活学习和劳动中又有各种不同的形态和要求，人在不同的姿态下工作，全身的骨头、关节和肌肉处于不同的相对位置，全身的肌肉又处于不同的紧张状态，心脏负荷不同，疲劳程度不同，不同的工作频率也要采用不同的动作方式，那么如何适应这么多变的人体需求啊？万能的产品恐怕不现实，而功能简化又会有种种缺陷和种种人机问题，不能满足人们的需求，所以过多考虑人机关系，也会使人们陷于人机研究的困境中，从而设计出来的产品过于复杂，成本高，缺少美感。我们追求简约、实用、美观、易用的产品，而结构、操作、造型过于复杂的产品不是人们所喜欢和乐于使用的。 人类设计的任何一个产品几乎包括了我们整个商品社会中的全部信息。设计优良的产品，必然是人、文化、环境、经济、技术、工艺等因素巧妙融合、平衡的产物，其中的人、环境与机器正是人机研究的核心问题，但因为产品包含了诸多因素，那么人机问题的比重也要根据产品的不同而异了。产品设计的创新与改良动机来自多个方面，有的是为了改进功能，有的是为了降低成本，有的是为了改变外观，以吸引购买者，满足人们追求时尚潮流，审美变化的需求。更多的情况是上述几方面兼而有之。于是，对设计师的要求就可能来自功能、技术、成本、使用者的爱好等各种角度。不同的产品设计的重点也大不相同，暖水瓶的设计显然就要比香水瓶的设计考虑更多的人机问题；再以肇及设计所设计的电脑游戏遥感器为例，乍见此产品时，看似不符合人机工程学，但实际使用时却很合手，操控性良好，而且遥感器外型颇酷，用此摇杆玩空战游戏，有操控战斗机的味道。相比于市场上其他同类型的产品，即使售价比一般产品高出许多，也一样大受欢迎，足见其魅力所在。但也有这样一种产品，在市场上受到欢迎，是因其外型讨好且成本不高所致，但缺点是产品轻，因此，在使用时本来一只手操作很方便，却不得不双手并用才行，这就是该产品在人机工学上的不足之处；但在成本、售价及市场因素的考虑下，厂商还是推出此种产品。而对于专业用品就不同了，例如美发师每天所使用的吹风机，除草机工人所使用的修剪机就绝对不能轻视人机工程学在生理层面上的考虑。 总而言之，随着人类对自身生理特点的认识在逐步深化，任何的设计都要与环境因素相联系，它包括社会、政治和文化等综合领域。任何单一的标准和唯一的形式存在都是不现实的，人类处于各种外界环境之中，"是以整个社会群体而不是以单一个体为基础的"，所以多样性因素与难以预见的变化状态时刻存在，成功的作品都是完善地处理了关于人机、人类文明、社会诉求三个方面的结晶。人机工程学也要与时具进，不断完善，在使用中充分考虑其他因素的影响，分清主次。我们追求的人机要符合人体数据，符合人的生理、心理需要，符合社会审美、公众需求，符合人们的社会心理期望，这才是人机工程学在工业设计应用中的最终目标。

机器人是由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械，下面是我整理的机器人技术论文，希望你能从中得到感悟!

刍议智能机器人及其关键技术

【摘 要】文章介绍了机器人的定义，阐述了智能机器人研究领域的关键技术，最后展望了智能机器人今后的发展趋势。

【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制

一、机器人的定义

自机器人问世以来，人们就很难对机器人下一个准确的定义，欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”，我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致，联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA：Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义：“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。”概括说来，机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。

二、智能机器人关键技术

随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大，人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的，在研究这类机器人的过程中，主要涉及到以下关键技术：

(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题，它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合，为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种，根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态，包括：特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括：视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。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。融合后的多传感器信息具有以下特性：冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。

(2)导航与定位。在机器人系统中，自主导航是一项核心技术，是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点：一是基于环境理解的全局定位：通过环境中景物的理解，识别人为路标或具体的实物，以完成对机器人的定位，为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测：实时对障碍物或特定目标进行检测和识别，提高控制系统的稳定性;三是安全保护：能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式，根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同，可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同，可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识，以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括：视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作，如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等，用来探测环境，对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控，感知机器人所处工作环境的静态和动态信息，使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化，有效地获取内外部信息。

(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等)，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。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种：自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的，但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法，它通过环境势场模型进行路径规划，但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中，来提高机器人路径规划的避障精度，加快规划速度，满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等，这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。

(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分，一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。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。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化，包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一，对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究，并且已经有一些系统投入使用。

(5)智能控制。随着机器人技术的发展，对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程，传统控制理论暴露出缺点，近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年，机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面，等人论证了模糊系统的逼近特性，首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面，CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法，其最大特点是实时性强，尤其适用于多自由度操作臂的控制。

(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人，复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的，即使可以做到，也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用，而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此，设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标，除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外，还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达，甚至能够进行不同语言之间的翻译，而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此，研究人机接口技术既有巨大的应用价值，又有基础理论意义。目前，人机接口技术已经取得了显著成果，文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外，人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分，其中远程操作技术是一个重要的研究方向。

三、总结与展望

机器人是自动化领域的主题之一，人们几十年来对机器人的开发和研究，使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展，机器人的应用领域必将不断扩大，性能不断提高，在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。

参 考 文 献

[1]孙华，陈俊风，吴林.多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J].传感器技术.2003，22(9)：1～4

[2]王灏，毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京：国防工业出版社，2002

[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4)：5～7

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