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浅析信息物理融合的自动化新手段

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0 引言 2018年，亚马逊创始人杰夫贝索斯和波士顿动力机器狗一起散步的一张照片引起了众多关注机器学习、家庭自动化、机器人和太空探索的人的关注，同时，波士顿动力双足机器人也能像人一样在野外不可控的环境下跑步跳跃，还能完成后空翻、旋转等一连串的动作，更神奇的是动作完成了之后还能站稳，如同体操运动员，这着实是惊艳了世人。由此可知，我们人类已经逐步开始进入到了智能时代，我们的生活也将逐渐被各种智能化设备包围。智能家电、智能机器人等智能设备，都离不开自动化技术的使用，自动化技术未来也将会遇到更多的挑战和机遇。 1 自动化技术及其发展历程 1.1 自动化技术在学术领域中，自动化技术和学科中专业的术语一样，它代表着一种专业技术，同时，在技术领域中，它是一门多学科综合型的技术，而在实际的技术应用领域中，它是一门主要被应用于机电一体化、物联网和工业机器人等方面的技术，同时与计算机、传感器和系统工程都息息相关。它目前被使用最多的是应用于工业自动化方面，具体应用的场景例如门禁系统，其中比较容易让人注意到的是车辆门禁。以前车辆进入停车库，需要先办理一张停车卡，进入车库之前刷停车卡，同时保安还得一个个进行登记，出了车库之后再刷一次，保安再登记一次。开车人员一下车一刷卡再一上车，无形中浪费了许多时间，而且有时候卡用时过长，芯片磁条无法被读取，耽误的时间就无法预估。而车辆门禁系统的使用，则很好地解决了这个问题。无论是进入车库之前还是出车库时，无论有没有保安人员在一旁看守，所有的记录都在短时间内进行信息化处理。当一辆车想要进入车库停车之前，会有一道杆拦着，而当车停到栏杆之前，即使旁边没有保安，前面的系统也会自动显示车牌号和进入的时间节点，随后栏杆会自动打开，车辆可以直接进入，当车想要离开时，也能通过自动化技术将车离开的时间和费用快速地显示在电子屏上，而这就比以前的保安看守门禁要高效许多，这也就是自动化技术在目前生活中的应用场景之一。 1.2 自动化的发展历程自动化技术在最开始的时候并不叫自动化技术，而是一种反馈控制机制。这一机制最早是应用在大风车的风帆上，当时这一机制是属于埃德蒙李的专利。随着蒸汽时代的到来，人类开始逐渐使用机器，机器中的运转速度比人类的人力带动运转要快许多，而为了让机器运转地即快又准又好又稳，这就离不开离心调速装置，正是在机器快速运转的时代下，离心调速装置逐渐被人类所熟悉，而应用于这一装置的技术就是世界上最早的自动化技术。随着计算机技术、通信技术和其他学科技术的发展和相互之间的融合促进与发展，控制论这一理论被美国的数学家提出。随着时代的不断向前，反控制原理也被提出。当在这种相互促进同时又相互约束的背景下，人类逐步进入工业时代，工业技术不断进步、航空航天技术也开始发展，社会经济水平也逐步提高，促进了现代控制理论的诞生。现代控制理论的提出，加速了自动化技术进入到计算机设计新时代的步伐。截止目前，自动化技术已经有了300多年的发展历史，在过去至今这个历程中，自动化技术的发展不断促进了人类时代的进步，而如今，人类时代的发展、其他技术的进步与发展也会促进自动化技术未来的发展。 2 自动化技术的挑战和机遇 2.1 挑战:作用的系统日益复杂在未来，自动化技术也将会被用在污水处理、办公自动化、家庭智能化、信息自动化、工业自动化、人工智能等多个领域。随着未来多种技术的相互渗透于发展，对各个技术在不同领域的应用挑战也会加大，而这也将会是我们这个时代的一个挑战。之所以说也会是一个挑战，是因为自动化技术能被应用的领域将会越来越多，由以前的固定状态下的应用会逐渐地加入到动态下的应用。自动化技术已经被应用在动态状态下最为明显的例子是波士顿动力双足机器，它既能跑步跳跃，又能完成后空翻、旋转等。同时，应用的环境也会由封闭环境扩展到开放的环境中，例如智能工厂。目前，智能工厂是我国制造业走向智能制造升级过程中不可或缺的一部分。无论是现在，还是未来，所有的工厂若想要在互联网时代背景下继续生存，工厂的智能化是必备的。而自动化技术在传统的工厂环境中的使用相对而言是处于一个封闭的环境，而智能化工厂则需要高度网络化，而高度网络化的状态下，各种信息环境是需要高度的开放，因为在高度网络化的信息环境下，各种信息需要及时配合传达。所以，在智慧工厂这一应用场景下，自动化技术的应用将会由封闭环境扩展到开放的环境中。此外，使用了自动化技术的使用会让人类部分群体从相互合作转变成相互博弈，例如工业机器人的应用。工业机器人在制造业的应用是自动化技术不断发展的产物，自动化技术的发展是为了促进社会的发展，为了让更多的人过上安全和幸福的生活，而也正是因为机器人的效率高于人工，使用成本低于人工，所以，越来越多的劳动力被迫下岗，这部分人群，既享受着自动化技术给人类