人工智能医疗市场前景精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇人工智能医疗市场前景，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键字】嵌入式软件；发展现状；前景

一、嵌入式软件技术快速发展的意义

嵌入式软件技术主要是和嵌入式系统共同发展，嵌入式硬件系统主要是指嵌入式微处理器、外设等，而嵌入式软件主要是依托嵌入式硬件设备，为嵌入式系统提供良好的操作系统和软件。先通过芯片开发，并加强了嵌入式系统的软件设计，然后将其应用在实际的电子设备工业生产中。嵌入式软件技术作为整个系统的控制中心，是一套独立运行的计算机系统，重点在于软件和硬件的协调工作，并在此基础上完成指定计划。从嵌入式软件技术本身的主要特点是实用性强，灵活度高，软件系统小巧而成熟，可以直接嵌入在PC终端，使用便捷。鉴于嵌入式软件技术具有诸多优点，在生活和工业生产中得到了非常广泛的应用，比如在智能家居、汽车智能化控制、智能手机等产品中都可以看到嵌入式软件技术的应用，可以说人们的生活依然无法离开嵌入式软件技术。

二、嵌入式软件技术发展现状

由于互联网技术的快速发展以及市场对智能化生活产品需求的快速增长，促使我国嵌入式系统快速发展。不仅仅在智能家居、智能化汽车等方面具有非常广阔的市场前景。同时在通信、消费电子以及工业生产的方面也得到了广泛的应用。特别是智能手机的快速发展，带动了整个消费市场的快速发展。并且以智能手机为控制终端的智能家居的兴起，让嵌入式软件的应用领域得到了进一步的扩展。除此之外，嵌入式软件技术还在工业智能化控制、金融交易、电子医疗、交通智能化控制等方面得到了广泛的应用。现如今，我国电子化、信息化、智能化发产业发展十分迅速，互联网技术下嵌入式软件自身的优势得以体现。其成本低、规模小、使用简单、人机交流方便等优势逐渐体现出来，并在智能化领域中得到了广泛的应用，为人们的生活和生产带来了诸多便捷之处。但是就我国嵌入式软件技术发展程度来看，还存在一些问题需要在未来结合其他方面共同创新，促进我国智能化相关产业的进一步发展。

三、嵌入式软件技术的发展前景

3.1嵌入式软件技术的无线网络发展

这目前来说，我国许多领域中都有嵌入式软件技术的应用，而想要满足人们不断提升的需求，就应该不断的发展嵌入式软件技术。其中，随着互联网技术的快速发展，远程无线控制成为了许多行业对于控制系统的新要求。因此，将嵌入式软件技术和互联网无线通信技术相结合，发展无线操控系统，实现稳定可靠的远程操控系统是未来嵌入式软件技术发展的方向之一。

3.2嵌入式软件系统在人工智能中的应用

随着科技和经济的快速发展，人们对于人工智能的需求越来越多，对于人工智能的要求越来越高。嵌入式软件技术的开发应用一定程度满足了人们对于某些领域智能化的需求。然而要想要提升人工智能的适用性和应用性，就应该根据人们的需求，强化嵌入式软件系统在人工智能方面的应用。将人们对于人工智能的需求以及嵌入式软件系统的发展相结合，促使嵌入式系统在更多的人工智能领域中的应用。使其应用不仅仅局限于智能手机、智能家居，应该逐渐扩展到智能医疗、智能交通、智能工业等方。

四、总结

随着科技的不断发展，嵌入式软件在智能化领域的应用越来越广泛，对人们日常生活的影响将越来越大，传统的生活、生产工作方式需要与时俱进，因此在将来嵌入式产业将会逐渐涉及到生活和生产的方方面面。嵌入式软件系统不仅仅在智能家居、自动化工业等方面得到大量应用，同时也会向着无线网络控制方向发展，成为我国智能化、自动化计算机软件产业中不可或缺的重要技术。嵌入式软件技术在日常生活领域中的应用，将大大提升人们生活质量，改善工业生产效率，促进我国国民经济发展。

参考文献

[1]张琦.嵌入式软件技术的现状与发展趋势研究[J].科技创新与应用,2017,05:89-91.

[2]孙高峰.浅谈嵌入式软件技术的现状与发展动向[J].烟台职业学院学报,2013,02:74-76.

[3]高立军.嵌入式软件技术的现状与发展动向[J].信息系统工程,2016,01:126.

[4]熊光泽,罗蕾.嵌入式软件技术的现状与发展动向[J].计算机应用,2000,07:1-3.

篇2

据数据统计，2017年中国育龄夫妇不孕不育的比例高达15%？20%，大约有2000万对夫妇需要接受试管婴儿技术治疗。截至2017年9月，全国约有10万个试管婴儿出生，这和国内辅助生殖中心不到450家和妊娠成功率仅为35%？60%的现状构成了一个矛盾体。从商业的角度来看，试管婴儿服务将是一个挑战与机会并存的市场。

试管婴儿的市场前景

松籽科技就看中了这样的市场，其旗下“生子无忧”平台就是利用互联网和人工智能技术向大众普及和提供试管婴儿服务，提升、稳定试管婴儿成功率，帮助更多家庭实现生子愿望的平台。

平台自8月上线至今已获取过万名注册用户，50%的用户留下了自己的病情或需求信息，而有需求用户的转化率在1%，平均订单金额在16万元以上，实现营收近百万元。

松籽科技CEO张凯特告诉创业邦（微信搜索：ichuangyebang），现在试管婴儿服务的市场变化主要有三点：

首先是，有普通试管婴儿服务需求的人群，随着国内试管婴儿中心的快速发展，预计在2018年到2020年会出现爆发式增长。也正是因为需求强烈，张凯特预计国内的试管婴儿中心会在两年内达到800家以上，所以除了继续开拓海外业务外，松籽科技也会尝试连接更多国内试管中心，助它们提升试管婴儿成功率。

其次，目前有高难度试管婴儿服务需求的人群大部分选择出国治疗，事实上中国的试管婴儿技术水平是世界领先的，着床成功率、成功受孕率及出生率与美国都是不相上下的，所以这类病人会慢慢移回国内治疗。

第三点，有特殊试管婴儿服务需求的人群只能选择一些法律开放的国家进行治疗，而随着人们收入的增加，这类需求也是一直在增长的。

智慧医疗切入试管婴儿服务

试管婴儿服务的市场痛点，可以说也是医疗行业一直以来的核心痛点，那就是治愈率的问题。试管婴儿有治疗周期长（两个月到数年），治疗费用高（3万元以上），患者平均年龄低（平均33岁），治疗过程虽复杂但可量化，各中心的成功率不平衡等特点，这使得试管婴儿急需智慧医疗进入。

松籽科技CEO张凯特向创业邦（微信搜索：ichuangyebang）透露：“为了在第一阶段先着力解决患者的痛点，我们在生子无忧平台上提供了‘全球试管婴儿中心推荐’，这就意味着会让你增加最大程度的获得宝宝的机会。除此之外，患者还想知道别人是怎么治的，所以我们第二个核心功能是‘就医历程分享’，让用户在记录治疗过程后免费获得专业医生团队的跟踪服务。第三，患者还想知道自己该怎么做，所以我们设计了专业的试管辅助工具，帮助进入治疗周期的用户知道自己现在处在什么阶段、要注意什么、下一步要做什么，让患者做到有准备、不慌张。”

生子无忧平台上还有一个“孕育日记”版块，上面记录着每一对夫妇在求医、备孕过程中的心得。每一对夫妇背后都有着自己的故事，他们不仅在平台上交流专业知识，探讨备孕经验，还能互相给予信心、鼓励，这个平台其实更是有着相同遭遇家庭的一片精神家园。

篇3

关键词：人工智能 优选教材 考核方式内容 手段 实践

人工智能（Aritificial Intelligence，英文缩写为AI）是一门综合了应用数学、自动控制、模式识别、系统工程、计算机科学和心理学等多种学科交叉融合而发展起来的的一门新型学科，是21世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。它是研究智能机器所执行的通常与人类智能有关的职能行为，如推理、证明、感知、规划和问题求解等思维活动，来解决人类处理的复杂问题。人工智能紧跟世界社会进步和科技发展的步伐，与时俱进，有关人工智能的许多研究成果已经广泛应用到国防建设、工业生产、国民生活中的各个领域。在信息网络和知识经济时代，人工智能现已成为一个广受重视且有着广阔应用潜能的前沿学科，必将为推动科学技术的进步和产业的发展发挥更大的作用。因此在我国的大中专院校中开展人工智能这门课的教学与科研工作显得十分紧迫。迄今为止，全国绝大多数工科院校中的自动控制、计算机/软件工程、电气工程、机械工程、应用数学等相关专业都开设了人工智能这门课程。南京邮电大学自动化学院自2005年成立至今，一直将“人工智能”列为自动化专业本科生的选修课程，到目前为止已经有八年的历史了。由于南京邮电大学是一所以邮电、通信、电子、计算机、自动化为特色的工科院校，因此，学校所开设的许多专业都迫切需要用人工智能理论和方法解决科研中的实际问题。在问题需求的推动下，南邮人经过多年的努力工作，在人工智能科研方面取得了丰硕的成果，如物联网学院所开发的现代智能物流系统、自动化学院所开发的城市交通流量控制与决策系统，为本课程的开设提供了典型的教学案例。我们结合近几年的实际教学经验，从优选教材、考核方式、教学内容调整、教学手段的改进和实践教学等方面对人工智能课程教学方法进行了总结归纳。

一、优选教材

目前，国内有关人工智能课程的中英版教材种类非常多，遵循实用、简单、够用的原则，再经过授课老师和学生们的共同调研，我们选用由中南大学蔡自兴教授主编的《人工智能及其应用》第三版作为南邮本课程的授课教材。本书覆盖的人工智能知识体系比较全面，包含知识表示、搜索推理、模糊计算、专家系统等。本书主要针对计算机、自动化、电气工程等本科专业的学生所编写，内容基础，难度适中。蔡教授所编写的这本教材全面地介绍了人工智能的研究内容与应用领域，做到了内容新颖、简单易懂、兼顾基础和应用，受到了全国广大师生们的一致好评，多年的教学实践证明我们所选择的教材是恰当的、正确的。

二、考核方式

在全国大部分高等院校，“人工智能”这门课大都选择开卷考试的方式来进行考核。为了强化学生对人工智能这门课基础知识的掌握，南京邮电大学自动化学院选用闭卷考试的方式来进行考核。为了打消部分学生想在期末闭卷考试中通过作弊手段来完成人工智能这门课考核的侥幸心理，我们加强了对学生平时考勤成绩、课下作业成绩和实验成绩的考核，从而杜绝了“一纸定成绩”的现象。我们对人工智能这门课的最后期末成绩是按如下权重来划分的：平时考勤成绩占10%、课下作业成绩占10%、实验成绩占20%、最后的期末考试卷面成绩只占60%。为了克服国家现行教育体制的弊端，避免学生“机械式”地的应对教学和考试，我们对考试题型进行了调整，不再是以往的填空、选择、简答等题型，而是改为以解决实际问题为导向的应用题型为主，这样学生只需要在理解授课内容的基础上利用自己的思维来解题就可以了，这也体现了国家目前正在提倡的应用型教学导向。

三、教学内容调整

对于本科生而言，人工智能这门课程所需要讲授的内容实在太多，由于课时所限，我们必须精简教学内容，让学生在掌握基础知识的同时，也能够了解它的具体应用。因此，我们将人工智能这门课程的教学内容分为两个部分：第一部分是基本理论和方法，包括人工智能的概述、知识表示方法、确定性推理方法等；第二部分为人工智能研究成果的具体应用，包括神经元网络计算、模糊智能计算、专家知识库系统、机器语言学习等。通过对教材内容的合理调整和安排，使得授课计划能够比较全面地覆盖了人工智能这门课程的基本知识点，从而满足了学生们的求知需求。

四、教学手段的改进

（一） 激发学生的学习兴趣

经过长时间的教学我们发现，在选修“人工智能”这门课程时，每个学生的心中所想各有不同，这些学生在刚开始学习时兴趣还比较强烈，但随着教学内容变得越来越抽象，学生逐渐对这本课的学习失去了信心，甚至上课时间不去听课，使授课教师对教学也渐渐失去了信心，导致恶性循环，严重影响了教学质量。针对这种现象，我们认为，在开课前充分激发学生的学习兴趣是很有必要的。我们要结合学校的实验条件，开课前给学生演示“机器人医疗服务”实验，通过该实验的演示，让学生们看到机器人能够给病人提供多项人性化的服务，理解人工智能技术在开发医疗服务机器人多项关键技术中的应用，让学生在开课前能够对本课程的学习产生极大的兴趣，实践证明这种方法是有效的。

（二） 借助多媒体教学

多媒体教学是现代教学过程中一种非常重要的形式，它往往根据教学目的和学生们的特点，通过合理的设计、选择教材内容，应用公式、图形、文字、视频等多种媒体信息进行有机组合并通过电脑和投影机显示出来，与传统教学手段相结合，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。人工智能这门课具有针对性强、内容抽象、公式繁琐等特点，学生学习起来比较困难，为了让学生生动、形象地学习该课程，我们在教学过程中充分利用了多媒体技术来组织教学。例如在课堂教学过程中播放南邮自动化学院梁志伟博士带领学生所开发的“智能足球机器人”比赛片段；让学生在线观看北京大学工学院谢广明博士带领学生所开发的“自主视觉机器鱼”录像片段等。在讲解某些重要的求解算法时，借助Matlab软件和投影机，直接展现该算法的求解过程，从而改善了课程教学的形式，提高了教学质量。

（三）提倡课堂辩论

我们在教学过程中打破了传统的“老师讲课学生听课”的教学模式，多次组织课堂辩论，辩论的主题包括人工智能研究过程中出现的技术困惑、人工智能研究成果转化中的市场前景等。如组织了“电脑PK人脑”“电脑是否让电视消失”“电脑的未来发展方向在哪里”等一系列辩论会。经过激烈的辩论，无论正方还是反方都感觉自己收获很大，增长了知识，开阔了眼界。在教学过程中通过将学生由“被动听课”角色变换为“主动参与”角色，大大地调动了学生的学习积极性，从而提高了课堂教学质量。

五、实践教学

实践教学是课堂教学不可缺少的重要组成部分，通过让学生亲自动手实验来对理论知识进行检验和应用是目前国内外各个大学提高学生综合素质、增强学生市场竞争力的重要手段。人工智能实验教学的目的是让学生通过亲自动手体会授课中的各种智能控制算法，从而使学生能够更加形象地掌握课本知识。人工智能教学计划安排了4学时实验课，设置了“传教士和野人过河”“机器人路径规划”这两个人工智能问题，要求学生独立完成这2个实验题目的编程，并书写实验报告。通过实验，学生动手实践了课堂上所掌握的理论知识，加深了对智能算法的理解。

人工智能是一门实用性较强的课程，我们总结了近几年来的教学经验，从优选教材、考核方式、教学内容调整、教学手段的改进和实践教学五个方面对人工智能课程教学进行了总结。从学生的反馈来看，我们所总结的教学经验对于指导新教师讲授“人工智能”这门课程具有积极的作用，需要指出的是，我们仍有很多不足之处，需要在以后的教学过程中不断努力完善，提高自己的教学能力，争取更好的教学效果。

参考文献

[1]蔡自兴，徐光佑.人工智能及其应用[M].北京：清华大学出版社，2003.

[2]路小英，周桂红，赵艳等.高等农业院校《人工智能》课程的教学研究与实践[J].河北农业大学学报：农林教育版，2007，9（4）：66-68.

[3]马建斌，李阅历，高媛. 人工智能课程教学的探索与实践[J].河北农业大学学报：农林教育版，2011，13（3）：330-332.

[4]赵海波.人工智能课程教学方法的探讨[J].科技信息，2011，（7）：541.

