第一篇：前沿講座聽后感數(shù)學(xué)類

非常有幸可以聽到劉教授和鄭教授給我們做的兩場數(shù)學(xué)專題的前沿講座。劉發(fā)旺教授跟我們分享了他近二十年在從事數(shù)值模擬復(fù)雜的動力系統(tǒng)及其應(yīng)用、分?jǐn)?shù)階微分方程等方面的科學(xué)研究項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和體會，給我們講解了他的研究項(xiàng)目成果，包括微波加熱、鐵礦還原過程、海水浸入地下水層等項(xiàng)目的模型，當(dāng)然大部分是利用微分方程。最后，劉發(fā)旺教授還介紹了留學(xué)生在國外的學(xué)習(xí)、生活和工作，以及聯(lián)合辦學(xué)的設(shè)想。鄭連存教授首先以微分中值定理為例，指導(dǎo)我們通過聯(lián)想-猜想-論證的方法，培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力，講授實(shí)用的學(xué)習(xí)方法，使我受益很多。然后鄭教授向我們介紹了自己的研究課題——利用近似解析分析方法研究復(fù)雜流體非常規(guī)繞流、傳熱、傳質(zhì)行為，并向我們介紹了幾種主要的近似解析分析方法，包括嵌入?yún)?shù)攝動展開法、Adomian拆分方法、變分迭代法、改進(jìn)的微分變換法（DTM-BF）等。

通過兩位教授的講座我明白，數(shù)學(xué)之所以是一門基礎(chǔ)學(xué)科，是因?yàn)樗饔迷诿總€學(xué)科的研究的各個方面，包括物理，天文，地理，生物，經(jīng)濟(jì)等等。應(yīng)用數(shù)學(xué)包括兩個部分，一部分就是與應(yīng)用有關(guān)的數(shù)學(xué)，這是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的一支，我們可稱之為“可應(yīng)用的數(shù)學(xué)”；另外一部分是數(shù)學(xué)的應(yīng)用，就是以數(shù)學(xué)為工具，探討解決科學(xué)、工程學(xué)和社會學(xué)方面的問題，這是超越傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的范圍。

中國的數(shù)學(xué)發(fā)展歷史悠久，但發(fā)展中間遇到的阻礙很多，在新中國成立后，我們的數(shù)學(xué)研究快速發(fā)展，如今在越來越多的數(shù)學(xué)領(lǐng)域，中國數(shù)學(xué)家正活躍在學(xué)科前沿。中國的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育是在世界上是做的很好的，但中國的數(shù)學(xué)家在國際數(shù)學(xué)研究中并未達(dá)到一流水平，甚至相差一段距離。原因有很多，首先是近代數(shù)學(xué)的發(fā)展較西方國家晚，再就是中國的數(shù)學(xué)教育注重做題而在創(chuàng)新方面做的不夠，使學(xué)生逐漸失去對數(shù)學(xué)的興趣。數(shù)學(xué)系在很多高校受到冷落，數(shù)學(xué)學(xué)科的本科學(xué)生大部分會在以后的學(xué)習(xí)中轉(zhuǎn)行。時下的許多中國人過于注重實(shí)用，過于注重功利，甚至是名利和收入。對于數(shù)學(xué)這種離名利較遠(yuǎn)、付出很多、收入有限的純科學(xué)純抽象研究，人們往往敬而遠(yuǎn)之，缺少終身獻(xiàn)身數(shù)學(xué)的精神追求和心靈激情。

由于知識有限，對于兩位教授所講的內(nèi)容，我很抱歉沒有聽太懂，這也讓我讓我對數(shù)學(xué)有了更深的認(rèn)識和不同的理解，更激發(fā)了我對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，我明白在數(shù)學(xué)研究的道路上，我走的或許連一小步都沒有，我希望能夠走的更遠(yuǎn)，更希望自己能有走得更遠(yuǎn)的勇氣。

第二篇：廣告前沿講座聽后感

廣告前沿講座聽后感

08142128劉鑫

經(jīng)過三次的講座，我更深刻地理解了廣告這個東西，也更實(shí)際的了解了廣告，而不僅僅是停留在課堂上和理論上的東西，讓我們更深一步地走進(jìn)了廣告業(yè)。

先看李家軒先生關(guān)于如何打造品牌廣告，讓我了解到，什么是品牌和什么是名牌?，F(xiàn)在社會人人都追求名牌，各種名牌效應(yīng)在社會上泛濫。李先生通過了一個最簡單的例子讓我真正了解到名牌和品牌，原來并不是我一直想的那樣，在名牌和品牌之間，品牌對于一個廣告人來說比名牌更重要，可我原來卻一直傾向名牌。這個例子就是：腦白金的廣告在電視上采取狂轟濫炸之勢，可謂是家喻戶曉，所以，腦白金可以稱為名牌，但還稱不上品牌。而所謂品牌，是指消費(fèi)者對一個產(chǎn)品的綜合反映，一個產(chǎn)品或服務(wù)因消費(fèi)者的信任而建立的一種與消費(fèi)者持續(xù)上升的關(guān)系。而作為一個廣告人，打造品牌，就是要建立這種關(guān)系，這是一個廣告人的責(zé)任，并以其而存在。那么，這個關(guān)系應(yīng)該如何來打造呢？

