人工智能與電子信息科學(xué)與技術(shù)

1、人工智能與電子信息科學(xué)與技術(shù)人工智能(Artificial Intelligence)，英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和 擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科 學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反 應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別，圖像識(shí)別，自然語(yǔ)言處理，和專家系 統(tǒng)等。而電子信息科學(xué)與技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱“電科”)是當(dāng)下熱門專業(yè)之一。該專業(yè)培養(yǎng)具備電 子信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論和基本知識(shí)，受到嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練和科學(xué)研究初步訓(xùn)練， 能在電子信息科學(xué)與技術(shù)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域和行

2、政部門從事科學(xué)研究、教學(xué)、 科技開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)管理工作的電子信息科學(xué)與技術(shù)高級(jí)專門人才。這兩者作為 提升信息產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)，關(guān)系密不可分，既相互依賴又共同合作，是信息產(chǎn)業(yè)和現(xiàn) 代服務(wù)業(yè)自主可控發(fā)展的技術(shù)保障。掌握其關(guān)鍵技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，對(duì)保障國(guó)家安全、促進(jìn) 經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。一二者相互依存，互惠互利在實(shí)現(xiàn)人工智能的過(guò)程中，需要用到很多功能強(qiáng)大且獨(dú)特的電子專用設(shè)備。這些設(shè)備大 部分要靠具有專業(yè)電科技術(shù)的人員研發(fā)。如BOOM可移動(dòng)式顯示器和數(shù)據(jù)手套等。BOOM可移 動(dòng)式顯示器是一種半投入式視覺顯示設(shè)備。使用時(shí)，用戶可以把顯示器方便地置于眼前，不 用時(shí)可以很快移開。BOO

3、M使用小型的陰極射線管，產(chǎn)生的像素?cái)?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于液晶顯示屏， 圖像比較柔和，分辨率為1280 x1024像素，彩色圖像。它用于模擬與仿真。數(shù)據(jù)手套是一種 輸入裝置，它可以把人手的動(dòng)作轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)的輸入信號(hào)。它由很輕的彈性材料構(gòu)成，該彈 性材料緊貼在手上，同時(shí)附著許多位置、方向傳感器和光纖導(dǎo)線，以檢測(cè)手的運(yùn)動(dòng)。光纖可 以測(cè)量每個(gè)手指的彎曲和伸展，而通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，手指的動(dòng)作信息可以被計(jì)算機(jī)識(shí)別。而電科的一些研究成果則需要通過(guò)人工智能中的虛擬與仿真技術(shù)才能比較簡(jiǎn)單清晰的呈 現(xiàn)在人們面前。下面一幅圖就是兩者合作的具體實(shí)例。圖1針對(duì)角反射器結(jié)構(gòu)進(jìn)行的質(zhì)心改正值仿真計(jì)算，證明質(zhì)心改正誤差不超過(guò)5mm二二者各具

4、特色，共同合作，共同發(fā)展軍事上利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬戰(zhàn)爭(zhēng)過(guò)程已成為最先進(jìn)的多快好省的研究戰(zhàn)爭(zhēng)、培訓(xùn)指揮員 的方法。也是由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)達(dá)到很高水平，所以盡管不進(jìn)行核試驗(yàn)，也能不斷改進(jìn)核武 器。戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)室在檢驗(yàn)預(yù)定方案用于實(shí)戰(zhàn)方面也能起巨大作用。1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)開始前， 美軍便把海灣地區(qū)各種自然環(huán)境和伊拉克軍隊(duì)的各種數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，進(jìn)行各種作戰(zhàn)方案 模擬后才定下初步作戰(zhàn)方案。后來(lái)實(shí)際作戰(zhàn)的發(fā)展和模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)一致。人工智能技術(shù) 對(duì)實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)實(shí)世界有很大幫助。機(jī)場(chǎng)運(yùn)維實(shí)現(xiàn)信息化管理，實(shí)現(xiàn)物品三維化管理，系統(tǒng)功能界面和三維界面無(wú)縫對(duì)接，點(diǎn) 擊三維可查詢信息，點(diǎn)擊二維條目和定位三維模型；飛機(jī)調(diào)度三