篇4

去年年初，昆山市政府公布了一份富士康工厂的机械化数据：自从2014年iPhone 6上市至今，富士康已经使用机器人（又或者是机械手臂）取代了超过一半的工人，当地工人数量由11万人减少到了5万人。“工人的饭碗会不会被机器人给抢走了？”这是机器人大规模进入企业引发的无数劳动者的担忧。

而在去年3月9日，世界冠军、韩国棋手李世石与谷歌“阿尔法狗”（AlphaGo） 在首尔上演的围棋“人机大战”和今年年初AI机器人AlphaGO的改进型Master再次完胜人类围棋顶尖高手，更是引起科学界及社会各界的高度关注和伦理上的争议，原因就在于人们对人工智能超越人类智慧的恐惧与担忧。

目前，无论是学术界，还是工业界，研究人员都对人工智能带来的伦理挑战进行了大量研究，最新消息显示，微软、谷歌等公司已经成立了人工智能伦理委员会，希望能对这一问题提出解决方案。

智能机器产业前景广阔

在《男儿当自强》的激昂旋律中，一红一黄的两只雄狮伴随着音乐的节奏舞着优美的动作。5月3日，《小康》记者走进位于广州开发区科技企业加速器的巨轮（广州）机器人与智能制造有限公司办公大楼，首先跳入视线的便是这两只一红一黄的雄狮，不仔细看，还以为是真人在舞狮欢迎宾客。该公司副总经理洪润龙告诉记者，这是他们公司研发和生产的智能机器迎宾雄狮。

在巨轮（广州）机器人与智能制造有限公司一楼的展厅里，记者还看到了各种大大小小的机器臂手，“这些机器臂手广泛运用到各个行业的生产企业，尤其是汽车行业，机器化生产已达到70%。”研发总监毕辉介绍说，为从事工业机器人及其核心部件、控制系统、柔性自动化技术开发、制造，公司与多家国际著名的智能装备、精密机床企业建立深度紧密伙伴关系，引进全球领先的前沿技术，解决目前制约国产机器人及智能装备发展的控制系统技术与精密制造技术。目前，巨轮（广州）公司在工业机器人控制器以及RV减速器等核心关键技术、部件方面已取得重大突破，公司自主研发的重载、轻载六自由度工业机器人、五轴联动加工中心、自动化立体仓库、柔性自动化生产线等具备高敏捷性、高稳定性、高一致性和高安全性。

“2014年，在国家发改委和广州市政府的引导和支持下成立专业投资企业。主要专注于人工智能相关领域先进技术的研发和引进，并完成相关技术项目的落地与二次开发。” 广州中以智慧产业投资有限公司副总裁张伦明在接受《小康》记者采访时表示，智能机器人作为人工智能最重要的应用场景之一，是一个朝阳产业，其发展前景广阔，借助以色列在智能机器人发展方面的先进技术，公司依托旗下的中以智能制造基金、中以机器人基金、中以机器人研究院以及以色列英飞尼迪投资集团的丰富投资管理经验和庞大的资源优势，专注于智能制造和机器人等领域先进技术的研发与引进，推动相关技术项目在国内特别是在广州的二次开发和落地，促进关键技术创新并带动新兴产业发展。

智能装备和机器人产业作为人工智能最重要的应用场景之一，从中央到地方，都在加速布局。广州提出到2020年将培育形成超千亿元以工业机器人为核心的智能b备产业集群的目标。事实上，不仅仅是广州，东莞、长沙、武汉等地都在争夺人工智能产业这一蛋糕。广州开发区经济发展局副局长赵必荣告诉《小康》记者，广州开发区智能装备产业主要集中在通用设备、专用设备和机器人三大细分领域，基本形成了从上游关键零部件、中游整机到下游应用集成的完整链条，其中机器人产值规模最大，占智能装备总产值的一半以上。主要发展有自主知识产权、有核心竞争力、有市场前景的工业机器人，重点支持工业机器人本体、控制器、减速器、伺服电机等关键零部件的研发和应用，并培育发展服务机器人、家用机器人。

智能装备产业一直是广州开发区重点发展的产业，目前拥有机器人及智能装备企业73家，2015年实现工业产值132.5亿元，近五年持续保持16%的复合增长率。开发区拥有广州数控、广州启帆、巨轮智能、瑞松、明珞等一大批国内知名的智能装备企业，以及中国（广州）智能装备研究院、国家机器人检测与评定中心广州分中心等以智能装备共性技术研发为主的产业公共服务平台，同时还引进了库卡、发那科等全球机器人巨头。上海发那科机器人有限公司将投资1.08亿元，建设集机器人销售、展示、技术支持、小型加工中心制造与仓储等于一体的华南基地，目前已在“广州机器人产业园”落实4万平方米的用地;库卡机器人公司去年也已在开发区成立广州分公司，目前正在筹备选址设立机器人新工厂，重点开展工业机器人的研发和生产。

广州开发区从2014年开始规划建设占地448公顷的智能装备产业园区，目标是到2020年实现工业产值200亿元，培育1-2家拥有自主知识产权和自主品牌的百亿级工业机器人龙头企业和3-5家相关配套骨干企业。目前，全区集聚智能装备企业75家，2016年实现工业产值110亿元，约占全广州市规模的三分之一。

年轻工人“要做机器人的主人”

近两三年以来，《小康》记者在广州、东莞、佛山等珠三角地区的企业走访时发现，在“转型升级”、人工成本日益上涨等大环境下，诸多劳动力密集型的企业都在积极推进“机器换人”工程。

在东莞，“无人工厂”已经出现，工厂中每天近百台机器手正日夜无休地打磨一个个手机中框结构件，它们被分成10条生产线，每条生产线由一条自动传送带上下料，这个过程不再需要任何人力，需要的只是每条线3名工人负责看线和检查。企业主告诉记者，以前整个工厂要650个工人，现在生产相同的东西，只要60个人就已足够。

去年年初，昆山市政府公布了一份富士康工厂的机械化数据，称自从2014年以来，富士康已经使用机器人（又或者是机械手臂）取代了超过一半的工人，当地工人数量由11万人减少到了5万人。

2011年，富士康CEO郭台铭宣布“百万机器人计划”，计划投入100万台机器人到生产线上，此前富士康自主研发的“FOXBOT”机器人开始在山西晋城批量制造，正式成为富士康的一员。如今，6年过去了，根据富士康自动化技术发展委员会总经理戴佳鹏此前宣布的数据，超过4万台机器人被部署在富士康各个生产流程环节当中。

《小康》记者此前在走访位于汕尾市的深汕合作区部分生产企业时也发现，这里新建的工厂，大部分都以智能机械代替了大量的工人。“机械可以日夜不停地工作，不会喊累，不会闹情绪，不会要加工资，更不会喊要罢工，而且没有安全事故。智能机械的好处显而易见。”大部分企业主都表达了同样的观点。赵必荣在接受采访时也表示，“机器人确实要比工人好管理，最深有体会的应该是生产线部门。”

2013年以来，我国已经连续三年成为全球最大的机器人市场。各地积极推动机器换人有政策引导的倾向，但更多的是基于现实的需要。在中国一些沿海地区，人口红利下降、人力成本上升、人才结构矛盾等问题正在倒逼国内制造企业以机器换人。同时，随着制造业的转型升级，原来的农民工可能难以承接新的工作，企业招录不到所需劳动力，也只能进行机器换人。

虽然实际上目前很多领域单位产量所需机器人的成本并不低于劳动力成本，但“机器换人”这一大趋势依然存在。

然而，工人的饭碗真的会因为机器人的来临而失去吗？

“短期内不会，目前机器人代替的大部分都是机械化的辛苦、危险的工作，都是一些现在80、90、00后不愿意干的又脏又累的活。”毕辉说，机器人逐渐替代人类是产业发展的必然，批量引入机器人不仅要建立在标准化、批量生产的基础上，还要取决于技术的发展和企业的经济实力。张伦明也表示，机器人运用到企业虽然具有很大的优越性，但不可能完全取代人的工作，因为机器人没有思维，只能按照既定程序操作，无法灵活转变。

赵必荣说，人们在谈论机器人或者智能化的时候，潜意识里总会有一个观点，认为机器人与人工是对立的，所以喜欢将它们放在一起比较。但几年下来的现实情况是，智能与人工非但不是对立的，很多时候还是相辅相成相互促进的。

首先，智能制造并不排斥人工，例如人机交互技术就是工人与机器实现协同生产。目前的工业机器人只是代替了一些简单、繁重、危险工序中的人工;服务机器人可在居家养老、医疗康复、教育娱乐等领域解决专业人员不足等难题;而语音识别和人脸识别等人工智能技术也只是帮助人们更有效率、安全地工作和生活。总的来说，智能机器并未对社会就业率带来较大影响。其次，智能机器正在创造新的就业岗位，因其是多种技术的交叉融合，自身发展离不开大量专业技术人员，其催生的新产业生态可吸纳大量劳动力。

但越来越多的年轻人也清楚地意识到，机器换人已是势不可挡。危机，危机，正是危中有机，所以经济大转型时期，机会往往是并存的，就看你有没有敢于改变的勇气与决心。“作为工人的我们，只有通过知识和技能才能改变作为廉价劳动力被剥削的命运。趁此时攒点钱，去学技术，去学知识，达到精通级别，才是我们改变命运的王道。”年轻的工人喊出“要做机器人的主人”。 喜与优 去年年初，昆山市政府公布了一份富士康工厂的机械化数据，称自从2014年以恚富士康已经使用机器人（又或者是机械手臂）取代了超过一半的工人，当地工人数量由11万人减少到了5万人。

人工智能会否超越人类

去年和今年两次的围棋“人机大战”都以人类失败告终，这让许多人质疑人类智慧不如机器，人类可能被人工智能所取代。随着技术的发展，人工智能在陪伴机器人领域中的应用已走入越来越多的家庭，机器承担着越来越多（来自人类）的决策任务，更多人担忧的是，有一天会不会真出现如美国大片里机器人失控追杀人类的场面？

人工智能技术正变得越来越强大，那些最早开发和部署机器学习、人工智能的企业现在也开始公开讨论其创造的智能机器给伦理道德带来的挑战。

针对“人机大战”的两次惨败，计算机科学国家重点实验室主任林惠民认为，人工智能是个复杂概念，有些人工智能处理的是“可测度”的问题，比如各种棋类游戏，不论多复杂，规则是确定的，变化是有限的。计算资源和算法强到一定程度，电脑在计算上总是会胜过人类。但很多领域是不可测度的，包括人的创造力。比如google下棋赢了人，但是设计下棋程序的还是人。

“机器学习、深度学习发展很快，新的算法层出不穷。这个人工智能与多年前的深蓝电脑不一样。当时人们觉得，如果让深蓝来下围棋，它还太小儿科。而如今，人工智能已经可以战胜人类了。”中科院院士吴一戎说，“不过，我觉得人工智能对人类有威胁还是一件很遥远的事情。等我们发展到了这个程度，自然会有相应的科学伦理出台。目前我们要做的，就是跟上人工智能的发展步伐，它将对我们的社会产生深刻的影响。”

在《麻省理工科技评论》的EmTech峰会上，微软研究院的常务董事埃里克・霍维茨（Eric Horvitz）说：“我们正处于人工智能的转折点，人工智能理应受到人类道德的约束和保护。”

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关键词：机械工程；智能化；发展

0.引言

有学者专家认为，当今的是继蒸汽机、电气化、信息化后的第四次工业革命――智能化的时代，这次革命将对人们的生产生活带来前所未有的影响。智能化的实质是在信息化的原有基础上，实现产品、管理、技术等的智能化。随着科学技术尤其是电子信息技术的快速发展，科学技术在经济领域的影响越来越广泛，智能化的脚步也逐渐在社会经济各领域得到应用，与此同时也揭示了机械工程的发展方向。机械工程的智能化是我国主要的研究方向之一，对其发展思路和对策的研究是有重要的理论意义和显示意义的。

1.智能系统的概念

所谓的智能系统是指具有（或者部分具有）人类智能或者能模拟（或者部分模拟）人类智能的体系，其主要有以下几种类型[1]：一是人类自身的人脑系统，这是特殊的智能系统；二是人类通过智能来参与的活动系统，如金融系统、体育系统、保险系统等社会系统和社会经济系统；三是人与机械共同协作的人机系统；四是模拟或者部分模拟人类智能的机械系统，如智能机器人系统、智能控制系统、智能图象处理系统、能计算机系统等

上诉的四种系统还可以划分成两种类型，一是“人本系统”，其包括了上文中的前两种系统，是指人类本身的系统；二是“人为系统”，其包括了上文中的后两种系统，是人类为了改造自然而创造出来的系统。“人本系统”是当今生命科学、认知科学以及社会科学的主要研究对象；而“人为系统”则是工程科学的主要研究对象。当然，通常在进行“人本系统”的研究时，要借助“人为系统”来辅助。

在智能系统的开发过程中，不能只从智能化的意义上来要求，这是不利于工程科学技术的发展的；也不能单单从纯科学角度来进行思考，人工智能是无法完全复制人脑的工作思维能力。我们在进行智能系统的构建时，要积极保证该系统在工程科学角度上能从结果和功能上实现人脑的部分职能，不需要求实现途径与人脑智能实现的途径一致。从这些角度来看，只要符合下面要求，我们就可以称为智能系统：

联想记忆；多信息感知与融合；知识表达、获取、存储以及处理；自治控制，即自学习、自相似、自组织、自适应、自维护；容错

以上的是目前智能系统的要求，随着技术的发展，高级形态智能系统还会产生理性和情感方面的要求，这就涉及到了智能化的最高形态――智能生命。

2.智能技术和认知科学是未来的中心科学技术

知识经济是近些年的社会的主题之一，当今社会通常把知识经济称为新经济，其是指智力资源的配置、占有，知识的生产、分配、使用为主要因素的经济时代。换而言之，未来的经济本质就是智力经济[2]。经济的发展决定了科学的发展方向，新经济对知识、智力有着极大的需求，这给当今的经济部门的智能化以及科学技术部门的智能化提出了新的要求，这也是当今科学技术部门和经济各部门的发展方向，加强对智能化的研究是符合社会经济发展水平的，也是促进社会经济发展的重要保障。

经济时代的不同，其相关的中心科学技术也是不一样的，在21初期信息科学技术是其中心科学技术，在其后的中心科学技术将是以智能技术和认知科学技术。在这个大前提下，加强对智能技术和认知科学技术的研究，积极进行机械工程的智能化，可以保证社会经济的发展，保证国家的繁荣昌盛。

3.智能化是电子信息技术的发展方向

3.1.电子信息技术的发展，最终是为了提升人们的生活水平

随着我国的社会经济发展，人们对生活质量的要求不再停留于物质生活上，转而开始向教育、体育、医疗、科技、艺术、文化等精神生活方面提出了新的要求，即使是现有的衣食住行的物质方面，也越来越多的加入了相关的精神因素。电子信息技术的发展和应用，使得人们越来越多的考虑自身精神需求，也就是在生产、生活中越来越多的考虑智力方面的因素。与此同时，社会的发展是建立在人们的相互协作上，人们的协作活动体现在智力信息的交流和共通的合作上的，这就表明推动社会发展、提高人们生活水平就必然要积极促进信息智力的交流与发展。

3.2.信息化、网络化的本质就是智能化

现代计算机技术的发展是智能计算机的设计和制造；现代网络技术的发展是建立智能网络体系；现代通信设备发展是建立智能通信设备体系；现代的家用电器的发展方向是实现家用电器的智能化，在其余医疗、网络教育、虚拟企业、电子商务等等方面都是以智能化为根本发展方向，简而言之，信息化、网络化的本质就是智能化。

3.3.网络化、信息化是通过智能化来得以实现的

现代信息技术中广泛的应用到了人工智能技术，这些都智能化的体现。人类对人工智能的研究历史只有短短的半个世纪，取得的成果却是极其惊人，但是，对人类认知和智能机制的理解一直是困扰人工智能发展的重要枷锁，这是人类面临的最大难题之一。近些年来，所有的人类研究机构对人工智能的研究工作都进展缓慢，甚至出现了停滞，但是这更说明了人工智能对将来社会的重要作用。随着信息人工智能技术在信息技术中的广泛使用，将很大程度上促进信息技术发展，与此同时对人工智能技术的发展也极大作用。

4.机械工程的智能化对策

4.1.智能化产品是未来机械企业产品的发展方向

我国当前的机械工程企业需要积极的进行产品结构的调整，传统的观念认为机械工程企业只是生产资料的生产部门之一，这种观念在当今的市场经济体制下是极其落后的，严重制约着机械工程企业的发展壮大。机械工程企业不但可以进行生产资料需求的满足，还可以进行人们生活需求的满足。我国机械工程企业在进行产品结构调整时，不论是进行生产资料的产品生产还是消费品的生产，都应该将包含智能信息技术的机电产品放在优先位置。比如在进行加工设备的选择时，要优先考虑包含智能信息技术的多轴数控加工机床；在进行消费品的生产时，可以优先选择机器人宠物。智能化产品拥有广阔的市场前景，索尼公司致力于娱乐机器人的开发，旗下的一款娱乐机器狗――“爱宝”在世界范围内广为销售，为索尼公司带来了海量的经济效益。

4.2.机械工程企业的管理过程要向智能化发展

智能化管理是当今机械工程管理的重要思路，对机械工程企业的管理方式产生了重要的影响。它使得原有的交叉式、多层次管理方式转变成了阶梯模式的管理方式；使得原有的人力管理为主成为微机管理。通过智能化管理系统来进行机械工程企业的生产、销售等活动的检测，并积极跟进检测结果来进行修正，保证了企业管理的及时性和有效性，保证了管理信息的透明度，还极大的降低了人力资源的浪费，降低了人为因素对管理的负面影响[3]。