李先生講到一個企劃循環(huán)，首先是“我們在哪里”，也就是要搜集事實(shí)資料；其次是“我們?yōu)槭裁丛谀抢?？”就是要對搜集的信息進(jìn)行分析；再次就是“我們將要去的方向”即是為產(chǎn)品制定一個方向；然后就是“我們應(yīng)該怎樣到那”，就是要執(zhí)行品牌遠(yuǎn)景；最后是“我們是否能到達(dá)那”，這就是要看如何讓做了。品牌要有思想才能成功，就像人一樣，“做廣告實(shí)際上就是——花小錢，干大事，說真話，辦實(shí)事?！边@是李青先生在第二講給我們介紹時說的廣告人應(yīng)有的廣告觀。顧名思義，花小錢——節(jié)省預(yù)算成本，降低開銷；干大事——增加廣告的實(shí)效性，達(dá)到更高的水準(zhǔn)。對于后面兩項(xiàng)，李青先生認(rèn)為這是本次講座的重點(diǎn)，因此用了好多事例給我們講解。說真話，即廣告要真實(shí)。廣告對于一家企業(yè)或公司而言，就好比它的臉面，它的作用是真實(shí)地將公司產(chǎn)品或公司的形象傳達(dá)給消費(fèi)者，使消費(fèi)者很容易就對產(chǎn)品和公司產(chǎn)生該有的印象。辦實(shí)事，即廣告中傳遞的信息對消費(fèi)者起什么作用——幫助消費(fèi)者了解產(chǎn)品，達(dá)到購買目的（對商家而言就是賣產(chǎn)品）。李青先生還給我們介紹廣告創(chuàng)意的流程——發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、發(fā)生、發(fā)展，接著以互動方式用花生糖為題，給我們介紹了這個創(chuàng)意的流程，我也有幸把自己的想法和老師進(jìn)行了交流。

田崗先生的十大評判原則更讓我們以廣告主最后驗(yàn)收時的眼光來看待何為好的廣告創(chuàng)意（當(dāng)然世上沒有十全十美的人和事，他介紹的十大原則也并非需要全部達(dá)到才為優(yōu)秀）：第一，創(chuàng)意核心訴求清晰明了；第二商業(yè)信息得以完整表達(dá)；第三充分體現(xiàn)傳播產(chǎn)品（品牌）的屬性及內(nèi)在性格；第四，制作精良，視覺唯美體現(xiàn)；第五，能讓消費(fèi)者與品牌（產(chǎn)品）自由溝通；第六，張力與感染力強(qiáng)勁；第七，故事性及趣味性強(qiáng)，記憶深刻；第八，社會時效

性強(qiáng)，及時應(yīng)景；第九，避免爭議，同時能得到市場和業(yè)內(nèi)的認(rèn)可（正向思維）；第十，可以給廣告主和廣告公司帶來榮譽(yù)和利益（名利雙收）。

經(jīng)過這三次前沿實(shí)戰(zhàn)的講解，讓我了解到廣告人做廣告要用心去做，要把廣告做的有思想，首先自己就得有思想，這樣才能成功。作為一個廣告人，我們才剛剛起步，要想在這條路上有更遠(yuǎn)的發(fā)展，就要多向這三位老師學(xué)習(xí)，并做好吃苦的準(zhǔn)備。

第三篇：前沿物理講座聽后感

前沿物理講座聽后感

——從歷史上三次產(chǎn)業(yè)革命看物理學(xué)與社會進(jìn)步

（物理與機(jī)電工程學(xué)院 應(yīng)用物理）

前言：物理學(xué)是一門探究一切物質(zhì)的組成及其運(yùn)動發(fā)展規(guī)律，同時揭示它們之間的聯(lián)系和各種物理運(yùn)動之間的關(guān)系的博大精深的學(xué)問。物理學(xué)是研究物質(zhì)性質(zhì)、運(yùn)動規(guī)律及其相互作用的學(xué)科。物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科．又是一門帶頭學(xué)科。物理學(xué)是古老的科學(xué)，又是一門不斷發(fā)展的科學(xué)。它向著研究物質(zhì)世界的深度和廣度進(jìn)軍，探索著物質(zhì)世界及其運(yùn)動的奧秘。物理學(xué)的進(jìn)展密切關(guān)系著農(nóng)業(yè)、工業(yè)等的發(fā)展，也同人類文明的進(jìn)步息息相關(guān)。物理學(xué)是技術(shù)革命的先尋，已經(jīng)為人類文明作出了巨大貢獻(xiàn)。從電話的發(fā)明到當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的實(shí)時通信，從蒸汽機(jī)車的制造成功到磁懸浮列車的投入運(yùn)行，從晶體管的發(fā)明到高速計算機(jī)技術(shù)的成熟等等，這些無不體現(xiàn)著物理學(xué)對人類文明與社會進(jìn)步的貢獻(xiàn)。