5、維可視化展現(xiàn)，將調(diào)度模塊 嵌入三維系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)時(shí)了解當(dāng)前飛機(jī)的飛停狀態(tài)，并進(jìn)行三維實(shí)時(shí)表現(xiàn)。GPS跟蹤通過(guò)讀 取來(lái)自定位系統(tǒng)的實(shí)時(shí)位置信息來(lái)驅(qū)動(dòng)加油車、操作員動(dòng)態(tài)變化，具有很強(qiáng)的立體表現(xiàn)效果， 是二維GPS管理系統(tǒng)所不具備的。GPS是電科研究的主要方向之一。載人航天工程1有效載荷公用設(shè)備分系統(tǒng)有效載荷公用設(shè)備分系統(tǒng)是載人航天工程最重要的分系統(tǒng)之一。它的主要任務(wù)是根據(jù)應(yīng)用 任務(wù)的總體要求，研制有效載荷公用設(shè)備包括電源設(shè)備，數(shù)管設(shè)備和通信設(shè)備，將各艘飛船 上分散的應(yīng)用系統(tǒng)有效載荷有機(jī)地連接在一起，構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的有效載荷系統(tǒng)，與飛船有關(guān) 部分接口。有效載荷應(yīng)用中心在我國(guó)載人航天工程的支持下，在中科院空

6、間中心建立的有效載荷應(yīng)用中心，對(duì)飛船 有效載荷的在軌運(yùn)行控制與管理、有效載荷應(yīng)用資料產(chǎn)品的預(yù)處理和應(yīng)用分發(fā)提供了有效的 支撐作用多模態(tài)微波遙感器利用空間微波遙感進(jìn)行對(duì)地觀測(cè)具有全天候、全天時(shí)的特點(diǎn)，正在受到各先進(jìn)國(guó)家越 來(lái)越廣泛的重視。空間中心負(fù)責(zé)了神舟四號(hào)飛船上的主載荷一多模態(tài)微波遙感器的研制工 作，這是我國(guó)第一次進(jìn)入太空的微波遙感器 4空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置空間的微重力、高輻射、高真空、高潔凈資源的開發(fā)和利用是各國(guó)開展空間活動(dòng)時(shí)關(guān) 注的重點(diǎn)。開展空間科學(xué)研究，建立空間實(shí)驗(yàn)方法、探索機(jī)理、認(rèn)識(shí)規(guī)律、積累經(jīng)驗(yàn)可以指 導(dǎo)地面的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并為空間材料加工、空間生物制藥等空間應(yīng)用科學(xué)奠定基礎(chǔ)。商業(yè)及日常生

7、活人工智能作為一種高智能技術(shù)，廣泛運(yùn)用于專家系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及仿真系 統(tǒng)等。這里簡(jiǎn)單介紹一下專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)具有一定的商業(yè)特性、它先把某一種行業(yè)（譬 如醫(yī)學(xué)、法律等等）的主要知識(shí)都輸入到電腦的系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)里，再由設(shè)計(jì)者根據(jù)這些知識(shí)之 間的特有關(guān)系和職業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)不僅能夠?yàn)槭褂谜咛峁┻@個(gè)行 業(yè)知識(shí)的查詢、建議等服務(wù)，更重要的是作為一個(gè)人工智能系統(tǒng)、必須具有自動(dòng)推理、學(xué)習(xí) 的能力。專家系統(tǒng)經(jīng)常應(yīng)用于各種商業(yè)用途，例如企業(yè)內(nèi)部的客戶息系統(tǒng)，決策支持系統(tǒng)， 以及我們?cè)谑烂嫔峡梢钥匆姷尼t(yī)學(xué)顧問(wèn)、法津顧問(wèn)等軟件。值得一提的還有環(huán)境建模技術(shù)， 即虛擬環(huán)境的建模。它是取實(shí)際三維環(huán)境的三