科技技术的不断发展进步促进了当今社会管理模式的不断发展，智能化管理模式的不断推广，可以有效的提高机械工程企业对市场环境的检测，保证了决策的有效性，有利于规避存在的风险，保证企业的健康发展。

4.3.机械工程企业的设备要向智能化发展

随着科学技术的不断进步，智能化在机械设备中广为体现，机械设备都朝着自动化、智能化、科技化方向发展。机械设备的智能化可以有效提升管理智能化的进程，促进管理水平的提高。机械设备的智能化使得设备的参数可以及时有效的反馈到工作人员身边，保证了机械设备的有效运行，一旦出现故障，智能化系统可以进行警示并且做出相关的停机、断电反应，保证了设备以及生产安全。

4.4.科学技术的发展方向是智能化

科学技术的智能化是实现产品智能化、管理智能化、机械设备智能化的基础保障。科学技术智能化在当今的机械工程生产过程中广为应用，如微显微技术、远程控制技术、导航技术等。

机械工程在不同的生产领域其相关的产品、生产设备、生产技术要求也不一致，其相关的智能化发展模式、发展目的也不一致，这意味着不同领域的机械工程生产需求的智能化也是不一样的。在进行科学技术的智能化应用时，要根据行业特点和生产领域特点，适当的进行技术、设备的选用，保证智能化生产的有效性，保证机械工程智能化的顺利进行。

5.结语

智能化是当今社会科学发展的必然方向，其对我国经济的发展、人们生活水平的提高等方面有重要的影响。在机械工程行业中加强智能化发展，需要我们从生产产品、管理、机械设备、科学技术的智能化入手，积极根据行业领域特点进行合理的智能化技术的选择，保证智能化工作的顺利进行，保证企业经济效益的提升。

参考文献：

[1]孟玄.论机械制造的智能化技术发展趋势[J].科技致富向导.2011（24）

[2]赵志明.机械制造技术的发展及其智能化技术发展趋势[J].中国新技术新产品. 2011（03）

[3]隋晓堂.关于机械加工智能化发展趋势的探讨[J].黑龙江科技信息.2010（17）

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关键词：产业机器人；电气自动化；技术；应用

在当今社会，人们正逐渐扩大产业机器人的使用范围，由原来的配件生产、服装制造以及食品加工等领域，开始探索新领域的应用价值。由于产业机器人的投入使用，让生产工序更加全面化、流程化，使得制造行业的生产效率稳步提升，更符合我国社会经济体系发展的实际需求。电气自动化的引入，能为产业机器人提供更好的技术支撑，两者联合应用能够开拓更为广阔的市场前景。

1产业机器人的概述

产业机器人，又被称为工业机器人，主要是通过计算机对各项电气元件进行控制，以实现智能化操作的目的[1]。产业机器人最早的使用记录可追溯至20世纪50年代，1961年，约瑟夫•恩格尔伯格和乔治•德沃尔两位机器人科学家将发明的机器人“尤尼梅特”投入通用汽车公司的生产流水线中使用。虽然早期的产业机器人并不能进行复杂操作，仅能用于重复捡拾零配件，但这一事件成为了产业机器人应用的开端，约瑟夫•恩格尔伯格也被尊称为“机器人之父”。随着第二次工业革命的发展，技术创新也为产业机器人带来了重大变革。传感器的使用让产业机器人的可操作性得以加强；计算机技术的参与也扩大了产业机器人的能力范围；人工智能的引入，使产业机器人的发展更上一个台阶。产业机器人由于可替代工人应对各种繁重、枯燥的工作流程，适应恶劣的工作环境，因此，应用领域也越来越宽广。随着各种高新技术的应用，产业机器人在动力机械与计算机后续发展中，衍生出全方位延伸人的智力与体力的新时代生产工具，这是实现生产数字化、智能化、自动化的重要方式[2]。再加上其精准的操作性优势，可在制造过程中提高企业生产效率，并且逐渐降低人工成本，减少人力资源损耗，对提升企业效益、维持社会经济的可持续发展意义重大。

2电气自动化技术中的概述

2.1电气自动化技术。电气自动化技术属于工程技术中一门专业，是由电气信息领域引申出的一个新学科。早期的电气自动化多应用于电气设备及电子行业，电气自动化通过对信息的搜集，使企业管理者能更好的了解和掌握企业的整体生产运营情况[3]。再加上与自动化相结合，就能在自动化控制和机电管理等高精尖行业中发挥出其巨大的潜能。通过对这项技术的不断探索，电气化自动技术的应用也更加常见，由于其与工业生产和日常生活关系紧密，所以发展速度较快，目前已是高新技术产业的重要组成部分之一。2.2电气自动化技术设计重点。电气工程及其自动化设计包含了硬件设计和软件设计两个部分，安全性与先进性是其设计的关键所在[4]。在硬件设计上，首先要明确产品的实际用途，从使用环境、设备功能、操作流程等方面综合考虑，在保证稳定性和耐用性的前提下，将电气自动化技术打造成适合制造需求的产品设备。在软件设计方面，要体现出产品的简便性，因为设备是供日常生产生活使用的，所以简单、易上手的操作性是产品设计的主要目的；在制造过程中，还要充分考虑人性化的特点，提升控制者对设计方案的满意度。将硬件与软件合理结合，同时关注到安全性和先进性两大重点，是电气自动化技术设计的最终追求。2.3目前我国产业机器人电气自动化技术现状。虽然我国工业化起步较晚，在机器人研究领域和电气自动化技术水平上落后于西方国家，但是我国投入了大量的人力、物力和财力，采取切实可行的对策，尝试将人工智能应用到电气自动化领域当中，以改变原有落后的生产结构模式，实现电气自动化的大范围应用[5]。随着我国科技水平的进步和生产制造的革新，产业机器人与电气自动化技术的联合应用已初见成效，有望在未来实现技术升级，改变现状。

3产业机器人电气自动化技术的联合应用

3.1产业机器人的技术革新应用。传统的产业机器人多从事单调、重复性较高的工作，引进电气自动化技术后，可加强其运行稳定、精确定位、复杂装配等功能，实现传感系统的升级。比如，提升产业机器人的触觉传感能力，使之接触物体时更加敏感，灵巧性和能动性更好；强化视觉传感功能，通过对周边环境的温感、光感、体感等因素综合分析，辨别自身位置。根据实际使用需求，加装声呐、红外、蓝牙、GPS卫星定位等技术，使产业机器人突破传统限制，为人类社会提供医疗手术、货物配送或救援定位等服务支持。通过电气自动化技术对产业机器人进行系统编程，还能充分发挥机器人内部的各种元器件的组合效果，跳出传统加工制造的思维限制，实现技术革新。3.2产业机器人的应用领域扩展。以往产业机器人多应用在简单的电气控制、电气设备管理以及工厂制造等领域。主要原因在于，技术条件制约了产业机器人的功能拓展，使其一再重复乏味的工艺流程。借助电气自动化技术的帮助，产业机器人不仅可以提升在原有电气行业中的影响力，而且还能扩大在其他领域的影响范围。以电气行业为例，电气自动化技术可改变以前电气设备连接复杂的困境，使用电气控制器实现智能化管理，提供故障预警服务和自动排查功能，解决报修时人工逐一排查的难点；同时，集成电气控制系统，使自动化理念更好的融入产业机器人制造当中，实现真正的一键式智能管理。信息技术的不断发展催生出各种新型的电气自动化技术，包括高精度运动控制、模块化与嵌入式控制系统设计、高可靠性实时通信网络、复杂设施设备系统仿真技术等[6]。将电气自动化与医疗、配送、救援等多个领域相结合，也能提业机器人的跨领域服务，如果稳定性和安全性得到提升，还可以进一步拓宽市场应用前景。3.3应用于精密零部件制造。产业机器人与电气自动化技术联合应用，可保障精密零部件的加工质量，提升制造业的现有加工水平。电气自动化的使用能辅助产业机器人由简单加工逐步走向深度研制，开发全数字开放式控制系统，能正确测量零部件的大小、规格等数据，实现精密零部件的批量生产。而且，二者的作用是相互的，产业机器人也能在制造期间通过前端反馈，完善电气自动化技术的数据库，在研发和制造过程中逐步提升行业水平。3.4培养产业机器人的自学能力产业机器人和电气自动化技术的联合还能增强机器的自主学习能力。依托机器人—环境交互、人机交互等系统的技术支持，产业机器人能与外界环境协调联系，执行装配、监测或是较为繁杂的组合任务。通过云端服务器的连接，能更加自主化的判断所处环境形势，以适应不同环境的工作需求。

4未来发展趋势

4.1产业机器人的未来趋势。从长远的角度来看，产业机器人的应用肯定会涉及到更多的领域，并且机器人的数量规模也会越来越大。伴随着科学技术发展的日新月异，产业机器人必然会在现有基础上整合更多的技术功能，使用范围变得更加专业性，分工也更加具体明细。从之前的单一重复操作到现在的精细化加工，由此可见，产业机器人的未来发展趋势，会逐渐开始由单纯的体力劳动角色向更多的脑力劳动角色转型。4.2电气自动化技术的未来趋势。电气自动化技术的发展也由当初传统的电气控制技术到如今的人工智能技术，发展速度较快。而且随着当前技术的发展，电气自动化技术与物联网、通信行业、仿真技术的联系日益紧密，和计算机行业的联系也逐渐增多，符合人类社会发展的技术需求。4.3实现全行业覆盖。产业机器人与电气自动化技术的应用能够体现出人机协作、自主化的优势。毋庸置疑是产业机器人未来必然会进入到一切原本以为人类才能够进入的领域．从事非线性的工作，甚至在决策领域发挥作用[7]。除了已经基本全面使用产业化机器人的农业耕收、装配制造以及食品加工等行业外，产业机器人已经在新闻、医疗手术、航空航天这些行业接管了人类的部分日常工作，例如，自动即时短讯、提供精细化手术治疗、提供航空航天对接帮助等等。因此在未来，机器人会逐步实现对人类社会全行业的产业化覆盖，为社会经济发展提供更好的服务。

5结语

产业化机器人属于时展的产物，同时，电气自动化技术经过人类不断的探索和实践，从单一行业发展而来，并结合多项技术逐渐走向成熟。就目前状况而言，二者相互融合已经能够各取所长，节省更多的的劳动力资源和时间成本，为人们提供更加高效、便捷的服务。不仅有利于实现技术的交融与变革，而且更有利于企业生产效率的提升，促进社会经济水平的发展。具备广阔的未来应用前景，能实现更多行业的技术专业化发展、精细化管理，朝着智能化社会的方向稳步迈进。

参考文献：

[1]曲连君,张杨.产业机器人电气自动化技术的应用[J].商品与质量,2020(35):2.

[2]王鹏凯.解析产业机器人电气自动化技术的有效应用[J].科技资讯,2019,17(14):32-33.

[3]王霄,张永利.电气自动化在电气工程中的应用分析[J].环球市场,2019(6):345.

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关键词：计算机软件；软件技术；发展趋势

中图分类号：TP311.5

计算机的快速发展，可以说带动了整个社会的进步，也改变了人们的生活。而如今，它已经不单单只是一种计算的工具了，更是人们智慧的结晶。其应用十分广泛，基本从20世纪中期开始，计算机技术的身影就由军事领域逐渐扩大到社会经济发展的各个领域，在数据通信、文化教育、经济管理和医疗设备等领域都有着十分重要的作用。计算机软件技术作为计算机的核心部分，主要担任着计算机系统执行着某项任务所需要的程序、数据和文档等。随着计算机的应用不断的增加，信息技术的快速发展和计算机硬件的日益更新，计算机技术的快速发展和软件技术产业成为新世纪的新型产业。也成为国民经济增加的主要因素，同时，也是全球共同关注的竞争问题，近些年来，我国的计算机软件产业也逐渐成为我国的经济发展的支柱产业，也加快了我国的信息化进程。所以，在这个计算机飞速发展的今天，我们应该了解计算机的发展现状和未来的发展趋势是十分必要的。

1 计算机软件应用现状

1.1 计算机用户增多的原因。计算机教学作为一科基础教学任务已经普及到初中甚至小学，无论是农村还是城市里，计算机已经成为了解世界和咨询问题的一种工具。因为有了计算机，使得地球成为了地球村，让人民开拓了视野，这无疑是计算机用户增多的主要原因。同时由于在我国电器行业竞争力特别大，更新速度快，一台电脑的价格也变化非常大。再次就是国家的一些政策促进了人民的消费，比如国家实行家电下乡的补贴政策等等。同时，还与人们的生活水平的提高也息息相关，使得人们的基础设施健全，计算机成为人们的一种家电之一[1]。

1.2 计算机软件的用途。计算机的发展如此之快，正是因为它的用途十分广泛，这里讲计算机的主要用途归属于六大类。一是娱乐活动。二是日常工作的一种工具。三是通过计算机能够实现自动控制，这也是计算机应用的另一个重要的方面。四是可以利用计算机进行教学，计算机辅助教学是利用计算机为工具向学生们教授知识，这样可以节省时间，方便同学们能够较容易的接受知识，也能按照不同的教学方式和领域进行教学。五是通过计算机进行设计，采用计算机设计是一种实用的技术，计算机设计的过程能够实现自动化或半自动化，可以大大缩减设计周期，减少设计成本和加快产品的更换率，在产过程中起着的作用。六是实现人工智能，计算机拥有记忆能力和逻辑能力，利用计算机模拟人类智力活动，能够代替人类部分劳力劳动，所以智能计算机作为人类智能的辅助工具，在以后的生活中会应用到很多的领域里。

2 算机软件发展在实际应用中存在的问题

近年来，计算机在我国发展迅速，相关部门对计算机软件技术也有着大力支持。尽管这样，但是面对计算机软件产业的发展和日益激烈的竞争状态，我国的计算机软件的应用方面任然存在着以下几个方面的问题。一是计算机软件产业核心技术缺乏，正如目前我国的软件技术处于中等的研发水平和研究实力，特别是在自主创新方面能力不高，由于这些问题使我国的软件产业在全世界的软件产业处于中等水平，所生产的产品在市场上具有不好的趋势。同时，由于核心技术的缺乏，甚至在关键性和战略性的领域中处于空白状态，出现一些市场经济效益差和市场前景不好的状况，与此之外，核心技术的缺乏不仅不利于计算机软件的长期发展，还对许多的安全信息构成了一定的隐患。二是计算机软件产业产品体系不合理，缺乏具有一定经济实力的企业的影响力，同时，我国的计算机软件技术产业也缺乏长远的规划，在很多情况下只限于眼前的利益出发，从而使得开发的产品缺乏竞争力。同时，缺乏以专业服务态度体系来支持现代的发展模式。三是计算机软件人才结构的问题，就目前看来，我国的计算机软件开发人员主要从事的是基础程序开发和基础技术的支持等基础性的工作，对于具有研究高层次软件技术的人才较为缺乏，这也成为我国目前计算机软件产业中的一大重要问题，正是因为人才技术上的问题，使得生产的技术产品和市场前景有着一定的偏差，因此，在实际的生产和再满足国际市场的前提下，我国应该提高对计算机软件研发技术和国际经营能力的复合型人才的培养和利用。四是计算机发展的环境问题，近年来，虽然大部分对计算机的发展很重视，但是任然存在对软件的重视程度和投入度不足的现象。存在着恶性竞争和软件盗版现象，长期以来的恶性循环，致使计算机软件产业止步不前[2]。

3 软件的发展趋势

3.1 开放化趋势。在实际的生产中，所谓的开放化就是指软件源代码的开放和软件产品的开放，对于开放源代码，可以降低软件技术和知识产权的成本，所以以开放源代码为基础的发展软件产业是推动我国计算机软件产业的开放化趋势的一大重要途径。同时，计算机软件技术的开放也能使软件行业内的人员能够相互学习，共同提高，从而提高产品的质量。这样也能进一步促进计算机软件的发展。

3.2 网络化。在信息时代的今天，网络是其一个基本特征。计算机软件产业的发展也是依靠网络为中心的变革，因为网络的高速发展，也拉近了全球的距离。所以网络化必将是计算机软件技术在未来世界市场中的一个重要的发展方向，它将会应用于世界的各个领域，并且能为各个角落的人提供服务。

3.3 服务化。在市场众多的产品竞争下，为客户提供优秀的设计理念，提供先进的设计技术和全面的应用功能及满意的服务态度，是计算机软件的一种主要的发展模式。它具体指的是在高层系统软件控制之下各种服务器形成一个具有计算和数据处理能力的多功能服务环境。同时，在软件技术的开发人员的思想和素质上也具有服务化的理念。因此计算机软件服务化趋势所提供给客户的体验就成为市场竞争的关键性因素。

3.4 智能化。在社会不断发展的今天，人工智能也不断的发展，其应用也越来越广泛。它可以提高资源配置的效率，提高信息系统的自动处理能力，扩大了意识思维的处理能力。所以自动化。数字化等信息技术促进了计算机软件的技术的高级化和成熟化发展，所以计算机软件的发展在以后必将朝着智能化趋势发展[3]。

4 结束语

随着计算机的普及和通信技术及计算机技术的发展，计算机与人们的关系变得日益紧密。人们的生活。生产和科学研究都已经离不开计算机，无论从哪种角度去看，计算机在我们日常生活中带来的作用都是不可衡量的。但是根据我国的实际情况，计算机的开发仅仅才几十年，在这段时间内，计算机也不断的变化升级，但任在很多方面还有不足，所以对于软件开发工作人员来说，在软件开发是选择合理的系统和科学的管理办法，才能使计算机的应用越走越广泛。

参考文献：

[1]陈波宇.计算机管理系统应用状况及发展前景[J].科学故事博览，2010（01）.