物理學(xué)對科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展起著最直接地推動作用，幾次工業(yè)革命便是最好的驗(yàn)證。其都是由于物理學(xué)深刻地揭示了自然規(guī)律，構(gòu)成了認(rèn)識自然、改造自然的巨大力量，為科技發(fā)展提供了方法和技能。物理學(xué)正是通過推動著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展，進(jìn)而推動社會文明不斷前進(jìn)。近一個世紀(jì)以來，物理學(xué)又有了嶄新的進(jìn)展，帶來相應(yīng)的新技術(shù)革命。

一、蒸汽機(jī)的發(fā)明和牛頓力學(xué)的建立，導(dǎo)致了第一次工業(yè)革命

17世紀(jì)，牛頓完成了劃時代的偉大巨著《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》，其奠定了整個經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)，并對其他自然科學(xué)的發(fā)展起了極大的推動作用。牛頓力學(xué)的建立使人類對自然界的認(rèn)識跨進(jìn)了劃時代的新世界。經(jīng)典物理學(xué)的思想方法、定量規(guī)律及實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，使科學(xué)技術(shù)的發(fā)展擺脫了當(dāng)時多少還帶有經(jīng)驗(yàn)式的、工匠式的、思辨色彩的落后狀態(tài)，加快了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展步伐，為第一次工業(yè)革命大規(guī)模發(fā)明和使用機(jī)械打下了基礎(chǔ)。世紀(jì)中期的英國資產(chǎn)階級革命，推翻了英國的封建專制制度，建立了資產(chǎn)階級和土地貴族聯(lián)盟為基礎(chǔ)的君主立憲制度，從而成為世界上第一個確立資產(chǎn)階級政治統(tǒng)治的國家。資產(chǎn)階級利用國家政權(quán)加速推行發(fā)展資本主義的政策和措施。英國通過圈地運(yùn)動，聚集了大量勞動力，同時也擴(kuò)大了英國的國內(nèi)市場，以及多年的海外貿(mào)易和殖民擴(kuò)張。但漸漸地，英國的資本主義生產(chǎn)大發(fā)展，采礦業(yè)，航海業(yè)甚至戰(zhàn)爭等的規(guī)模擴(kuò)大都遇到了一定的困難。相同的是，它們都涉到動力機(jī)問題。從17世紀(jì)初已經(jīng)有很多人著手這方面的工作，但都沒取得重大進(jìn)展。直到1698年，英國的賽維利（Thomas Savery,1650~1715）才研制成功實(shí)用的蒸汽水泵。1705年，英國的紐可門（Thomas Newcoman,1663~1729），發(fā)明了第一臺蒸汽推動活塞工作的抽水機(jī)。瓦特（James Watt,1736~1819）對蒸汽機(jī)的改革

取得了歷史性的突破。1765年，他把蒸汽的冷凝過程安排在汽缸外進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了汽缸的恒溫。這是對原始蒸汽機(jī)的關(guān)鍵改革。蒸汽機(jī)的研制是以力學(xué)和熱學(xué)為基礎(chǔ)的。那時，對溫度計、量熱學(xué)（比熱、潛熱）、熱傳導(dǎo)及熱的本質(zhì)的研究等都取得了重大發(fā)展。瓦特在改革蒸汽機(jī)的過程中，就得到布萊克（J.Black,1728~1799）的理論指導(dǎo)。因此，科恩（M.H.Cohen）指出：“我們的制造廠不再被交給無知的工作者；相反，在他們中的大多數(shù)人中，有非常有知識的人，有受到良好教育的物理學(xué)家們，為了促進(jìn)有用技藝的進(jìn)步，我們必須指望他們”。

蒸汽機(jī)的歷史意義，無論怎樣夸大也不為過。它成功解決了工業(yè)化發(fā)展中的動力問題，成為大工業(yè)普遍應(yīng)用的發(fā)動機(jī)，它提供了治理和利用熱能、為機(jī)械供給推動力的手段，結(jié)束了人類對畜力、風(fēng)力和水力的由來已久的依賴。蒸汽機(jī)在火車機(jī)車和輪船上的應(yīng)用，不僅大幅提高了貨運(yùn)速度和數(shù)量，降低了成本，更在時間、空間和商品化的概念上引起了一場革命，極大地擴(kuò)大了世界貿(mào)易版圖。