8、維數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用的需要，利用獲取的三維 數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型，人工智能技術(shù)對(duì)這一過(guò)程的完成有舉足輕重的作用。（例如 上圖）鄱陽(yáng)湖小況山濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn),凰府小磯山附近鄱陽(yáng)湖濕地衛(wèi)星地圖用于觀測(cè) 據(jù)中國(guó)新聞網(wǎng)報(bào)道，“十一五”國(guó)家重大科技成就展提供的信息披露，近40年來(lái)， 中國(guó)先后成功發(fā)射50多顆地球觀測(cè)衛(wèi)星，初步形成了氣象、海洋、資源、環(huán)境與減災(zāi)四大 民用系列的天基對(duì)地觀測(cè)體系。這和我國(guó)高端技術(shù)特別是人工智能和電子信息技術(shù)的運(yùn)用是 密不可分的。在16個(gè)國(guó)家科技重大專項(xiàng)之一的“高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”框架下，中國(guó)正著手研 發(fā)新一代高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，重點(diǎn)發(fā)展基于衛(wèi)星、平流層飛艇和飛機(jī)的

9、高分辨率先進(jìn)觀 測(cè)系統(tǒng)，形成高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率和高精度觀測(cè)的時(shí)空協(xié)調(diào)、全天 候、全天時(shí)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，建立對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用系統(tǒng)等地面支撐和運(yùn)行系統(tǒng)，提 高中國(guó)空間數(shù)據(jù)自給率，形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈。國(guó)防科工局和中國(guó)科學(xué)院合作成立“高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”重大專項(xiàng)工程中心，負(fù) 責(zé)組織實(shí)施中國(guó)新一代高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)工程建設(shè)，將圍繞建立中國(guó)戰(zhàn)略性空間基礎(chǔ)設(shè) 施的目標(biāo)，統(tǒng)籌建設(shè)天基、臨近空間、航空、數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用五大系統(tǒng)，構(gòu)建天、空、地三 個(gè)層次觀測(cè)平臺(tái)，滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的戰(zhàn)略需求?！案叻直媛蕦?duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”專項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)開展國(guó)家重大應(yīng)用示范工程建設(shè)、行業(yè)應(yīng)用

10、 示范項(xiàng)目、國(guó)家綜合應(yīng)用和區(qū)域應(yīng)用示范項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用方面，開展農(nóng)作物種植面積、長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量和植被生產(chǎn)力的監(jiān)測(cè)，為農(nóng)業(yè) 發(fā)展提供重要信息支撐；國(guó)土資源應(yīng)用方面，實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源快速調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)管，提高土地 資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)、監(jiān)管水平，提高地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警水平以及重大突發(fā)事件應(yīng)急 調(diào)查與監(jiān)測(cè)能力；環(huán)保遙感應(yīng)用主要包含大氣、水、生態(tài)三方面環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測(cè)；災(zāi)害預(yù)警、 監(jiān)測(cè)與評(píng)估信息服務(wù)應(yīng)用方面，通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)，根據(jù)災(zāi)害發(fā)展發(fā)生規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，通過(guò) 遙感圖像的分析和解譯對(duì)災(zāi)情進(jìn)行綜合評(píng)估。氣象方面可應(yīng)用于臭氧、二氧化碳等大氣成分監(jiān)測(cè)、天氣預(yù)報(bào)、氣候敏感參數(shù)監(jiān)測(cè)等； 海洋環(huán)境遙感應(yīng)用方面，為中國(guó)海洋環(huán)