[2]梁华.浅论近年来软件开发技术与应用发展趋势[J].科技信息，2010（16）：118-120.

[3]孙丽霞.我国计算机软件现状及发展趋势[J].科学学报，2012（10）：311-313.

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香港贸发局副总裁周启良表示：“全球经济增长速度缓慢，港商难免面对更大挑战。这届展会首次设立科技馆（Tech Hall），增设虚拟现实（VR）和初创专区，并举办一系列初创专题活动，为主动出击的初创企业寻找投资者和合作机会。本次展会上，无论是参展商或买家都明白，在困难的经济前景下更需要迎难而上，才能突围而出。”

科技潮流：

VR “挑大梁” 初创专区吸眼球

秋电展与国际电子组件和生产技术展不但是业界的年度采购盛事，也是预览来年电子产品潮流、交流市场信息的窗口。如今，各行各业智能化、科技化已成为市场大趋势。为了在展区划分上体现行业科技潮流，今年，秋电展上首次设立的“科技馆”最受关注，包含五大展区： VR、初创专区、3D打印、智能科技、机器人和无人操控技术，这五大展区方便买家采购各类高科技电子产品，投资者亦可从中物色初创企业进行合作或向其投资。

⒈虚拟现实专区延续科技热潮。

整个秋电展上， VR 产品成为“挑大梁”的角色。在新设的“VR”专区除了常见的VR眼镜外，还有VR 盒子（需要插入手机使用）、 VR 一体机，及拍摄VR片段的产品。例如首次参展的一家香港展商先龙国际有限公司带来360度VR航拍无人机，是用来拍摄360度全景和VR视频的专业器材，兼具运动相机的功能，可以使用户在空中进行全方位球形航拍。公司总经理罗子健表示，VR航拍无人机吸引了来自美国、欧洲和东南亚地区买家的注目和查询，已经与他们建立联系以作进一步磋商。他认为，展览吸引了来自世界各地的买家前来采购，带来很多商机，预期明年将再参展，以推广更多新开发的产品。

另外，一家台湾公司将带来3D景深摄影扩充模组，配合应用程序，用户能以手机拍出3D影片。

此外，赞助商渣打银行在展会上以很醒目的方式借助 VR 来做宣传。

⒉初创专区创新博眼球。

近年，初创企业的数量持续上升，大会新增的“初创”专区网罗近50家来自中国、加拿大、美国的初创企业，展示创新的科技与概念。

初创企业是经济多元化发展的要素之一。初创企业如要突围而出、获得垂青，就需要合适的展示机会和面向投资者的平_。因此，大会特别在秋电展期间举行一系列初创专题活动，比如，加拿大参展商带来汽车监控及分析设备，可以把普通的汽车变成“智能汽车”，其九轴方向感应器可以提取在发生事故时所获取的数据和资料，描绘当时汽车行驶的路径。另一中国香港地区初创参展商在展会上介绍了专为零售商而设计的电子智能价格牌，它配备高清全彩显示屏和Wi-Fi功能，方便实时更新价格等信息。

来自澳大利亚的买家The Product Group董事史蒂芬・卡亚力考斯（Steven Kayalicos）对初创专区的新科技、概念及产品特别感兴趣。纵然科技可以让人透过网络会面，但史蒂文・卡亚力考斯乐于通过展览与多位业界代表直接交流。他参加了展会上的项目提案环节。“相信我会在项目提案环节当中寻找到两至三家初创企业合作。另外，我在展会也找到两个新品牌的摄像机和运动科技产品，稍后会带回澳大利亚在当地市场推出。明年我会再参加秋电展。”史蒂文・卡亚力考斯对记者表示。

美国众筹平台Indiegogo为拥有崭新概念和有志创一番事业的人提供筹集资金的平台。Indiegogo大中华区策略项目高级主管本・贝特曼（Ben Bateman）在“初创企业第一步”研讨会上表示：“很多人都将创意画成图像上传到网络，吸引投资者的支持，现在Indiegogo已经为不同项目筹集十几亿美元的资金。”本・贝特曼对初创专区的产品及方案十分感兴趣，并在展会了解初创者的商业概念。

⒊会跳舞、会拍照的机器人来了。

当然，展会上总少不了机器人的身影。在秋电展上，去年开始设立的“智能科技”“机器人及无人操控技术”展区，继续带来创新电子消费品和未来科技，当中包括加入物联网技术的机器人、行李追踪带、航拍器和电动滑板车等。

其中，跟着TF Boys《青春修炼手册》的歌曲跳舞的机器人最受参观者喜爱。机器人跟随音乐，左右上下摇摆，有时还有手指动作，节奏也完全跟得上。还有会自拍的机器人、与人对话的机器人，更加丰富了机器人的功能。

⒋“3D打印”展区五颜六色似童话世界。

在“3D打印”展区，所展示的3D打印模型的目标群体主要是教育机构（用于制造玩具）和工厂（用于塑模）。由于工艺复杂，其展示的模型惟妙惟肖，不过制作耗时较多，一般在几小时到几十小时不等。

比如来自中国广州的一家公司，就用 3D 打印笔“描绘”了一个个五彩斑斓的童话世界。据厂商介绍，这种 3D 打印笔目标受众是儿童，因此采用的打印材料都是环保的。与工业用 3D 打印机不同， 3D 打印笔完成 3D 模型，创作者的动手能力很重要。或许这类 3D 打印笔有望成为儿童最好的创作工具。

还有中国香港展商带来一部针对家庭和学校用的3D打印教学套件，用户可以按照说明书指示，自行组合打印机进行打印，并于组装过程中学习打印机的操作。

⒌可穿戴设备展区：“传统手表”也能计步了。

前些年大热的可穿戴设备展区今年稍显得有些冷清，展品还是以智能手表为主，不过在功能上都大有长进。 比如，深圳的一家企业推出的智能手表，从表盘来看，它几乎与传统机械手表如出一辙。不过，该家厂商介绍，加入智能芯片等零部件后，传统手表也能与现代科技相结合。据悉，这些手表已经具有运动与睡眠监测、来电提醒、拍照控制等功能，加上其180天的超高续航时间，以及传统手表的设计，预计有望获得市场喜爱。

不过也有惊喜，在展会上最吸引买家驻足询问的是一款像VR头盔的智能激光生发头盔。不过，这款智能产品可与VR无关，它主要用于防止脱发，增加发亮。从工作人员的讲解中可知，它的生发原理是， 650 纳米波长的激光到达毛囊根部，被毛囊根部中的黑色素吸收，从而促进毛囊根部吸收充足的能量，这将有助于调节人体头皮油脂分泌，加速血液循环，以及毛发生长。

德国著名可穿戴式科技企业Wearable Technologies AG行政总裁克里斯蒂安・斯丹莫（Christian Stammel）表示：“可穿戴式科技现已融入各式各样的电子产品当中，相关科技仍在起步阶段。明年会有愈来愈多新研发的产品以智能腕表为基础，而可穿戴式科技将在医疗保健的范畴上有更大发展空间，当中‘智能贴’的潜力尤其大。‘智能贴’能够直接贴在身体上，为用户采集更多相关数据。”他在展会上看到有仪器能分析用户的压力程度，继而通过向神经系统输出反馈，为用户减压。他对此仪器特别感兴趣。”

⒍品牌荟萃廊品牌产品琳琅满目。

品牌是消费者在选购电子消费品的重要考虑因素之一。秋电展的“品牌荟萃廊”云集550多家品牌的电子产品，涵盖数码娱乐、家居科技、无线及通信，以及电源设备等，为买家提供多元化选择，当中包括Desay（德赛）、威马（Goodway）、超霸电池（GP Batteries）、海尔（Haier）、英特尔（Intel）、摩托罗拉（Motorola）和伟易（VTech）等。

韩国家用电器参展商Cuckoo Electronics Co首次参加秋电展，旨在拓展公司的出口业务。其海外业务团队区域经理张迈思（Max Jang）表示：“展览提供了一个良好的平台，让我们寻找新的经销商，我们已经找到来自台湾的潜在经销商，双方将进行洽谈。”

虽然电子展搭建的是贸易采购平台，但香港贸发局同样看重小批量采购交易在未来的潜力。在电子展的展览场内继续设置“贸发网小批量采购”专区，集合超过330个专柜和产品展示，总共超过2900件小批量产品，最低采购量为5至1000件，迎合市场“单密量小”的采购模式。同时，电子商贸近年大行其道，“贸发网小批量采购”网上交易平台方便供应商与全球买家直接在网上完成交易，展示超过10000家供应商，逾12万款产品。

值得关注的是，大会委托独立调查机构益普索在展会期间访问了1052位参展商及买家，了解他们对市场前景及产品趋势的看法。

{查发现：受访者普遍对明年的市场前景持审慎乐观的看法，有86%受访者预期2017年的整体销售额会较2016年有增长或持平；而83%的受访买家预期产品售价会上升或持平。受访者被问及香港平台的优势，分别有61%的受访买家及64%的受访参展商认为，会增加通过展会平台采购或销售产品，两者比例均较去年增长约一成。

超过70%的受访者认为VR未来两年的发展大有可观，其中VR与手机、网络游戏、视听娱乐产品的结合最具潜力。有76%受访者对可穿戴式产品未来两年的发展持正面看法，较去年增长一成。而智能腕表、智能手带，以及医疗保健和运动相关的可穿戴式产品将是未来两年很有增长潜力的产品。智能家居是大趋势之一，逾六成受访者预期，与互联网和流动网络连接的无线系统智能产品未来两年有最大的增长潜力。更有超过一半受访者表示，会愿意多付出1%～20%的价钱去选购智能家居电子消费品，这也表明厂商开发智能家居相关产品是顺应了趋势。对产品趋势及消费者习惯的看法，最多受访者预期，电子或电器配件会是明年最具增长潜力的产品类型，其次是视听产品和数码影像产品。另外有七成受访者表示，消费者更倾向于网上购物，主要是在选购产品时可以看到比价，同时也会参考网络、社交媒体的评论。

智能手表、平板、智能家居……仅仅一年的时间，展会的主角就从这些悄然转向VR。VR产业起步之迅速、发展之迅猛让所有人都有措手不及之感。

透过此次秋电展可以发现，VR系统在VR产业中所起到的作用举足轻重。但VR产业与传统产业的融合更是VR产业的纵向延伸。在展会上，Nibiru展示了其在“VR+行业”领域的探索。或许，接下来让所有产业与VR产业建立无缝对接，是VR产业发展的大势所趋。

国际电子组件和生产技术展：

网罗尖端电子零件

与秋电展发挥协同效应，同期举行的国际电子组件和生产技术展恰逢20周年庆典。作为电子产业上游供应链的重要采购平台，今年的国际电子组件和生产技术展网罗来自中国、美国、德国、法国、新加坡、日本及韩国等国的尖端电子零件、组件及科技，为业界设计新产品提供意念和素材。

焦点展区“显示技术世界”带来适用于太阳光线下的液晶显示器，具备广角高清显示屏，并可配上触控屏幕，适合于户外显示应用。今年的展览还包括其他电子组件，如印刷电路板、键盘及开关、新一代的微型电子器件、太阳能光伏电子元件、模组、模块、光伏技术，以及智能硬件的元器件，为制造商提供手机和平板电脑的显示屏光源、迷你零件和智能开关模组等。

来自巴西Nitere公司的买家卡洛斯・罗德里格斯（Carlos Ant・nio Rodrigues）首次参加展览，他专程来港为该公司供应的自动柜员机采购显示屏和主板，展会第一天已经找到3家中国内地的供应商。他表示：“会订购数千部显示屏。”

中国台湾参展商冠坤电子企业股份有限公司带来专为汽车应用而设的新产品，有来自印度、新加坡、马来西亚、菲律宾、丹麦等国的买家对产品感兴趣。该公司的业务部协理石登扬认为：“展览能为他们扩大国际视野，接触更多环球买家，有助扩展业务。”

来自波兰的买家拉多斯瓦夫・莱舍克（Rados・awLeszek）是当地知名的电子产品批发商，也是第一次来展会采购电子配件和组件，包括电线、充电器、LED、连接器和插座等。拉多斯瓦夫表示：“我在展会与大约100家参展商建立了联系，他们提供许多有趣的产品。我们预计将达成总共超过100万美元的订单交易。”

创新趋势：

应用物联网科技变身潮物

物联网已成为网络热门关键字，为不同行业的企业带来无限机遇。在展会期间，同期举办的还有物联网和智能装置创新科技论坛，现场厂商、专家就“新兴的科技力量”为题，分享物联网的应用方案，探讨其发展趋势和庞大商机。

特斯拉中国香港、澳门及台湾地区区域总监范菁怡表示：“特斯拉 Model 3 早前在香港推出时排队订购热潮如买iPhone一般。”她强调，特斯拉并不是汽车生产商，而是一家汽车科技企业，它通过应用物联网技术令新型号汽车变得更有智慧（Smarter），让车主的驾驶体验更富乐趣。

电动车技术并不新鲜，但范菁怡认为：“特斯拉全球大热具有四大元素，适合的产品、基础建设、生态系统，及配合政府政策的支持。”

亚马逊网络服务系统解决方案架构师奥利维尔・克莱因（Olivier Klein）表示：“物联网的发展趋势，是通过云计算和人工智能，让不同的物体更有效地联系起来。他以亚马逊网上书店的货仓为例，货仓不只是把机器人跟货架联系起来，而是根据用户购物习惯的大数据进行排列，方便机器人操作寻找图书，令作业效率不断提升。”

他继续补充：“在物联网领域，并非单一企业就能令世界变得‘聪明’，而是需要企业之间的合作，亚马逊就通过开放的云平台汇集第三方技术优势。比如，合作研发的Alexa 人工智能声控助理，可回复天气、新闻、音乐等资讯，甚至控制其他家电设备。”

纳米和先进材料研发院有限公司技术总监李伟文博士介绍了已在电子、美容、医护、家电等领域广泛应用的纳米物料。他特别提到，该公司利用纳米物料新近研发的可印刷柔性锂电池，为电子产品业界带来惊喜。他表示：“可穿戴电子产品已是潮流趋势，因为配备感应器，便可收集用者心跳、步速等数据，进而与医疗设备进行结合。而这款可印刷柔性锂电池可以180度卷曲，正好迎合可穿戴电子产品的需要。”

市场策略调查公司欧睿信息咨询公司环球消费电子产品研究总监陆泰克（Wee Teck Loo）表示：“物联网应用并不代表要取代传统设备，而是把传统设备与物联网技术进行结合，带来更大的好处。”

他解释道：“洗衣机平均可以用7至10年，但只要在旧的洗衣机安装智能工具（Smart Meter），就可以通过可穿戴式工具或智能手机设定相应洗衣程序来收集用户洗衣习惯的数据，从而减少电力、洗衣液等的消耗，甚至有助建立品牌忠诚度。”

惠普旗下无线网络设备生产商Aruba亚太区技术总监韦颂修引述麦肯锡2015年调查数据表示：“物联网应用市场规模于2025年将达到11.1兆美元，对于企业来说，势必要跟上转型的节奏。”韦颂修还提出：“社会将走向Idea Economy （意念经济），关键在于企业要跟上转变的速度。如Uber或Airbnb，前者并未拥有一架车，后者亦没有经营一间旅馆。物联网更像破坏性科技（Destructive Technology），D型太慢便会落后。”

无线电通信技术研发公司高通高级销售总监黄兆瑜表示：“物联网带来广泛商机，但亦制造分裂（Fragmentation），它把分散的物联网商机结合起来，包括开放共享平台，又用单一芯片代替不同的组件，更能实现智慧家居。”