蒸汽技術(shù)革命引起了社會的全面變革，帶來了社會生產(chǎn)力的極大飛躍，使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)取代了農(nóng)牧業(yè)而成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中核心支柱產(chǎn)業(yè)。

牛頓力學(xué)和蒸汽機(jī)的發(fā)明，使人類進(jìn)入了機(jī)械化時代。

二、電磁理論的發(fā)現(xiàn)和建立, 使人類進(jìn)入了電氣化時代

第二次工業(yè)革命發(fā)生在十九世紀(jì)下半葉，它以電磁理論的建立和發(fā)展，電氣技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用為基礎(chǔ)，極大促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，引起了社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的巨大變革。同時，電磁場理論的發(fā)展拓展了科學(xué)研究領(lǐng)域，帶動了一些新興學(xué)科和相關(guān)交叉學(xué)科的發(fā)展。

在第一次工業(yè)革命時期，許多技術(shù)發(fā)明都來源于工匠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)和技術(shù)尚未真正結(jié)合。1870年以后，所有工業(yè)都受到科學(xué)的影響。科學(xué)與技術(shù)未能真正結(jié)合使得社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到很大障礙，生產(chǎn)力的發(fā)著迫切要求科學(xué)與技術(shù)真正結(jié)合，要求自然科學(xué)突破性進(jìn)展并迅速轉(zhuǎn)化為技術(shù)。

歷史上第一個對電磁現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)研究的是英國的吉爾伯特，但其研究停留于現(xiàn)象層面。此后一百多年，電和磁的研究非常緩慢。18 世紀(jì)，美國的富蘭克林證明了電的同一性，還定義了正負(fù)電荷，提出了電荷守恒定律。法國科學(xué)家?guī)靵鼋柚こ訉?shí)驗(yàn)得到了靜電作用的平方反比定律。1820年，丹麥的奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次得出了電磁統(tǒng)一的思想。不久，法國的安培提出了電流相互作用的安培定律，為電動力學(xué)的創(chuàng)立作了開創(chuàng)性的工作。后來，英國的法拉弟通過10年的努力，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建了力線思想和場的概念，為麥克斯韋電磁場理論奠定了重要的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)基

礎(chǔ)。麥克斯韋于1873年建立了經(jīng)典電磁理論方程組——麥克斯韋方程組。其中，麥克斯韋提出了“渦旋電場”和“位移電流”假說，預(yù)言了電磁波的存在，算出了電磁波的傳播速度，從理論上證明了光是一種電磁波。電磁理論發(fā)展到了一個輝煌的時期。10年后，德國的赫茲在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了電磁波的發(fā)送和接收規(guī)律，還證明了電磁波的一系列光學(xué)性質(zhì)，為麥克斯韋理論的確立給出了權(quán)威性的證明。這樣就實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)的第三次大綜合即電、磁、光的綜合。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)奠定了電力工業(yè)最重要的基礎(chǔ)；對電磁波運(yùn)動規(guī)律的研究也是電訊技術(shù)發(fā)展所不可缺少的。19世紀(jì)80年代，歐洲各國的物理學(xué)家相繼發(fā)明了交流發(fā)電機(jī)、變壓器、交流感應(yīng)電動機(jī)和輸電系統(tǒng)。這些研究和發(fā)明, 為建造大容量電機(jī)，獲得強(qiáng)大電力提供了技術(shù)上的可能性；實(shí)驗(yàn)室里成功的技術(shù)開發(fā)，引發(fā)了電力技術(shù)的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致第二次工業(yè)革命。在電力革命的過程中，電磁場理論規(guī)定著革命的方向，指導(dǎo)著電力系統(tǒng)技術(shù)體系的建立。事實(shí)再一次證實(shí)了科學(xué)包括物理學(xué)對生產(chǎn)力發(fā)展的先導(dǎo)作用。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，各種新技術(shù)、新發(fā)明層出不窮，并被迅速應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，大大促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。第二次工業(yè)革命以電力的廣泛應(yīng)用為顯著特點(diǎn)，把人類帶入了電氣時代。生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展改變著社會結(jié)構(gòu)和世界形勢，資產(chǎn)階級掌握了先進(jìn)的生產(chǎn)力，實(shí)力日益壯大，開始確立對世界的統(tǒng)治。企業(yè)的規(guī)模也越來越大，生產(chǎn)和資本的集中促成了壟斷組織的形成。

事實(shí)再一次證實(shí)了科學(xué)包括物理學(xué)對生產(chǎn)力發(fā)展的先導(dǎo)作用。

三、量子理論與信息技術(shù)革命

信息革命始于20世紀(jì)40年代，以計算機(jī)問世為標(biāo)志，目前方興未艾。從1904年發(fā)明二極管起，到1946年世界上第一臺電子管計算機(jī)研制成功止，是信息技術(shù)史上的“電子管時期”。1947年隨著半導(dǎo)體晶體管問世，信息技術(shù)史進(jìn)入了“晶體管時期”。此后，集成電路的發(fā)明，打破了電路與元件分離的傳統(tǒng)觀念，使電子設(shè)備微形化。經(jīng)過大規(guī)模集成電路階段后，超大規(guī)模集成電路又在迅猛發(fā)展。而計算機(jī)就是由這些物理元件組成的信息處理工具。

