自动化技术的过去、现在和将来（之五）

五、向深度发展，实现智能控制

    智能控制，是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研制具有某些仿人智能的工程控制与信息处理系统的一个新兴分支学科。它在控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、实验心理学、仿生学等有关学科互相渗透的基础上，汇集各有关方面的研究成果进行综合性研究，成为自动化技术科学向纵深发展的标志之一。

    智能控制的思想最早是由华裔美国模式识别与机器智能专家傅京孙(K．S．Fu，1930～1985)于1965年提出的，直至1985年建立实用智能控制系统的条件才逐渐成熟，并在美国首次召开了智能控制学术讨论会，1987年再次在美国召开了智能控制首届国际学术会议，标志着智能控制作为一个新的学科分支得到承认，较重要的智能控制系统之一是分级递阶智能控制系统，是在学习控制系统的基础上，将人工智能与适应控制系统和自组织系统结合而形成的，用以在一定程度上解决复杂离散事件的控制设计问题，以及应用于工业、航天、核处理和医学等方面的自主控制系统的设计问题。

    专家控制系统是智能控制的另一重要方面，它能模仿某一方面的专家和熟练操作人员的控制技能和经验。它具有专家控制系统和专家式控制器两种形式，一般兼有理解、预测、诊断、计划制定、监控等多种功能。表明了工程控制技术与知识工程的结合，意味着系统科学与思维科学的相互渗透。

    进入90年代，属于智能控制范畴的模糊控制技术得到了较快发展，它是一种采用由模糊数学语言描述的控制规则来操纵系统工作的控制方法。其特点是不需要考虑控制对象的数学模型和复杂情况，只需要依据由操作人员经验所制订的控制规则即可构成。这就使模糊控制如同专家系统一样具有重大而深远的意义，这是由于众多的实践证明，许多复杂控制过程难以用数学方法建立定量计算模型，而必须用知识工程技术建立定性分析模型，有时还需要建立定性分析与定量计算相结合的理论模型。通过模糊控制方法而设计出由计算机执行的模糊控制器，所依据的控制规则通常不是精确定量的，其模糊关系的运算法则、各模糊集的隶属度函数，以及从输出量模糊集到实际的控制量的转换方法等，均有相当大的任意性，这种控制器的性能和稳定性，往往难以从理论上作出确定的估计，只能依据实际效果评价其优劣。值得欣慰的是，近几年来国内外已开发出数以百计的应用方面的模糊控制器，并在多种领域得到成功的应用，可以说正是方兴未艾。另一类由专家控制器和模糊控制器互相渗透而发展起来的专家模糊控制器，亦是智能控制中一种研究得十分活跃的专家控制器，只是在名称上略有区别。

    智能机器人是智能控制的综合研究对象、工具与成果，人工智能与模式识别的研究，是为实现智能控制提供理论基础与技术手段的重要前提。实现智能控制是人工智能与模式识别研究的最终目的的一个重要方面。智能机器人作为一个典型的智能控制系统，也必然要引用人工智能与模式识别的研究成果并作为它们理论与实践结合的主要对象之一。

智能机器人的研究，实际上就是研制具有仿人智能的自动机器，这是人们长期以来的愿望，直到60年代后期，具有极简单智能的机器人雏形方才问世。60年代后期发展起来的“智能机器人”，亦多限于在“积木世界”中活动，它仅仅具有识别简单的三维物体的形状，进行积木分类、堆放的智能，或少量具有视觉、触觉。如日立中心研究所研制成的“手一眼”装置与带触觉手的智能机器人，它有两只眼，一只眼用于看图纸，另一只眼与机械手进行装配作业，依靠两只眼的协调配合，完成按图纸装配的工作。日立公司研制的具有视觉与触觉的机器人，用来制造水泥杆，并可将螺钉拧到水泥杆的模具上去。当机器人走近螺钉和其他凸台时，作为“眼”的电视摄像机搜索目标，识别其形状与位置，再由带