另外，TEDx Hong Kong则在展会期间请来不同领域的专家分享对未来科技发展的见解。此外，由香港贸发局和香港电子业商会合办的“电子业奖2016”旨在促进电子业届提高产品设计和创新水平，表扬杰出的参展商。本届比赛由13项产品组别中选出21项得奖产品。其中安保睡科技的婴儿呼吸检测系统获得了本次活动评审们的青睐，荣获产品设计创新奖。

内地创新力量：

“东莞制造”品牌开拓国际市场

在秋电展上，为东莞企业设立的“小批量采购――东莞专区”吸引了非常多的买家。其中东莞市优陌儿智护电子科技有限公司（简称“优陌儿科技”）的展台，主打智能家庭服务，以其产品优陌儿机器人展示具有针对性的健康监测模块，可以向子女、医生、医院传送血压、血糖、心率等实时数据，为老人群体提供智能关怀服务。

另外一家东莞市星以达五维公司主要研发、生产、销售工业级和民用级的各类型3D打印机，提供专业的3D打印解决方案，至今已取得100余项专利，设备成功出口到全球50多个国家和地区。

东莞是一座比较特殊的城市，具有先天的地理位置优势，位于珠三角东南部，穗深港经济走廊中段，周边有香港、广州、深圳三大中心城市，既具有率先开放的条件，能够有效接受中心城市的辐射带动，又注意错位发展、合作互补，避免与三大城市同质竞争。

为帮助东莞企业拓展新兴市场，东莞市政府鼓励企业扎根东莞转型发展，让企业“走出去”是东莞市在推动的工作。据了解，2010年以来，东莞市先后14次组织企业参加香港贸发局组织的重点展会，并多次开辟“东莞专区”，参加相关论坛，组织企业与香港服务业举办专场对接会等。尤其是在今年6月，东莞市商务局与香港贸易发展局签订《“东莞制造”品牌推广五年计划合作备忘录》，明确未来5年在会展、信息共享、商贸平台、服务业等方面全面加强合作。

东莞市外商投资促进中心主任黄文丽表示：“东莞拥有庞大的制造业集群，对生产型服务业需求大。而香港拥有高度发达的服务业，能提供多元化专业服务，莞港产业优势互补性强。双方进一步发挥好两地经贸往来‘助推器’的角色作用，通过体贴、专业的服务，推动生产型服务业来莞发展，鼓励莞港两地企业共同走出去。‘东莞制造’品牌推广模式是从东莞市的产业特色出发，着重于行业的推广和‘东莞制造’品牌的宣传。东莞将通过香港贸发局的‘四合一’商贸平台，帮助东莞企业开拓海外市场。”

篇9

关键词？演天津滨海新区；3D打印；政策建议

中图分类号？演F407 ？眼文献标识码？演A ？眼文章编号？演1673-0461（2013）12-0068-05

一、引 言

2012年4月，英国《经济学人》杂志刊载封面文章《第三次工业革命》，将 3D 打印作为第三次工业革命的重要标志。同一时期，美国《时代》周刊将3D打印列为“美国十大增长最快的工业”。这一系列标志性事件，将3D打印技术推上前台，引发了世人的广泛关注。

二、3D打印技术概况及产业特点

（一）3D打印技术概况

3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。与切削等材料“去除法”不同，3D打印技术的主要流程是应用计算机软件设计出立体的加工样式，运用特定的成型设备，将粉末、液体、片状等离散材料逐层堆积，“打印”出产品（如图1所示）， 因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。

3D打印技术常在模具制造、工业设计等领域用于制造模型，现在正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用该技术打印而成的零部件。在汽车，航空航天、医疗产业、工业设计、建筑、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。

（二）3D打印产业特点

虽然3D打印技术出现已有十几年的历史，但3D打印产业仍处于发展阶段的初期，业态尚不丰富，行业成熟度低，但未来的成长性非常好，从整个产业来看具有以下两个特点。

产业链长，辐射带动效应显著。3D打印产业涉及材料技术、信息技术、装备制造、生产业等诸多领域。仅耗材一项，就包括7个大类30余种工艺设备、几百种打印材料。产业应用辐射面极广，是制造业与服务业融合的典型产业，能够催生大批新兴产业。无论是从技术还是应用角度来看，3D打印相关技术及设备都属于机械工程、自动控制、激光、计算机、新材料等多个领域的交叉融合。从产业链角度来看，3D打印技术领域与上下游相关行业领域关联十分紧密，带动作用很强。

科技含量高，带动制造业数字化变革。3D打印技术的应用大大缩短了新产品研制周期，能够迅速提升复杂零件的制造能力，使复杂模型的简单直接制造成为可能。3D打印技术显著提高了新产品投产的成功率，大大降低了新产品的研发成本。目前，一个预测观点在产业界广为流传，观点认为：未来的制造业，人力、资金、设备等生产要素大规模集中化的工厂式生产方式将被摒弃，替代的将是更加灵活、所需要投入更少的3D打印生产方式。英国《经济学人》杂志将这种趋势称之为“社会化制造”，认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。

三、3D打印产业发展现状与发展趋势

（一）国外3D打印产业发展现状

当前，全球正兴起新一轮数字化制造浪潮。发达国家为解决其制造业竞争力下降的难题，倡导“再工业化、再制造化”战略，提出智能机器人、人工智能、3D 打印技术是实现数字化制造的关键技术，希望通过这三项数字化制造技术的突破，巩固和提升其制造业主导权。3D打印技术随着工艺、材料与装备的逐渐成熟，引起了世界范围的广泛重视。美国是全球3D打印技术和应用的领导者。2012年3月，美国在“全美制造业创新网络”计划中对3D打印产业作出重点部署。据美国权威3D打印行业咨询机构Wohlers提供的数据，截至2011年底，全球3D打印机累计装机台数超过5万台，其中美国累计装机台数约占全球总量的50%，美国制造商所占全球市场份额超过70%。美国3D打印服务提供商Shapeways表示，他们已经“打印”了75万种产品，材料已经涵盖塑料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃等。

除美国外，其他国家也在不断加强3D打印技术的研发及应用。澳大利亚在2013年制定了金属3D打印技术路线；南非正在扶持基于激光的大型3D打印机器的开发；日本着力推动3D打印技术的推广应用。表1为2011年各国和地区3D打印技术应用的市场份额。

（二）我国3D打印产业发展现状

我国3D打印技术研究起步较早，20世纪90年代初就开始对快速成形技术及设备进行研发，初具产业发展基础。已有西安交通大学、华中科技大学、清华大学、北京航空航天大学等多家研究单位自主开发了成形设备并实现产业化，拥有自主知识产权。其中，部分便携式桌面3D打印机已具备国际竞争力，进入了欧美市场。我国是继美国、日本、德国之后第四个拥有3D打印设备的国家。但总体看来，国内缺乏能够制造工业级3D打印机的企业；一些核心部件，如激光器、光路系统等仍依赖国外技术；打印材料单一，与国外材料的品种和性能等方面有差距；缺少原创性的3D打印新技术及装备；应用宽度和深度不够，与量大面广的产品制造进程相比，还不具备价格优势。

2012年10月，亚洲制造业协会联合华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业成立了中国3D打印技术产业联盟。鉴于3D打印技术的战略意义，工信部、科技部也正在组织专家对我国3D打印技术的发展开展专项研究，制定规划，在全国进行重点布局。

国内部分地区正积极绘制3D打印产业的发展蓝图。2013年3月，江苏省《江苏省三维打印技术发展及产业化推进方案（2013-2015年）》，并组建三维打印产业技术创新联盟，推进3D打印产业发展。南京市与中国3D产业联盟签署中国3D打印技术产业总部基地和中国3D打印技术产业创新中心合作协议，建设3D打印应用中心、示范中心以及科普、教育、培训、加工等中心。武汉市抢先成立了“中国首个3D打印工业园”。东莞市将3D打印作为战略性新兴产业写入了2013年的《政府工作报告》。此外，成都、重庆、长沙、青岛等地正在建设或筹建3D打印产业园。

（三）3D打印产业发展趋势

虽然3D 打印等数字化制造的核心技术仍处在发展的初级阶段，产业还不成熟，但在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务等方面已显示其独特优势，产业链已初具出行，整体产业发展迅速，其发展趋势具有以下两个特点。

市场前景广阔，未来发展潜力巨大。3D打印技术以操作简单、成形精准、高效低耗等特点著称，拥有广泛的市场前景。据美国消费者电子协会最新的年度报告显示，随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等领域市场需求的增加，3D打印服务的社会需求量将逐年增长，到2017年有望增长至50亿美元。近20年来，3D打印产业市场规模正以每年超过17%的速率递增（如图2所示），沃勒斯（Wohlers）最新报告显示，2012年3D打印全球市场规模为22亿美元，同比增长了29%；其中3D打印机的销售量同比上升了25%，其中有38%产自美国，8.5%来自中国。

产业集中度不断提升，垄断形势正在形成。美国上市公司3D Systems和Stratasys，Z Corpration公司、Solidscape公司以及德国的EOS公司、以色列 OBJET Geometries等公司，是目前全球3D打印产业的领军企业。近几年，3D打印设备制造企业正在一轮洗牌。美国Stratasys公司收购了OBJECT Geometries公司；3D Systems公司在2012年初收购了Z Corporation 公司和Vidar Systems公司。目前，Stratasys公司和3D Systems公司成为行业内两大巨头，Stratasys公司2011年拥有41.5%的市场份额。表2为国际最主要的5个3D打印企业或研发团队以及它们的技术优势。

四、天津滨海新区3D打印产业发展基础

天津滨海新区是新世纪我国改革开放的最前沿，近年来凭借区位、政策优势，发展势头迅猛，滨海新区具备发展3D打印产业的良好基础：

一是具有相应的研发基础。天津市拥有“天津快速成形技术工程中心”和“天津市激光技术工程中心”等快速成形技术研发单位。其中天津快速成形技术工程中心是国内最早开始此项业务的科研单位之一，在激光快速成形、快速制模、快速铸造、快速测量、液压及光机电产品开发、内燃机工作过程仿真、强度和流场计算、光弹应力分析、CAD/CFD /CAE/ CAM技术集成及产品优化设计等方面拥有较强研发实力。同时河北区的快速模具创新研发基地、塘沽海洋高新区滨海国际工业设计园等产业园区等也提出聚集一批3D打印企业。

二是拥有一定市场规模。目前天津市电子信息、装备制造、汽车、医疗器械、新能源、模具等行业对3D打印技术有一定的认知。全市已有超过200家企业应用了3D打印技术。滨海新区在3D打印技术应用方面的企业，主要有霍尼韦尔、富士通、亚安科技、新巨升电子等企业。在3D打印技术研发方面的企业，有滨海高新区天津微深科技公司、天津滨海雷克斯激光等企业。

三是具备产业链向下延伸优势。随着技术的不断发展，3D打印已经逐步应用于制造业的各个领域。从近十年3D打印设备下游应用行业分布来看，个人消费品（以电子行业为主）和交通运输设备占据主要份额；同时，医疗方面的占比在持续提升。而3D打印设备在航空航天领域的应用也稳中有升。而上述几类产业正是滨海新区大力推进的优势产业，3D打印技术服务相关产业在新区发展，拥有广阔的潜在目标客户群，前景十分看好。

五、天津滨海新区发展3D打印产业的政策建议

根据3D打印产业的特点和未来发展趋势，结合滨海新区的实际情况，滨海新区推进3D打印技术及产业的发展，需要从以下几个方面入手：

一是做好3D打印技术与产业发展的顶层设计。通过深入调研区域内医疗行业、食品业、汽车制造业、航空航天制造业等相关行业未来对3D打印应用的市场需求，明确滨海新区3D打印产业发展思路，找出突破口，制定3D打印产业发展规划，编制滨海新区3D打印技术发展及产业化推进方案，制定新区3D打印产业发展路线图。

二是加强技术攻关，促进产业化。设立3D打印技术攻关和产业化专项，开展相关软件、工艺、材料、装备、应用、标准及产业化的系统性攻关。推进建设3D打印技术与其他先进制造技术融合的新型数字化制造体系。重点围绕3D打印工艺优化和制件性能提升技术、高效打印制造技术、精度控制技术、符合材料零件制造技术、智能制造技术、超限制造技术、生物组织打印制造技术等技术领域，加大项目资助力度。设立3D打印产业发展投资基金，探索税收优惠政策。

三是建设高水平研发转化平台。为促进3D打印技术产业化，中国3D打印技术产业联盟拟选择10个工业城市集中建设3D打印技术产业创新中心，投资2 000万元，地方政府按照1∶1配套扶持。滨海新区应抓住这个机会，积极争取创新中心落户，借力亚洲制造业协会和中国3D打印技术产业联盟，推动新区3D打印尽快走上产业化道路。同时，吸引清华、华中科技、西安交大、北航等研发机构在新区设立研发基地、检测试验平台，开展科研成果转化，率先布局3D打印技术及服务聚集区。

四是组建3D打印产业技术创新联盟。依托天津市快速成型技术工程中心、天津市激光技术工程中心、天津大学、天津工业大学、天津职业技术师范大学、天津滨海雷克斯激光、天津微深科技公司等高校、企业，并邀请清华、北航、西安交大、华中科大、江苏紫金电子、杭州先临三维科技等3D打印技术研究和应用的领军者，组建滨海新区3D打印产业技术创新联盟。依托联盟，策划举办国家级3D打印高峰论坛，3D打印产业年度发展报告，举办产学研合作洽谈会、研发成果信息会、企业需求对接会等，推动3D打印技术产业化。

五是培育3D打印产业龙头企业。目前，滨海新区在3D打印方面关键装备研发制造能力不足是制约产业发展的主要瓶颈。因此，需要充分发挥滨海新区科技创新资源聚集优势，通过开展3D打印技术专题招商引智活动，吸引海外3D Systems、Stratasys、Solidscape、Shapeways、EOS等跨国公司，以及国内南京紫金立德、湖南华曙高科、杭州先临三维、深圳光韵达、北京隆源、上海联泰、无锡飞而康等企业，弥补新区在3D打印设备研发制造能力的不足。

六是进一步发挥试点示范的带动作用。建设3D打印技术研发和产业示范基地，推动3D打印技术应用和产业发展。重点在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域分步骤、分层次开展示范应用，形成通用性、标准化、自主知识产权的应用平台，在示范过程中制定相关行业标准，加快推进滨海新区3D打印技术、产业与应用协同发展，探索和积累3D打印机的运营和管理经验。

七是促进 3D 打印技术的社会化推广。从区域层面出发，营造良好的3D打印技术相关产业发展氛围。强化3D打印方面的教育培训，将 3D 打印相关技术纳入相应学科建设体系，加快培养 3D 打印技术相关人才。依靠相关行业协会、博览会、论坛等组织形式来进行 3D 打印技术和应用的培训，并宣传、推广3D 打印技术，使更多的人能够接触3D打印技术，产生兴趣，并逐步接受和使用相关技术。在科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行 3D 打印技术的展示、宣传和推广。发展 3D 打印服务机构，推广 3D 打印技术应用，为发展 3D 打印产业积累应用经验。

六、结 语

近来，全球正在兴起新一轮数字化智能化制造浪潮。发达国家为解决制造业竞争力下降难题，大力倡导“再工业化、再制造化”战略，提出智能机器人、人工智能、3D 打印技术是实现数字化制造的关键技术，并希望通过这三大数字化制造技术的突破，巩固和提升其在制造业的主导权。虽然以3D 打印技术为首的数字化制造核心技术仍处在发展的初级阶段，产业还不成熟，但在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务等方面已显示出独特优势。所以，我们应充分认识智能制造、数字化制造对我国的深刻影响，在区域发展尤其是转变经济发展方式中，跟紧全球技术前沿，抓住这一制造业加快发展的机遇，深入研究以 3D 打印技术相关产业为代表的新型数字化智能制造产业发展规律，融入数字化智能化制造业发展浪潮，从而加快推动我国由“工业大国”向“工业强国”转变。

[参考文献]

[1] Print me a Stradivarius[J].Economist.2011-02-10.

[2] The printed world[J].Economist.2011-02-10.

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[4] 刘厚才，莫健华，刘海涛.三维打印快速成形技术及其应用[J].机械科学与技术，2008（9）.

[5] 杨钊，孙洋，李晅煜.战略性新兴产业布局与产业结构调整——以天津滨海新区为例[J].城市， 2012（3）.

[6] 杨钊，李晅煜，孙洋.关于天津滨海新区构筑产业新优势的战略思考[J].中国城市经济， 2012（1）.