電子和信息技術(shù)具有物理基礎(chǔ)。首先是1925年~1926年量子力學(xué)的建立。1926年費(fèi)米—狄拉克統(tǒng)計法的提出，得知固體中的電子服從泡利原理。1927年Bloch理論的建立，得知理想晶格中無電子散射。1928年Sommerfeld提出能帶的猜想。1929年P(guān)eiels提出禁帶、空穴的猜想；Wlson和Bloch從理論上解釋了導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的性質(zhì)和區(qū)別；Mott和Jones用電子轟擊、X射線發(fā)射和吸收等方法驗(yàn)證了能帶理論；Bethe提出費(fèi)米面的概念；Landau提出費(fèi)米面可測量。1947年Bardeen，Shockley，Brattain發(fā)明晶體管。1957年P(guān)ippard測量了第一個費(fèi)米面(銅的)；而后，劍橋?qū)W派建立費(fèi)米面編目。1962年制成集成

電路（IC）。70年代中后期，制成大規(guī)模集成電路（LIC）；制成超大規(guī)模集成電路（VLIC）；集成度以每10年一千倍的速度增長;巨型機(jī)的向量運(yùn)算超過每秒億次；微機(jī)進(jìn)入家庭。80年代以后智能計算機(jī)、光學(xué)計算機(jī)和量子計算機(jī)的研制取得一定成果，巨型機(jī)的運(yùn)算速度已達(dá)數(shù)萬億次；網(wǎng)絡(luò)時代隨即到來，新物理技術(shù)，如光纖的應(yīng)用，掀起了信息技術(shù)革命的又一次高潮。

第三次工業(yè)科技革命是人類文明史上繼蒸汽技術(shù)革命和電力技術(shù)革命之后科技領(lǐng)域里的又一次重大飛躍。它以原子能、電子計算機(jī)和空間技術(shù)的廣泛應(yīng)用為主要標(biāo)志，涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場信息控制技術(shù)革命。這次科技革命不僅極大地推動了人類社會經(jīng)濟(jì)、政治、文化領(lǐng)域的變革，而且也影響了人類生活方式和思維方式，使人類社會生活和人的現(xiàn)代化向更高境界發(fā)展。正是從這個意義上講，第三次科技革命是迄今為止人類歷史上規(guī)模最大、影響最為深遠(yuǎn)的一次科技革命，是人類文明史上不容忽視的一個重大事件。

四、總結(jié)

歷史上的三次產(chǎn)業(yè)革命使得我們整個世界發(fā)生了翻天覆地的變化，社會進(jìn)步，生活方便，經(jīng)濟(jì)騰飛，政治完善等等，都是它的碩果，這三次產(chǎn)業(yè)革命所帶來的影響是不可估量的。

當(dāng)今時代，物理學(xué)前沿領(lǐng)域的重大成就又將會引領(lǐng)著人類文明進(jìn)入一片新天地，物理學(xué)的不斷進(jìn)步必將對社會的發(fā)展和人類生活的改善產(chǎn)生不可估量的影響。

致謝：由衷的謝謝老師對我們的細(xì)心授課，讓我們獲益良多！

第四篇：前沿講座

計算機(jī)視覺學(xué)科前沿知識

計算機(jī)視覺就是用計算機(jī)來模擬人的視覺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人的視覺功能，通常是指用攝像機(jī)和計算機(jī)代替人眼對目標(biāo)進(jìn)行識別、跟蹤和測量等，從而實(shí)現(xiàn)對客觀的三維世界的識別。人與其他動物一樣，視覺、聽覺、觸覺等感官功能的產(chǎn)生，首先在于進(jìn)化過程中生存的需要。根據(jù)美國心理學(xué)家Gibson的理論，人的視覺不管有多少用處，但主要功能可概括為適應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運(yùn)動?？吹狡嚊_過來，你會趕快回避；看到前面有激流，你不會冒然趟過去?！斑m應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運(yùn)動”還是比較抽象的概念。事實(shí)上，為了適應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運(yùn)動，視覺系統(tǒng)需要能識別物體（可想而知，一個人連親戚、同事、朋友都不認(rèn)識，會怎樣生活），能判斷物體的運(yùn)動以及確定物體的形狀和方位（否則，無法抓取物體）。所以，物體識別、物體定位、物體三維形狀恢復(fù)和運(yùn)動分析，就構(gòu)成了計算機(jī)視覺的主要研究內(nèi)容。