11、境監(jiān)測(cè)、海洋環(huán)境預(yù)報(bào)、海岸帶資源調(diào)查、海洋赤潮 災(zāi)害、海洋漁業(yè)環(huán)境信息及海洋碳循環(huán)研究等提供大量遙感信息服務(wù)；測(cè)繪方面將應(yīng)用于高 精度定位、大區(qū)域和三維立體高精度等測(cè)圖?！案叻直媛蕦?duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”專項(xiàng)還將全面圍繞西部大開發(fā)、東北振興、中部崛起、東 部發(fā)展，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和主體功能區(qū)建設(shè)，促進(jìn)高分辨率對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)和技術(shù)成果的普 及應(yīng)用.“十一五”重大科技成就巡禮：“核高基”獲階段性成果“核高基”是“核心電子器件、高端通用 芯片及基礎(chǔ)軟件”的簡(jiǎn)稱?！昂烁呋敝卮髮ｍ?xiàng)的中心任務(wù)是，攻克以中央處理器（CPU）和 操作系統(tǒng)為代表的高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件關(guān)鍵技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，提升企業(yè)的自主創(chuàng)新能 力，支撐

12、我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的安全可控發(fā)展?！笆晃濉逼陂g重點(diǎn)開發(fā)高性能CPU、數(shù)字信 號(hào)處理器（DSP）、SoC平臺(tái)、IP核和EDA工具，開發(fā)以操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、中間 件和辦公軟件為核心的基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品。據(jù)悉，一個(gè)國(guó)際科研小組使用概率修剪技術(shù)”，將集 成電路中很少使用的部分修剪后，使計(jì)算機(jī)芯片的性能提高了2倍，而能耗僅為以前的一半。 這種“概率修剪”技術(shù)的原理非常簡(jiǎn)單，即通過(guò)允許微處理器出錯(cuò)來(lái)削減其對(duì)能源的需求。這 樣就很好的節(jié)約了能源。因此，順利完成“十一五”計(jì)劃，關(guān)鍵是要掌握好計(jì)算機(jī)，人工智 能與電子信息等方面的技術(shù)。這樣才能促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)與國(guó)家的發(fā)展。多媒體應(yīng)用多媒體網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)室目前主要研究

13、領(lǐng)域和方向有：下一代互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論與技術(shù)在信息安全領(lǐng)域，研究基于人工免疫的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)、惡意短信監(jiān)控和計(jì)算機(jī)取證理 論與技術(shù)；在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和性能評(píng)價(jià)等領(lǐng)域，研究網(wǎng)絡(luò)故障的智能診斷與業(yè)務(wù)流量 預(yù)測(cè)方法；在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和泛在網(wǎng)領(lǐng)域，研究連通與覆蓋、能量均衡路由和安全與 信任機(jī)制。超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)理論與技術(shù)在設(shè)計(jì)方法學(xué)領(lǐng)域，研究功耗分析與優(yōu)化理論及其應(yīng)用、SoC軟硬件劃分和軟硬件協(xié) 同設(shè)計(jì)方法；在測(cè)試與驗(yàn)證領(lǐng)域，研究數(shù)字IP設(shè)計(jì)、IP復(fù)用、隨機(jī)測(cè)試、FPGA驗(yàn)證環(huán)境和專用 芯片設(shè)計(jì)技術(shù)在可重構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域，研究GA、GP與GEP演化硬件和適用于特種行業(yè)、特殊場(chǎng)合的 容錯(cuò)容災(zāi)技術(shù)?？偠灾娍萍夹g(shù)就好比一個(gè)幕后工作者，它主要承擔(dān)的工作是怎樣改進(jìn)多媒體的內(nèi) 在設(shè)備，從而使其呈現(xiàn)出來(lái)的效果更好。同樣，為了追求節(jié)目效果，一些多媒體工作者靈活 地運(yùn)用人工智能技術(shù)，模擬出來(lái)了 “模擬主持人”，她形象逼真，外型甜美可人，吸引了眾 多人的眼球。這是兩種技術(shù)共同作用的結(jié)果，它們共同發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，各司其責(zé)，從而達(dá) 到利益的最大化與拍手叫絕的效果。其他1在DSPS實(shí)驗(yàn)室研究高速海量數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)及高灰階大動(dòng)態(tài)范圍圖像 時(shí)需要，充分而靈活地應(yīng)用各種最新的器件和芯片，仿真軟件和工具。能硬則