A Policy Research on the Regional Development of the 3D Printing Industry

——A Case Study of Tianjin Binhai New Area

Yang Zhao

（Binhai Research Institute in Tianjin，Tianjin 300456，China）

篇10

【关键词】计算机技术 生物医学 心电监护 应用

计算机技术在生物医学领域中的广泛应用逐渐成为必然趋势，能够及时完成医学图像的生成与处理、生物信号的测量及传输等工作。在心电监护中的应用则是通过计算机技术处理生物信号，从而及时有效的对检测结果处理并分析，同时针对患者的病情快速诊断，有助于提高治疗效率，特别是在远程心电监护领域中的应用前景十分广阔。

1 计算机技术在生物医学领域的应用分析

1.1 控制与测量

计算机技术属于现阶段生物医学中的重要技术，通过计算机可以对人体的生命特征作出生物量、化学量及物理量等多方面的检测与分析。计算机的控制技术在生物电子学中的发展值得关注，最具代表性的就是生物传感器的研究，现阶段已经向着微型化与集成化的方向发展；同时还包括对微弱生物信号的检测、抗干扰的研究、植入式测量与控制系统的研究、生物遥测与遥控技术的研究等。

1.2 成像与处理

伴随着新型计算机的出现，X-CT的问世象征着电子计算机技术和传统医疗技术的相互融合，由此推动了现阶段医学领域影像诊断技术发生的革命性变革。生物医学图像成像技术包含着电阻抗断层成像技术、电生理成像技术、光学CT、三维图像分析等。

1.3 监护与监测

监护系统主要是由传感器、信号处理器及诊断与治疗系统组成，其中也有相应的记录报警装置。计算机检测系统可以把对患者的部分信息参数提供给医生，使他们获取到相应的医疗方案，并以此作为重要的依据。监护技术中涉及到医学微弱信号的检测与提取技术、信号的处理与特征提取技术、医学信号的综合分析技术。

1.4 生物芯片

生物芯片在二十世纪八十年代提出，最初的定义为分子电子器件。主要是将生物的活性分子和有机功能分子组建出的微小单元实现对生物信息的收集、存储和分析的生物计算机。在二十世纪九十年展迅速，生物芯片可以汇集大量的信息资料，从而进行生化反应，对蛋白分子、活体细胞等进行分析并处理。

1.5 微型医疗器械

微型医疗器械主要是以毫米为测量单位，此类设备用于清除动脉阻塞，可以及时杀死癌细胞，对体内病变进行监视等，比如水槌式微型机械、微型镊子及二极管激光等。

2 计算机技术在心电监护中的应用分析

心电信号是人类最早研究并应用至临床医学上的生物电信号，因此属于当前生物医学领域中重要的研究对象。当前，心电监护系统的要求不仅仅停留于显示病人的心电波形，更加关注的是通过计算机的处理和分析功能，有效的整合各种生理参数的检测结果，让医务人员及时的作出相应判断，对心电监护的实时性与有效性理智分析，从而提升准确的分析能力，让计算机技术为处理核心的多种心电监护仪器成为研究重点。

2.1 分类

远程心电监护就是利用计算机技术、通信技术及电子技术等实现心电图的监测，从发展历程上分析，远程心电监护系统包含着Holter系统、TTM系统、心电遥测监护系统。其中，心电遥测监护系统能够提升检测的实时性，但是会抑制病人的某些活动，并且难以进行长时间的监护。即便心信号可以实时的反映到遥测分析系统中，但是受到通讯、医疗电子仪器广泛应用的影响，使其抗干扰能力较差。

2.2 模式

当前，无线遥测心电监护主要是建立在红外、GSM及GPRS等无线模式上，伴随着移动通信技术的蓬勃发展，实现了人们大范围的通讯便利，建立在移动通信技术基础之上的远程无线心电监护也备受关注，成为了当前远程心电监护系统的研究重点，特别是目前第四代移动通信技术的发展。建立在GSM移动通信网GPRS功能的远程移动心电监护系统，可以及时对心电信号进行监测，同时还能实现网络共享，体现出良好的临床应用价值。

2.3 问题

现阶段，无线遥测心电监护虽然具备良好的应用前景，但是存在的诸多问题不容忽视。比如，对于某些具有突发性和危险性的心脏病患者，系统的时效性发挥不明显，导致救护不及时。这就需要系统具备最基本的实时自动分析功能，严格杜绝漏检、误判等弊病。伴随着科学技术的进步与发展，医学技术也在进一步提升，无线遥测产品的市场前景良好，因此无线遥测技术成为了监护产品竞争中的重要因素。应该采取先进的无线射频技术，通过开放统一的网络传送病人的相关信息，在保障性能的同时，提升系统的通用性、兼容性、抗干扰性，由此推动远程监护、远程医疗的应用。新型的嵌入式系统实现了先进计算机技术与心电监护的融合，在软硬件的高效设计下，提升了系统的便捷性、高性能，适合用于对成本、功耗、体积等方面严格要求的便携式无线遥测监护设备，在现代社会，逐渐成为便携式多参数监护仪应用领域中的研究重点。

3 结语

计算机技术在当代生物医学和心电监护中的应用前景良好，大大提升诊疗效率的同时，满足了当前对于实时性的需要。伴随着计算机技术的蓬勃发展，生物医学和心电监护更好的迎合了时代的发展需求，通过嵌入式、无线通信技术、网络技术等支撑作用，促使未来监护系统的市场主流向着模块化、网络化、人性化的方向发展。

参考文献

[1]孙红敏，姜楠楠，李想.基于文档集的生物信息挖掘模型研究[J].计算机工程与应用，2016（24）：102-106+188.

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[3]齐燕，许海云，方曙.基于WOS数据的医学信息学学科交叉发展态势研究[J].中华医学图书情报杂志，2016（11）：30-41.

篇11

1.全球机器人市场规模

机器人按大类主要可分为工业机器人和服务机器人。其中：工业机器人40年间全球约有160 万台套装机量。2012年全球新装工业机器人18.2万台，主机市场80 亿~100 亿美元，并带动约3 倍左右软件集成、周边配套设备、系统工程等系统集成市场，总计约260亿~330亿美元，工业机器人中焊接、搬运两类应用集中了70%的市场份额。

目前，成熟机器人本体制造商全球范围约30家，细分行业的成熟系统集成商全球有数百家。减速器为机器人本体制造商唯一需要统一外购的零部件，目前全球只有日本纳博和住友2家成熟供应商。

服务机器人：全球服务型机器人用了5~10年时间形成了超42亿美元的市场总值，美国公司占据该行业60%市场份额。目前专业机器人保有量11万台，年增长率30%，家政、教育、娱乐方面等家用机器人增长率20%。

欧洲、日本牢牢占据着工业机器人天下，ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA四大巨头全球市占率超60%，他们在中国市占率更高。

美国服务机器人技术则非常强劲，其中军用、医疗与家政服务机器人产业占绝对优势，占服务机器人市场份额的60%。其他机器人大类目前还都处于研发阶段，还没形成产品，特别是关于生物和航空等方面。

2.中国工业机器人市场规模

2010年开始中国工业机器人需求激增，2012 年中国已成为仅次于日本的全球第二大机器人市场，2012年中国工业机器人销量26902台，产值约85亿元，相关配套产值近200亿元（机器人系统市场规模一般为机器人单体的3倍）。据IFR预测到2014年中国将成为世界规模最大的工业机器人市场，预计2015年中国工业机器人每年新装机量将达3.5万台，占全球销量比重16.9%。

我国目前工业机器人使用密度仍然远远低于全球平均水平（中国与马来西亚、泰国的机器人密度相当，都约20台/万名员工），离日本、韩国、德国等更是有很大差距。韩国是全球工业机器人使用密度最高的国家，每一万名工人中拥有机器人数量347台、日本339台、德国251台、中国仅为21台，不及国际平均水平55台的一半。目前工业机器人应用在我国比例为6% 、日本33% 、美国16% 、德国14%。我国仍是世界上工业自动化相对比较落后的国家，未来工业机器人市场还有很大的增长空间。

3.中国机器人发展进入到机遇期

市场需求发生明显变化。作为替代一般工业、一般劳动力需求的工业机器人将拥有广阔的市场前景；市场格局改变，吸引了国内企业的积极参与。除新松外，还有广数、埃夫特、华恒、博实等企业不断加入到国内机器人厂商队伍中；国家已开始整体布局构建机器人全产业链，科技部于2010年投资1亿人民币组织实施“工业机器人工程化产品及自动化生产线”重大项目。

二、中国机器人产业化发展模式与难点

1.中国机器人产业化发展可行的模式—三步走

中国机器人市场基础差、市场大。中国机器人产业化模式较可行的是从集成起步至成熟阶段采用分工模式。即美国模式（集成）—日本模式（核心技术）—德国模式（分工合作）。

全国都在积极探索机器人产业如何发展。1999 年，我国已建立了9 个机器人产业化基地和7个科研基地，包括沈阳自动化研究所的新松机器人公司、哈尔滨工业大学的博实自动化设备有限公司、北京机械工业自动化研究所机器人开发中心、海尔机器人公司等。上海、武汉、常州、徐州、天津和昆山等地也已建成或规划建设机器人工业园区。目前抚顺、重庆和青岛3大机器人产业基地也正在规划建设中。

2.机器人产业化的五大难点

（1）规模化市场应用是前提—100台才刚刚开始盈利。机器人只是一个平台工具，需要对接产品操作环境、工艺才能为企业提供方便。机器人应用工程往往先行，工程应用工艺必须优先，从我们调研情况看，100台套产能起步，500台套持平，1000台套才开始盈利。因此行业领域方向选择至关重要，并应大力发展应用集成商。

截止至2012 年，国内企业中拥有百台以上制造能力的企业也仅东莞启帆（台资）、安徽埃夫特、上海沃迪、广州数控、沈阳新松等几家，但年产量均小于500台。

（2）主机成本与可靠性是核心—国产化最大障碍需要经验积累去化解。机器人产业化更重要要求可靠性，自动化智能化的效益是通过高可靠性体现的。企业第一要求的自动化效益包括投入产出比、无故障时间，其次再考虑机器人本身型号与性能。

可靠性受材料、设计、部件、制造、工艺处理、老化调试、使用习惯的影响，产业链长，投入大，需要长期发展才能在业内形成客户信赖的品牌。据统计，目前国产机器人最容易出故障的是高速转动结构件的精度、接口插件、经常操作按钮开关、元器件故障等、制造故障（虚焊，加工精度没有达到设计要求等）。

（3）核心零部件是关键—零部件国产化自主化是必须。工业机器人关键零部件主要包括精密减速机、高性能交直流伺服电机和驱动器、高性能控制器等。机器人的4大组成部分中，本体成本占22%，伺服系统占24%，减速器占36%，控制器占12%。三大关键零部件决定了产品的性能、质量及价格，是机器人产业发展必不可少的一环。由于我国在基础工业的落后，使得关键零部件上在精度、成本等方面与国外存在一定差距，为了生产符合标准的机器人，必须进口相应的关键零部件，关键零部件的高价格与高进口比例制约了国产机器人量产化。

（4）技术与商务创新是出路—打造品牌溢价是核心任务。品牌，是效益价值和可靠性的体现。当前国内机器人需求中近一半来自于对设备品质要求最高的汽车行业（整车+零部件），缺乏项目经验的本土品牌需要更长时间的验证期，下游企业已习惯使用外国品牌。

（5）软件开发成本越来越高—软件设计必须工程化。工业机器人领域中，软件设计必须工程化，在设计阶段、仿真阶段、调试阶段、试用阶段、运行阶段以及维护阶段全面实施。当前，成套应用工艺设计、用户使用方便与示教、改变不同功能用途以及可靠性水平成为机器人软件技术的开发重点。

软件开发成本越来越高。1980-2010年机器人用软件成本占比从10%升至40%，电子电器成本占比从10%升至25%，机械成本持续下降。

3.工业机器人：成本与市场的难题应靠外力打破

机器人成本的快速下降将为其赢得市场。目前工业机器人的成本正逐年递减4%，而劳动力成本正逐年9%递增，预计在单台机器人成本=单个劳动力成本时，机器人需求将出现爆发式增长。此外，工业机器人行业由于500台产量开始盈亏平衡，1000台后赚钱；因此上规模后，部件采购成本会下降很多。打通上下游，降低机器人及成套设备的成本是加速上述拐点到来，支撑市场井喷发展的必由之路。

一旦机器人成本下降，机器人的成本回收周期也将大幅缩短，回收周期的缩短将更有助于机器人逐步实现劳动力替代。以汽车行业常用的165公斤焊接机器人为例，回收周期将由2010 年4.7 年下降到2015 年1.8 年。

打通上下游的方法：外力介入，双管齐下。我们认为必须借助外力1—政府补贴给用户或采用租赁，降低用户投资门槛；外力2—高端制造业需要长期投入，实现部件国产化、自主化，大幅度降低成本，降低定价。

（1）外力1：政府补贴、租赁，降低投资门槛。作为世界顶尖的机器人制造强国，日本70~80 年代机器人产业的腾飞与政府的积极扶植政策，尤其是对中小企业的经济优惠政策密不可分：一是由政府银行向企业发放针对机器人项目的低息贷款；二是鼓励成立“机器人长期租赁公司”；三是将特定型号机器人定为优惠产品推广等。韩国2000 年以后机器人产业进入第二轮高速增长期的一个重要原因是将机器人列入“十大未来成长动力产业”重点培育，每年仅用于机器人技术研究的投入就高达5 亿元人民币。日韩的产业扶持政策孕育并壮大了发那科、安川、现代重工等一批世界知名的自动化设备企业。

近几年，国家陆续出台相关政策支持机器人产业化的发展，尤其是2009 年后中国政府明显加快了扶持高端智能装备的政策出台速度。2012年5月，《高端装备制造业“十二五”发展规划》明确将重点发展高端装备制造、新材料等七大新兴行业，提出实现工业机器人及其核心部件产业化的目标；明确“十二五”期间首台套产品可获得平均25%~30%的项目补贴（最高50%）；每年圈定一批国家拨款支持的智能装备项目，2013年进一步将数字化车间列为财政扶持的对象。

（2）外力2：零部件国产化、自主化，大幅降低成本和定价。内资企业规模普遍较小，采购模式为小批量、多品种，导致企业与供应商合作处于被动局面。而ABB、FANUC等国际巨头很早开始与日本纳博特斯克（帝人机械）等企业合作，加上采购量每月可达上千套形成规模化优势，其采购价格远低于内资企业。同时，进口零部件的关税也很高，势必造成国产工业机器人价格较高，导致多数内资企业单体机器人成本与外资品牌差距不大（售价约低10%）。此外，尽管外资品牌的单体价格高，但若批量订货，外资单台平均成本会直线下降，这是外资品牌竞争优势之一。

以负载为165 公斤的安川焊接机器人为例，其制造成本仅17万元，在日本离岸约24万，系统集成价格约29万元，国内含税售价34~35万元；同级别ABB售价约50万元，库卡40万元；而国内企业单台制造成本约32.1万元，可获利空间较小。目前点焊机器人国外大概单台售价在35~40万元，国产品牌要想有竞争力售价应该定在20~25万元。

减速器成本占总成本一般约1/3，四大工业机器人具体一般采购RV减速机的成本为3000~5000元人民币，6轴机器人一般需要6个减速机，平均成本约3万元人民币。而国内机器人公司一般6轴机器人6个减速机需要约12万人民币的单体采购成本。一旦减速机、伺服电机和控制器等关键零部件全部实现国产化，假设平均降低30%的成本，则机器人单机制造成本可至少降低20%，内资品牌即可和外资品牌在定价上拉开差距。

零部件国产化，一方面可以通过优化配套厂家资源；另一方面可以提高批量材料加工件效率，如165公斤焊接机器人同类型进口机器人价格在30~40万元，具备一定规模的全国产化（年产量1000台左右）机器人的硬件成本可从32.1万元降到18.7万元，降幅达42%。

此外，我国工业机器人的可靠性还比较低，且由于机器人应用工程起步比较晚，应用领域相对比较狭窄，生产线系统技术方面与国外差距也比较大。在核心算法、软件控制系统等软的方面，国产工业机器人总体问题不是很大，但在减速机和伺服电机等硬的方面却差距明显，落后的局面短期内难以改变。国内虽有伺服电机的技术，但产业化能力不行，而减速机几乎就没有产业化。目前中国有些减速器已经研发出来在机器人主机上进行测试。

高端制造业的产业链较长，机器人的发展依赖于国家装备制造业的提高，这是系统性问题。加工工艺的差距涵盖了基础材料和制造工艺水平两方面差距。可靠性非常复杂同时也非常重要，包含设计、加工处理（需要高精度机床）、装配（需要高精度测量设备）等流程。减速机对轴承、齿轮的精度要求非常高，国内材料也无法满足机器人要求，而齿轮加工精度取决于高端数控机床能力，与数控机床等设备的精度密切相关，在数控机床领域，中国尚处于技术追赶阶段。

当本土机器人主机批量不大时，做配套零部件的企业很艰苦。从该角度来看，不利于支持基础材料、基础零部件。所以，国家应该在产业政策上要均衡考虑。

三、产业投资发展总结与建议

展望我国的机器人产业，国内机器人企业未来有四大发展趋势。我们认为国内发展机器人产业园区的思路可以围绕其进行。

一段时间内工业机器人还是会以国外主流产品为主，外资产品的可靠性有品牌溢价和多年的服务经验；机器人产业化，还得国家政策推动，看好落户在机器人产业基地的先行，尤其是周边工业发达、人力成本较高的地区。

有较强技术能力的集成公司会先于机器人制造企业发展，具有行业经验的应用公司会有更进一步发展；通过承接系统集成项目突破高端客户，最终实现全系列产品渗透是本土品牌切实可行的策略。由于工业机器人应用场合的复杂性，很多机器人厂家并不掌握针对某个细分行业的核心技术和工艺，因此，通用机器人需与系统集成商结合，涵盖多个行业需求。从国外经验看，一家机器人厂商至少要有80 家以上系统集成商，才能存活下来。

低端制造业造就巨大潜在市场，行业机器人可能最易打开市场。中国有发达国家普遍不具备的低端制造业（全球产业转移中国），物流、食品饮料、医药、卫浴、冲压、打磨等这些行业的简单重复劳动非常适合机器人替代人工，相比通用机器人，行业机器人或将最先打开市场。贴近产业链终端，抓住行业要髓、抓住客户应会有市场。自动化领域一定是由需求推动。国家有财政补贴去竞争，而中小企业只有做好自己所熟悉的行业，做好专业化产品，力求和大企业进行合作，才有空间。国产机器人优势在细分应用领域，对行业的理解深入，满足客户差异性需求才能存活甚至做大。国内企业要存活，必须找一个立足的行业。应用带动产品成熟是国内机器人企业发展的很好模式。

篇12

关键词：物联网应用趋势

Abstract: the content networking is regarded as the application of the Internet expansion, the application of innovation is the core of the development of the Internet content, the user experience as the core of innovation is the soul of the development of the Internet content. This paper mainly introduces the content in the application of network technology in the future now and will play a bigger role.