隨著自動化水平不斷的提高，機(jī)器視覺在自動化行業(yè)中應(yīng)用也是越來越多，而機(jī)器視覺在我國可以說處于剛起步發(fā)展階段，機(jī)器人視覺是一門新興的發(fā)展迅速的學(xué)科，八十年代以來, 機(jī)器人視覺的研究已經(jīng)歷了從實(shí)險室走向?qū)嶋H應(yīng)用的發(fā)展階段。從簡單的二值圖象處理到高分辨率多灰度的圖象處理,從一般的二維信息處理到三維視覺機(jī)理以及模型和算法的研究都取得了很大的進(jìn)展。而計算機(jī)工業(yè)水平的飛速提高以及人工智能、并行處理和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科的發(fā)展,更促進(jìn)了機(jī)器人視覺系統(tǒng)的實(shí)用化和涉足許多復(fù)雜視覺過程的研究。

目前，機(jī)器人視覺系統(tǒng)正在廣泛地應(yīng)用于視覺檢測、機(jī)器人的視覺引導(dǎo)和自動化裝配領(lǐng)域中。在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)之中，視覺檢測往往是不可缺少的環(huán)節(jié)。比如，汽車零件的外觀，藥品包裝的正誤，IC字符印刷的質(zhì)量，電路板焊接的好壞等等，都需要眾多的檢測工人，通過肉眼或結(jié)合顯微鏡進(jìn)行觀測檢驗(yàn)。大量的人工檢測不僅影響工廠效率，而且?guī)聿豢煽康囊蛩?，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與成本。另外，許多檢測的工序不僅僅要求外觀的檢測，同時需要準(zhǔn)確獲取檢測數(shù)據(jù)，比如零件的寬度，圓孔的直徑，以及基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)等等，這些工作則是很難靠人眼快速完成。近年來發(fā)展迅猛的機(jī)器視覺技術(shù)解決了這一問題。機(jī)器視覺系統(tǒng)一般采用CCD照相機(jī)攝取檢測圖象并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再采用先進(jìn)的計算機(jī)硬件與軟件技術(shù)對圖象數(shù)字信號進(jìn)行處理，從而得到所需要的各種目標(biāo)圖象特征值，并由此實(shí)現(xiàn)模式識別，坐標(biāo)計算，灰度分布圖等多種功能。然后再根據(jù)其結(jié)果顯示圖象，輸出數(shù)據(jù)，發(fā)出指令，配合執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成位置調(diào)整，好壞篩選，數(shù)據(jù)統(tǒng)計等自動化流程。與人工視覺相比較，機(jī)器視覺具有精確，快速，可靠，和易數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的輸入裝置可以是攝像機(jī)、轉(zhuǎn)鼓等，它們都把三維的影像作為輸入源，即輸入計算機(jī)的就是三維管觀世界的二維投影。如果把三維客觀世界到二維投影像看作是一種正變換的話，則機(jī)器視覺系統(tǒng)所要做的是從這種二維投影圖像到三維客觀世界的逆變換，也就是根據(jù)這種二維投影圖像去重建三維的客觀世界。機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。將近80%的工業(yè)視覺系統(tǒng)主要用在檢測方面，包括用于提高生產(chǎn)效率、控制生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量、采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)等。產(chǎn)品的分類和選擇也集成于檢測功能中。例如生產(chǎn)線上的單攝像機(jī)視覺系統(tǒng)，它的視覺系統(tǒng)用來檢測生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，決定產(chǎn)品是否符合質(zhì)量要求，并根據(jù)結(jié)果，產(chǎn)生相應(yīng)的信號輸入上位機(jī)。圖像獲取設(shè)備包括光源、攝像機(jī)等；圖像處理設(shè)備包括相應(yīng)的軟件和硬件系統(tǒng)；輸出設(shè)備是與制造過程相連的有關(guān)系統(tǒng)，包括過程控制器和報警裝置等。數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，進(jìn)行分析和產(chǎn)品控制，若發(fā)現(xiàn)不合格品，則報警器告警，并將其排除出生產(chǎn)線。機(jī)器視覺的結(jié)果是CAQ系統(tǒng)的質(zhì)量信息來源，也可以和CIMS其它系統(tǒng)集成。

由于沒有通用的機(jī)器視覺照明設(shè)備，所以針對每個特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到最佳效果。過去，許多工業(yè)用的機(jī)器視覺系統(tǒng)用可見光作為光源，這主要是因?yàn)榭梢姽馊菀撰@得，價格低，并且便于操作。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。但是，這些光源的一個最大缺點(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。以日光燈為例，在使用的第一個100小時內(nèi)，光能將下降15%，隨著使用時間的增加，光能將不斷下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定，是實(shí)用化過程中急需要解決的問題。另一個方面，環(huán)境光將改變這些光源照射到物體上的總光能，使輸出的圖像數(shù)據(jù)存在噪聲，一般采用加防護(hù)屏的方法，減少環(huán)境光的影響。由于存在上述問題，在現(xiàn)今的工業(yè)應(yīng)用中，對于某些要求高的檢測任務(wù)，常采用X射線、超聲波等不可見光作為光源。但是不可見光不利于檢測系統(tǒng)的操作，且價格較高，所以，目前在實(shí)際應(yīng)用中，仍多用可見光作為光源。