Keywords: things networking application trend

中图分类号：TP393.4 文献标识码：A文章编号：

前言

Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。物联网物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

物联网

物联网自从其诞生以来，已经引起世界各国的巨大关注，并被认为是继计算机、互联网和移动通信网之后的第三次信息产业浪潮。

国内外普遍认为物联网的概念最早是由美国麻省理工学院 Ashton 教授于 1999 年提出的，其理念是基于射频识别( RFID) 技术、电子代码( EPC) 等技术，在互联网的基础上构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网，即物联网。可见，物联网是基于互联网、RFID 技术、EPC 标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of Things”( 简称物联网) 。此理念有两层含义: 首先，物联网的核心和基础是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展; 其次，其连接终端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，并能进行信息交换和通信。物联网的核心是物与物以及人与物之间的信息交互，其基本特征可简要概括为全面感知、可靠传送和智能处理。

一、物联网的鲜明特征

1、首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。

2、其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

3、物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

4、目前，由于网联网内涵和应用的不断发展，加之不同研究机构对于物联网研究的角度和侧重点不同，物联网仍没有一个权威和公认的标准定义。但从物联网的本质特征分析可知，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后的一种聚合性应用与技术提升，它是各种感知技术、网络技术和人工智能与自动化技术的聚合、集成和应用。因而被称之为继计算机、互联网信息产业后的第三次革命性创新。

二、物联网的发展

从 1999 年概念的提出到 2010 年的崛起，物联网的发展已经历了 10 年的历程，特别是最近两年的发展极其迅速，已不再停留在单纯的概念、设想阶段，逐渐成为世界各国国家战略、政策扶植的重点对象。表2所列是物联网发展历程中的几个关键时期及主要事件。

表2国际物联网发展的主要事件

1、国外物联网发展概况

(1) 美国在物联网基础架构、关键技术领域具有领先优势

作为物联网技术的全球主要推动国，美国在物联网产业上的优势正在加强与扩大。美国国家情报委员会在《2025年对美国利益潜在影响的关键技术》中，把物联网列入6种关键技术之一，并在“智慧地球”计划中将物联网上升为国家战略层面。美国国防部的“智能微尘”(SMART DUST)、国家科学基金会的“全球网络研究环境”(GENI) 等项目的开展提升了美国的创新能力。目前由美国主导的 EPCglobal 标准在 RFID 领域中呼声最高，德州仪器(TI) 、英特尔、高通、IBM、微软在通信芯片及通信模块设计制造上全球领先。美国物联网已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空间和海洋探索等领域投入应用。

(2) 欧盟出台系列政策促进物联网技术研发和应用

2009 年 6 月欧盟委员会了《欧盟物联网行动计划》，提出欧盟政府要加强对物联网的管理，确保欧盟在基于物联网的智能基础设施发展商的领先地位。同年9月又了《欧盟物联网战略研究路线图》，提出欧盟到2010年、2015年、2020年三个阶段的物联网研发路线图，并提出物联网在航空航天、汽车、医药、能源等18个主要应用领域和识别、数据处理、物联网架构等12个方面需要突破的关键技术。目前，除了进行大规模的研发外，作为欧盟经济刺激计划的一部分，欧盟物联网已经在智能汽车、智能建筑等领域进行应用。

(3) 日本国家战略推动物联网发展

2004年，日本政府提出了以发展泛在网络社会为目标的“U-Japan”计划，其战略目标是实现无论何时、何地、何物、何人都可受益于 ICT 的社会。2009年将该计划上升为“I-Japan”战略。通过这些战略，日本开始推广物联网在电力、交通、医疗、教育、环境监测和灾难应对等方面的应用。

2、我国物联网发展现状

（1) 各级政府部门相继出台物联网发展相关战略规划面对物联网的巨大发展空间，我国制定了“十二五”发展规划，将物联网纳入国家五大战略性新兴产业，相关产业标准也正在紧锣密鼓制订之中。尽管对物联网的理解还不统一，各地方政府面对万亿级市场以及中央出台的一系列政策支持，长三角、珠三角、京津唐等各地政府紧急调研，纷纷把物联网列入重点培育的新兴产业。物联网还被列为《国家中长期科学与技术发展规划( 2006-2020 年) 》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中的重点研究领域。[1]

(2) 江苏无锡建立了国家传感网中心

以江苏省无锡市国家传感网为中心，全国各地建成了一批物联网研发基地和物联网产业联盟，物联网研发企业如雨后春笋般涌现，为物联网的发展奠定了扎实的产业基础。2010 中国国际物联网博览会上的《2009-2010 中国物联网年度发展报告》称，2009年中国物联网产业市场规模达 1 716 亿元，预计 2010年中国物联网产业市场规模将超过 2 000 亿元。至2015 年，中国物联网整体市场规模将达到 7 500 亿元，年复合增长率超过 30%，市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场。[2]

三、物联网发展面临的问题

物联网的发展和市场潜力巨大。但是实现物联网需要解决一系列问题，主要集中体现在核心技术、标准规范、信息安全、隐私保护、产品研发等方面。

1 核心技术有待突破

目前，物联网关键技术研发和规模化应用处于初始阶段，其中，传感器核心芯片和传感器接入技术和中间件技术有待进一步发展。一是当前传感器所能连接的通信距离受限，传感器对外部工作环境指标要求较高，受外部环境影响较大。二是传感器节点计算能力、存储能力和通信能力不足，能量有限。

2 标准规范有待统一

标准是推动物联网应用的保障，统一标准体系的缺乏将阻碍物联网的发展。目前，物联网标准体系尚在建立，中国、美国、德国和韩国是世界物联网领域标准的重要制定国。ISO/IEC 在传感网络、IUT-T 在泛在网络、IEEE 在近距离无线、IETF 在 IPv6 的应用、3GPP 在 M2M 等方面纷纷启动了相关标准研究工作。由于物联网发展涉及国家间巨大利益，制定一种能被世界各国认可的统一的物联网国际标准，难度很大，短期内标准难以统一，规范协议难以形成。[3-4]

3 信息安全和保护隐私有待解决.

信息与网络安全是要保证被保护信息的机密性、完整性和可用性。与互联网和移动通信网相比，物联网还存在一些特殊的安全问题。首先，物品的感知是物联网应用的前提，射频识别是物联网的关键技术。物联网中的物与物、物与人之间互联是通过 RFID ( 射频识别) 、传感器、二维识别码和 GPS 定位等技术来自由地自动感知和获取物品信息的。在数据处理过程中同样存在隐私保护问题，如基于数据挖掘的行为分析等。因此要建立访问控制机制，控制物联网中信息采集、传递和查询等操作，保证不会由于个人隐私或机构秘密的泄露而造成对个人或机构的伤害。[

四、结论

物联网产业是一个新兴战略产业，目前在全球范围内尚处于起步阶段，但机遇与挑战并存，其未来的发展空间十分巨大。我国的物联网产业与欧美等发达国家相比，仍存在一定的差距，但已经具备一定的产业技术和应用基础。[7-8]今后应重点在以下方面做出努力:

1、加大研发投入，突破核心和关键技术

在物联网最核心部分的传感网芯片的研发上，国内 RFID 仍以低端为主。高端产品多为国外厂商垄断，80%以上的高灵敏度、高可靠性传感器仍需要进口，高端技术缺乏无疑将对国际标准制定竞争产生影响。并严重削弱我国在该产业上的话语权。在传感器及传感器网络、芯片等关键设备制造、海量数据处理等核心技术上，我国应集中多方资源，协同开展物联网重大技术攻关。

2、加快物联网标准的制定

标准、成本和技术一直是业界公认的阻碍物联网发展的三大问题。统一标准是促进产业规模化发展的前提。标准化的缺失一直被认为是业内制约物联网产业发展的重要因素之一，因此，物联网标准的制定和技术的研发同样重要。目前，国内提供物联网最核心部分 RFID 服务的大部分都是国外厂商的集成商。这些公司都坚持着自己的标准。各系统间不能互联互通。我国必须抓住时机，加强国际交流与合作，更多地积极参与国际标准的制定，掌握制定标准规范话语权。

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关键词： 语音识别； 识别原理； 声学建模方法； 多维模式识别系统

中图分类号： TN912.3?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）13?0043?03

Summary of speech recognition technology and its application

YU Lin?lin

（Naval Aviation Military Representative Office Stationed in Beijing， Beijing 100041， China）

Abstract： As a key technology of human?computer interface in information technology， speech recognition has great research significance and broad application value. the development history of speech recognition technology is introduced， the basic knowledge of speech recognition is expounded， such as concept， basic principle， the acoustic modeling approach. The application of speech recognition technology in various fields are briefly introduced.

Keywords： speech recognition； recognition principle； acoustic modeling approach； multi?dimension pattern recognition system

0 引 言

语言是人类相互交流最常用、最有效、最重要和最方便的通信形式，语音是语言的声学表现，与机器进行语音交流是人类一直以来的梦想。随着计算机技术的飞速发展，语音识别技术也取得突破性的成就，人与机器用自然语言进行对话的梦想逐步接近实现。语音识别技术的应用范围极为广泛，不仅涉及到日常生活的方方面面，在军事领域也发挥着极其重要的作用。它是信息社会朝着智能化和自动化发展的关键技术，使人们对信息的处理和获取更加便捷，从而提高人们的工作效率。

1 语音识别技术的发展

语音识别技术起始于20世纪50年代。这一时期，语音识别的研究主要集中在对元音、辅音、数字以及孤立词的识别。

20世纪60年代，语音识别研究取得实质性进展。线性预测分析和动态规划的提出较好地解决了语音信号模型的产生和语音信号不等长两个问题，并通过语音信号的线性预测编码，有效地解决了语音信号的特征提取。

20世纪70年代，语音识别技术取得突破性进展。基于动态规划的动态时间规整（Dynamic Time Warping， DTW）技术基本成熟，特别提出了矢量量化（Vector Quantization，VQ）和隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model，HMM）理论[1]。

20世纪80年代，语音识别任务开始从孤立词、连接词的识别转向大词汇量、非特定人、连续语音的识别，识别算法也从传统的基于标准模板匹配的方法转向基于统计模型的方法。在声学模型方面，由于HMM能够很好的描述语音时变性和平稳性，开始被广泛应用于大词汇量连续语音识别（Large Vocabulary Continous Speech Recognition， LVCSR）的声学建模[2?3]；在语言模型方面，以N元文法为代表的统计语言模型开始广泛应用于语音识别系统[4]。在这一阶段，基于HMM/VQ、HMM/高斯混合模型、HMM/人工神经网络的语音建模方法开始广泛应用于LVCSR系统，语音识别技术取得新突破。

20世纪90年代以后，伴随着语音识别系统走向实用化，语音识别在细化模型的设计、参数提取和优化、系统的自适应方面取得较大进展[5]。同时，人们更多地关注话者自适应、听觉模型、快速搜索识别算法以及进一步的语言模型的研究等课题[6]。此外，语音识别技术开始与其他领域相关技术进行结合，以提高识别的准确率，便于实现语音识别技术的产品化。

2 语音识别基础

2.1 语音识别概念

语音识别是将人类的声音信号转化为文字或者指令的过程[7]。语音识别以语音为研究对象，它是语音信号处理的一个重要研究方向，是模式识别的一个分支。语音识别的研究涉及微机技术、人工智能、数字信号处理、模式识别、声学、语言学和认知科学等许多学科领域，是一个多学科综合性研究领域[8]。

根据在不同限制条件下的研究任务，产生了不同的研究领域。这些领域包括：根据对说话人说话方式的要求，可分为孤立字（词）、连接词和连续语音识别系统；根据对说话人的依赖程度，可分为特定人和非特定人语音识别系统；根据词汇量的大小，可分为小词汇量、中等词汇量、大词汇量以及无限词汇量语音识别系统。

2.2 语音识别基本原理

从语音识别模型的角度讲，主流的语音识别系统理论是建立在统计模式识别基础之上的。语音识别的目标是利用语音学与语言学信息，把输入的语音特征向量序列[X=x1，x2，…，xT]转化成词序列[W=w1，w2，…，wN]并输出。基于最大后验概率的语音识别模型如下式所示：

[W=argmaxW{P（W|X）}=argmaxWP（W|X）P（W）P（X）=argmaxW{P（X|W）P（W）}=argmaxW{logP（X|W）+λlogP（W）}]

上式表明，要寻找的最可能的词序列[W]，应该使[P（X|W）]与[P（W）]的乘积达到最大。其中，[P（X|W）]是特征矢量序列[X]在给定[W]条件下的条件概率，由声学模型决定。[P（W）]是[W]独立于语音特征矢量的先验概率，由语言模型决定。由于将概率取对数不影响[W]的选取，第四个等式成立。[logP（X|W）]与[logP（W）]分别表示声学得分与语言得分，且分别通过声学模型与语言模型计算得到。[λ]是平衡声学模型与语言模型的权重。从语音识别系统构成的角度讲，一个完整的语音识别系统包括特征提取、声学模型、语言模型、搜索算法等模块。语音识别系统本质上是一种多维模式识别系统，对于不同的语音识别系统，人们所采用的具体识别方法及技术不同，但其基本原理都是相同的，即将采集到的语音信号送到特征提取模块处理，将所得到的语音特征参数送入模型库模块，由声音模式匹配模块根据模型库对该段语音进行识别，最后得出识别结果[9]。

语音识别系统基本原理框图如图1所示，其中：预处理模块滤除原始语音信号中的次要信息及背景噪音等，包括抗混叠滤波、预加重、模/数转换、自动增益控制等处理过程，将语音信号数字化；特征提取模块对语音的声学参数进行分析后提取出语音特征参数，形成特征矢量序列。语音识别系统常用的特征参数有短时平均幅度、短时平均能量、线性预测编码系数、短时频谱等。特征提取和选择是构建系统的关键，对识别效果极为重要。

图1 语音识别基本原理框图

由于语音信号本质上属于非平稳信号，目前对语音信号的分析是建立在短时平稳性假设之上的。在对语音信号作短时平稳假设后，通过对语音信号进行加窗，实现短时语音片段上的特征提取。这些短时片段被称为帧，以帧为单位的特征序列构成语音识别系统的输入。由于梅尔倒谱系数及感知线性预测系数能够从人耳听觉特性的角度准确刻画语音信号，已经成为目前主流的语音特征。为补偿帧间独立性假设，人们在使用梅尔倒谱系数及感知线性预测系数时，通常加上它们的一阶、二阶差分，以引入信号特征的动态特征。

声学模型是语音识别系统中最为重要的部分之一。声学建模涉及建模单元选取、模型状态聚类、模型参数估计等很多方面。在目前的LVCSR系统中，普遍采用上下文相关的模型作为基本建模单元，以刻画连续语音的协同发音现象。在考虑了语境的影响后，声学模型的数量急剧增加，LVCSR系统通常采用状态聚类的方法压缩声学参数的数量，以简化模型的训练。在训练过程中，系统对若干次训练语音进行预处理，并通过特征提取得到特征矢量序列，然后由特征建模模块建立训练语音的参考模式库。

搜索是在指定的空间当中，按照一定的优化准则，寻找最优词序列的过程。搜索的本质是问题求解，广泛应用于语音识别、机器翻译等人工智能和模式识别的各个领域。它通过利用已掌握的知识（声学知识、语音学知识、词典知识、语言模型知识等），在状态（从高层至底层依次为词、声学模型、HMM状态）空间中找到最优的状态序列。最终的词序列是对输入的语音信号在一定准则下的一个最优描述。在识别阶段，将输入语音的特征矢量参数同训练得到的参考模板库中的模式进行相似性度量比较，将相似度最高的模式所属的类别作为识别中间候选结果输出。为了提高识别的正确率，在后处理模块中对上述得到的候选识别结果继续处理，包括通过Lattice重打分融合更高元的语言模型、通过置信度度量得到识别结果的可靠程度等。最终通过增加约束，得到更可靠的识别结果。

2.3 声学建模方法

常用的声学建模方法包含以下三种：基于模式匹配的动态时间规整法（DTW）；隐马尔可夫模型法（HMM）；基于人工神经网络识别法（ANN）等。

DTW 是较早的一种模式匹配的方法。它基于动态规划的思想，解决孤立词语音识别中的语音信号特征参数序列比较时长度不一的模板匹配问题。在实际应用中，DTW通过计算已预处理和分帧的语音信号与参考模板之间的相似度，再按照某种距离测度计算出模板间的相似度并选择最佳路径。

HMM是对语音信号的时间序列结构所建立的统计模型，是在马尔可夫链的基础上发展起来的，它是一种基于参数模型的统计识别方法。HMM可模仿人的言语过程，可视作一个双重随机过程：一个是用具有有限状态数的马尔可夫链来模拟语音信号统计特性变化的隐含的随机过程，另一个是与马尔可夫链的每一个状态相关联的观测序列的随机过程[10]。

ANN以数学模型模拟神经元活动，将人工神经网络中大量神经元并行分布运算的原理、高效的学习算法以及对人的认知系统的模仿能力充分运用到语音识别领域，并结合神经网络和隐含马尔可夫模型的识别算法，克服了ANN在描述语音信号时间动态特性方面的缺点，进一步提高了语音识别的鲁棒性和准确率。其中成功的方法就是在混合模型中用ANN替代高斯混合模型估计音素或状态的后验概率。2011年，微软以深度神经网络替代多层感知机形成的混合模型系统大大提高了语音识别的准确率。

3 语音识别的应用

语音识别技术有着非常广泛的应用领域和市场前景。在语音输入控制系统中，它使得人们可以甩掉键盘，通过识别语音中的要求、请求、命令或询问来作出正确的响应，这样既可以克服人工键盘输入速度慢，极易出差错的缺点，又有利于缩短系统的反应时间，使人机交流变得简便易行，比如用于声控语音拨号系统、声控智能玩具、智能家电等领域。在智能对话查询系统中，人们通过语音命令，可以方便地从远端的数据库系统中查询与提取有关信息，享受自然、友好的数据库检索服务，例如信息网络查询、医疗服务、银行服务等。语音识别技术还可以应用于自动口语翻译，即通过将口语识别技术、机器翻译技术、语音合成技术等相结合，可将一种语言的语音输入翻译为另一种语言的语音输出，实现跨语言交流[11]。

语音识别技术在军事斗争领域里也有着极为重要的应用价值和极其广阔的应用空间。一些语音识别技术就是着眼于军事活动而研发，并在军事领域首先应用、首获成效的，军事应用对语音识别系统的识别精度、响应时间、恶劣环境下的顽健性都提出了更高的要求。目前，语音识别技术已在军事指挥和控制自动化方面得以应用。比如，将语音识别技术应用于航空飞行控制，可快速提高作战效率和减轻飞行员的工作负担，飞行员利用语音输入来代替传统的手动操作和控制各种开关和设备，以及重新改编或排列显示器上的显示信息等，可使飞行员把时间和精力集中于对攻击目标的判断和完成其他操作上来，以便更快获得信息来发挥战术优势。

4 结 语

语音识别的研究工作对于信息化社会的发展，人们生活水平的提高等方面有着深远的意义。随着计算机信息技术的不断发展，语音识别技术将取得更多重大突破，语音识别系统的研究将会更加深入，有着更加广阔的发展空间。

参考文献

[1] 马志欣，王宏，李鑫.语音识别技术综述[J].昌吉学院学报，2006（3）：93?97.

[2] RABINER L R， JUANG B H. An introduction to hidden Markov models [J]. IEEE ASSP Magazine， 1986， 3（1）： 4?16.

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篇14

关键词：生命体征监测；可穿戴设备；ARM；Android系统

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）05-0249-04

1 引言

据《中国老龄事业发展报告》指出，我们迎来了第一个老年人口增长高峰，在2015年末，中国大陆人口共达136782万人，其中60周岁及以上人口21242万人，占总人口的15.5%，65周岁及以上人口13755万人，占总人口的10.1%，中国已处于老龄化时期。与此同时，老龄化人群带来的一些困扰就体现出来了，并且患有心脏病、痴呆疾病的老年人数还呈上升趋势[1]，应该给予高度重视。

目前，具有自动检测，及时预告的可穿戴设备是备受关注的。因可穿戴设备的便携带、智能化等特性，具有很大的市场前景[2]。根据《2015-2020中国可穿戴设备行业发展深度调研和投资趋势预测研究报告》[3]的内容概括，2014年的可穿戴设备行业可以用四个字来概括“激情澎湃”，到2015年虽然趋于理性，但是从技术层面来讲，带有传感器的人工智能手环肯定会在医疗类大放异彩[4]。

现在子女因上班繁忙，大多数老人独留家中，生命体征的信息无法实时监测，也无法及时告知家人。本项目试研发一款可穿戴式的生命体征检测预警器[5]，该仪器是一个腕带式可穿戴的装置，在穿戴时出现危机情况后，家属可以通过手机或者电脑随时随地的获取到携带者的脉搏、体温的实时体征信息[6]，并可以获取携带者的行走路线与准确定位[7]，及时的做出应对措施；并且该装置能发出响亮的语音呼救信号，利于及时出动120急救。对于及时诊治、降低医疗及护理费用、提高生命质量、延长寿命、减少独生子女对父母的健康的忧虑有重大的经济和社会效益[8]。

2 系统框架

本文主要研究腕带式生命体征监测预警装置，包括ARM控制模块、通信模块和终端软件模块三大部分，其中关键内容包括硬件模块和终端APP设计。

1）硬件模块设计

采用ARM控制芯片，编写可靠完善的控制程序，作为整体控制核心。此部分主要考虑的问题有：①脉搏和体温的实时准确采集；②GPS的精确定位，将携带者地理位置传送给远程终端；③自动判别携带者疾病的症状，携带者出现心律失常、休克、心脏停博、体温过高过低等紧急情况时，立即发出呼救信号，提醒周围人及时施救；

2）监测终端APP软件设计

以手机为远程监测终端，与穿戴式设备实时通信获取生命体征与预警信息，榱硕岳夏耆说纳硖遄纯鲇卸态掌握，设计图形化的界面用以显示所在地以及生命体征信息。

3 硬件模块设计

系统硬件模块包括脉搏模块设计、体温模块设计、报警器模块设计、GPS模块、GPRS模块。

3.1 脉搏模块设计

脉搏模块是采用松恩公司的son1303模块。该模块通过系统的时钟计数器和中断对I/O口的数据进行处理，而后得到该I/O口波形的频率，从而上层应用可通过读取频率而计算出携带者的心率。

主程序在初始化创建窗口界面时，会构造脉搏模块对象，在其中配置脉搏模块对应I/O口的模式，配置为输入和外部中断模式，系统检测到输入信号发生跳变时（上升沿、下降沿），会触发中断，在每次中断函数中，记录系统时间计数器的值，因半个周期会进入中断函数两次，所以可以计算出输入信号的频率，从而得到对应信号所表示的心率。

3.2 体温模块设计

体温模块是采用DS18b20传感器实现的。DS18B20有3个引脚，只需要一个I/O口硬件资源。通过携带者与产品的接触点，检测出数据，再通过一根数据线用串行传输方式，将数据传输到连接的I/O口上。该模块需要编写一个read函数，将温度传感器通过特定的时序所得到的数据保存到形参，上层应用只需要调用对应的read函数就能够得到数据，再通过一定的数据转换，就能得到温度值[9]。

在QT调用read函数后，系统自动调用驱动中的readAPI，先进行I/O电平复位和置位，实现温度传感器DS18b20的复位，然后写指令（write_byte（0xcc）：写跳过读ROM指令，write_byte（0x44）：写温度转换指令），再一次传感器复位，写指令（write_byte（0xcc），write_byte（0xbe）：读暂存器），最后读取温度数据。

3.3 报警器模块设计

蜂鸣器是一种一体结构化的电子讯响器，采用直流电压供电的电磁式蜂鸣器。蜂鸣器有3个引脚，只需要一个I/O口，该模块通过控制I/O的高低电平，使三极管Q6处于导通或关闭状态，从而使得Speaker两个引脚产生电势差，就能使蜂鸣器发出声响。

该模块提供一个API来接收上层应用传下来的不同频率、不同占空比的信号，以此来驱动蜂鸣器发出声响，以达到报警的效果。

在QT中调用API，通过传递的参数（宏定义常数PWM_IOCTL_SET_FREQ设置频率，PWM_IOCTL_STOP关闭预警器）来判断执行。在设置频率中，通过设置寄存器S3C2410_TCON、S3C2410_TCNTB、S3C2410_TCFG1及S3C2410_TCFG0的值，可以在I/O引脚产生对应频率的信号（可通过对S3C2410_TCMPB寄存器设置占空比）；若是上层传来参数是PWM_IOCTL_STOP，则是准备关闭预警器，可将I/O口设置为输出模式，配置关闭电平即可关闭预警器。

3.4 GPS模块

利用GPS卫星定位，在全球范围内实时进行定位、导航，检测出携带者的地理位置。

该模块使用的是系y自带的串口驱动，通过模块将从卫星上得到的数据存放到串口设备对应的设备文件中，程序只需要打开设备文件读取里面的字符即可。

在主程序初始化界面时，创建GPS模块对象，在其中对要使用的串口设置参数，控制当前波特率、数据大小、数据流控等等。系统调用read时，将收到在设备文件中的数据读取到一个缓冲区buf中，再根据你需要的哪些数据找到在buf对应的位置，取出来再转换为你所需的数据[10]。

3.5 GPRS模块

GPRS是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。

该模块使用的是系统自带的串口硬件资源，在主程序编辑好需要发送数据，通过GPRS模块发送短信到指定号码。

在主程序初始化界面时，创建GPS模块对象，在其中对要使用的串口设置参数，控制当前波特率、数据大小、数据流控等等。主程序中，脉搏或是体温出现异常，就会调用send函数，该模块将异常数据及地理位置发送给指定号码的家属。

本设计针对传统的数据通信传输中存在的干扰问题以及点对点错误传输问题，引用计算机领域流行的Hash算法，应用Hash的加密功能，为每一个腕带生成一个“身份证”――特征码，远程监测终端输入特征码后，就可以实时获得该腕带佩戴者的检测信息。将Hash算法的错误纠正应用于腕带与监护人终端的通信传输中，确保检测到的脉搏与体温信息准确无误地传输，并保证传输信息完整，避免遗漏报警或误报警情况的发生，在携带者出现异常情况时，及时立马的将携带者的生命体征数据以及事发地点发送给指定用户（界面可选择）。以便对方及时知道情况，做出相应措施。

4 程序设计

软件设计包括软件设计流程、QT界面设计、主程序设计、Android APP设计。

4.1 软件设计流程

本次软件设计的主要流程[11]：

（1）在Linux下驱动编写，到ARM板调试；

（2）烧写驱动到内核，并配置好内核的其他资源（适当裁剪）；

（3）编译内核生成Zimage镜像文件；

（4）文件系统、Uboot、Zimage3个镜像文件一起加载到ARM；

（5）配置好ARM的QT运行环境；

（6）配置好Linux下的交叉编译环境、QT编译环境；

（7）QT编写，生成执行文件烧写到ARM板查看并调试；

（8）编写脚本，使QT界面在开机后直接运行。

软件设计的流程图如图1所示。

4.2 QT界面设计

QT是一个1991年由奇趣科技开发的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架[12]。它既可以开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。QT是面向对象的框架，使用特殊的代码生成扩展以及一些宏，易于扩展，允许组件编程。

QT具有如下特性：

（1）优良的跨平台性质，支持多个平台开发.有：Microsoft Windows 95/98， Microsoft Windows NT， Linux， Solaris， SunOS， HP-UX， Digital UNIX （OSF/1， Tru64）， Irix， FreeBSD等；

（2）面向对象，良好的封装机制使得QT的模块化程度非常高，元件工作协调变得简单；

（3）丰富的API接口，多大250+的C++类，还包括正则表达式的处理功能；

（4）支持2D/3图形渲染，支持openGL。

本设计是通过C++的思想[13]，将每个模块封装成一个类，再在每个cpp文件中将对应模块中读取的数据提取出来，再通过QT的UI设计出一个界面，将得到的数据填充到对应的位置，最后在执行脚本，将界面显示到液晶屏上。显示设计布局及实物图如图2所示。

4.3 主程序设计

（1）初始化界面：调用ui的API（setText、setValue、setRange以及insertItem）对不同的编辑框填充数据；

（2）读取数据：都是打开硬件对应的设备文件，调用read函数，系统自动调用驱动的read函数获得数据；

（3）解析数据：

1）GPS：根据数据解析协议将读取到的字符串，在对应的数据位置将字符数据转换为数字，得到相应的数据；

2）体温：在得到的两个字符数buf[2]中，高八位buf[1]中高五位为符号位，低八位buf[0]中低四位为小数位，参考公式：tem=（buf[1]&0x7）*16 + buf[0]*0.0625，符号位单独判断；

3）脉搏：直接读取数据即可；

（4）界面显示：同初始化界面一样，调用对应的API将解析得到的数据填充到编辑框里面；

（5）异常：读取数据超出设定范围值（通过界面设置）；

（6）发送数据到手机：将需要发送的信息写（write）到GPRS所对应的串口设备文件，在此之前，需要写入一些协议类的字符串。

4.4 Android APP设计

在创建android应用[14]之前，先将android开发环境配置好。

在界面的调整上，一方面可以通过图形界面，拖动图形框到相应的位置，不过这样会因为鼠标的移动单位距离和认为因素影响，可能会达不到理想的效果；另一方面，可以通过图形界面生成的文件中，找到对应图形框的那段代码，修改图形的大小，位置等其他参数，达到理想效果。

这次设计因为在ARM的内存因素影响，没能在ARM板上调用百度API将经纬度转换为具体的地理位置，不^通过GPRS将数据发送给手机后，可在手机上调用百度API将接收到的经纬度数据转换出来，用地图的形式在手机界面上显示。

AndroidAPP编写流程图包括：接收信息API编写，继承百度地图类，重写类中的API，对图形布局的XML文件进行修改等。

（1）接收信息API：继承BroadcastReceiver，重写onReceive函数[15]，处理接收到的信息（地点、时间、体温、心率）；

（2）继承百度地图类：OnGetGeoCoderResultListener，该类将接收到的经纬度信息转换为实际地址；

（3）重写对应API：重写activity类中的onCreate（初始化实例对象）、onGetGeoCodeResult（查询是否有匹配地址）

（4）Xml文件修改：activity_main.xml文件中有各个小图标的详细参数（位置、标签、大小），androidManifest.xml文件是系统清单文件，可控制android应用的名称、图标、访问权限等整体属性。

5 总结

本系统实现了对携带者的脉搏、体温数据的采集以及所处位置的定位，能够在数据超出设定范围时，立刻向指定的用户手机发送信息，并且蜂鸣器响起，用以告知路人，有利于及时对携带者急救。对于及时诊治、降低医疗及护理费用、提高生命质量、延长寿命、减少独生子女对父母的健康的忧虑有重大的经济和社会效益。

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