機(jī)器視覺系統(tǒng)中，視覺信息的處理技術(shù)主要依賴于圖像處理方法，它包括圖像增強(qiáng)、數(shù)據(jù)編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內(nèi)容。經(jīng)過這些處理后，輸出圖像的質(zhì)量得到相當(dāng)程度的改善，既改善了圖像的視覺效果，又便于計算機(jī)對圖像進(jìn)行分析、處理和識別。圖像的增強(qiáng)用于調(diào)整圖像的對比度，突出圖像中的重要細(xì)節(jié)，改善視覺質(zhì)量。通常采用灰度直方圖修改技術(shù)進(jìn)行圖像增強(qiáng)。圖像的灰度直方圖是表示一幅圖像灰度分布情況的統(tǒng)計特性圖表，與對比度緊密相連。圖像的數(shù)據(jù)編碼和傳輸，數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)龐大的，一幅512*512個像素的數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量為256 K字節(jié)，若假設(shè)每秒傳輸25幀圖像，則傳輸?shù)男诺浪俾蕿?2.4M比特/秒。高信道速率意味著高投資，也意味著普及難度的增加。因此，傳輸過程中，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮顯得非常重要，數(shù)據(jù)的壓縮主要通過圖像數(shù)據(jù)的編碼和變換壓縮完成。圖像邊緣銳化處理主要是加強(qiáng)圖像中的輪廓邊緣和細(xì)節(jié)，形成完整的物體邊界，達(dá)到將物體從圖像中分離出來或?qū)⒈硎就晃矬w表面的區(qū)域檢測出來的目的。圖像分割是將圖像分成若干部分，每一部分對應(yīng)于某一物體表面，在進(jìn)行分割時，每一部分的灰度或紋理符合某一種均勻測度度量。圖像的識別過程實(shí)際上可以看作是一個標(biāo)記過程，即利用識別算法來辨別景物中已分割好的各個物體，給這些物體賦予特定的標(biāo)記，它是機(jī)器視覺系統(tǒng)必須完成的一個任務(wù)。

在本世紀(jì)四、五十年代發(fā)展起來的線性濾波器以其完善的理論基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)處理方便，易于采用FFT和硬件實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，一直在圖像濾波領(lǐng)域占有重要地位，其中以WIENER濾波器理論和卡爾曼濾波理論為代表。但是線性濾波器存在著計算復(fù)雜度高，不便于實(shí)時處理等缺點(diǎn)。雖然它對高斯噪聲有良好的平滑作用，但對脈沖信號干擾和其它形式的噪聲干擾抑制效果差，信號邊緣模糊。為此，1971年，著名學(xué)者TUKEY提出非線笥濾波器——中值濾波器，即把局部區(qū)域中灰度的中值作為輸出灰度，并將其與統(tǒng)計學(xué)理論結(jié)合起來，使用迭代方法，比較理想地將圖像從噪聲中恢復(fù)出來，并且能保護(hù)圖像的輪廓邊界，不使其變模糊。近年來，非線性濾波理論在機(jī)器視覺、醫(yī)學(xué)成像、語音處理等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用，同時，也反過來促使該理論的研究向縱深方向發(fā)展。

第五篇：前沿講座

智能控制及其應(yīng)用

院 － 系： 信息工程與自動化學(xué)院 專 業(yè)： 模式識別與智能系統(tǒng) 年 級： 2011 級 學(xué)生姓名： 朱 丹 學(xué) 號： 2011204082 任課教師： 楊承志、馮麗輝、萬舟

2011年11月

摘要

智能控制是自動控制發(fā)展的高級階段，是人工智能、控制論、信息論、系統(tǒng)論、仿生學(xué)、進(jìn)化計算和計算機(jī)等多種學(xué)科的高度綜合與集成，是一門新興的邊緣交叉學(xué)科。智能控制的主要方法有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與專家系統(tǒng)，為解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題提供了有效的理論和方法。目前，智能控制已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍事航空等眾多領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞： 智能控制 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊控制 專家系統(tǒng)

ABSTRACT

Intelligent automatic control is the advanced stage of development of automatic control．It is comprehensive and integrated subject of artificial intelligence, cybernetics, information theory, system theory, bionics, evolutionary computation, computer and so on.It is a new edge of the overlapping subject.The main method of intelligent control are following：artificial neural network , fuzzy control and expert system.In order to solve the complex control problem which is difficult to solve by the traditional methods.It provides effective theory and method.At present, the intelligent control has been widely used in industry, agriculture, services, military aviation, etc, and has a broad development prospects.Keywords: intelligent automatic control artificial neural network fuzzy control expert system

引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，許多新方法和技術(shù)進(jìn)入工程化、產(chǎn)品化階段，這對自動控制技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，促進(jìn)了智能控制理論在控制技術(shù)中的應(yīng)用，以解決用傳統(tǒng)的方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。智能控制不僅包含了自動控制、人工智能、系統(tǒng)理論和計算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容，而且還從生物學(xué)等學(xué)科汲取豐富的營養(yǎng)，正在成為自動化領(lǐng)域中最興旺和發(fā)展最迅速的一個分支學(xué)科。

一、智能控制的基本概念和特點(diǎn)

傳統(tǒng)的控制方法是建立在被控對象的精確數(shù)學(xué)模型之上的，而智能控制是針對系統(tǒng)的復(fù)雜性、非線性、不確定性等提出來的。IEEE控制系統(tǒng)協(xié)會把智能控制歸納為：智能控制系統(tǒng)必須具有模擬人類學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力。一個智能控制系統(tǒng)一般應(yīng)具有以下一些特點(diǎn)：

1.智能控制具有混合控制特點(diǎn)，系統(tǒng)能以知識表示非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過程，采用開閉環(huán)控制和定性決策及定量控制相結(jié)合的多模態(tài)控制方式；

2.智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對象及環(huán)境的有關(guān)知識以及運(yùn)用這些知識的能力；

3.智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織能力，能從系統(tǒng)的功能和整體優(yōu)化的角度來分析和綜合系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)； 4.智能控制系統(tǒng)有補(bǔ)償及自修復(fù)能力；

5.智能控制系統(tǒng)能對復(fù)雜系統(tǒng)(如非線性、多變量、時變、環(huán)境擾動等)進(jìn)行有效的全局控制，并具有較強(qiáng)的容錯能力。

二、智能控制的主要方法 2.1 模糊控制

模糊控制是基于模糊推理和模仿人的思維方法，對難以建立精確數(shù)學(xué)模型的對象實(shí)施的一種控制，其成功應(yīng)用的根源在于模糊邏輯本身提供了由專家構(gòu)造語言信息并將其轉(zhuǎn)化為控制策略的一種系統(tǒng)的推理方法，以模糊集合、模糊語言變量與模糊邏輯推理為基礎(chǔ)，以先驗(yàn)知識和專家經(jīng)驗(yàn)為控制規(guī)則。其基本思想是用機(jī)器模擬人對系統(tǒng)的控制,就是在被控對象的模糊模型的基礎(chǔ)上運(yùn)用模糊控制器近似推理等手段,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。在實(shí)現(xiàn)模糊控制時主要考慮模糊變量的隸屬度函數(shù)的確定,以及控制規(guī)則的制定二者缺一不可。

2.2 專家控制

專家控制是智能控制的一個重要部分，它在將人工智能中專家系統(tǒng)的理論和技術(shù)同自動控制的理論和方法有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上，在未知環(huán)境下模仿專家的智能，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制。專家系統(tǒng)一般由知識庫、推理機(jī)、解釋機(jī)制和知識獲取系統(tǒng)等組成。知識庫用于存儲某一領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)性知識、原理性知識、可行操作與規(guī)則等，可通過知識獲取系統(tǒng)對原有知識進(jìn)行修改和擴(kuò)充。推理機(jī)根據(jù)系統(tǒng)信息并利用知識庫中知識按一定的推理策略來解決當(dāng)前的問題。解釋機(jī)制對找到的知識進(jìn)行解釋，為用戶提供了一個人機(jī)界面。通過對知識的獲取與組織,按某種策略適時選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)則進(jìn)行推理,以實(shí)現(xiàn)對控制對象的控制。專家控制可以靈活地選取控制率,靈活性高;可通過調(diào)整控制器的參數(shù),適應(yīng)對象特性及環(huán)境的變化,適應(yīng)性好;通過專家規(guī)則,系統(tǒng)可以在非線性、大偏差的情況下可靠地工作,魯棒性強(qiáng)。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人腦神經(jīng)元的活動,利用神經(jīng)元之間的聯(lián)結(jié)與權(quán)值的分布來表示特定的信息,通過不斷修正連接的權(quán)值進(jìn)行自我學(xué)習(xí),以逼近理論為依據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模,并以直接自校正控制、間接自校正控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制等方式實(shí)現(xiàn)智能控制。隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究的不斷深入，新的模型不斷推出，在智能控制領(lǐng)域中，應(yīng)用最多的是BP網(wǎng)絡(luò)Hopfield網(wǎng)絡(luò)等。與傳統(tǒng)控制相比，它具有以下重要特性：○1非線性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在理論上可以充分逼近任意非線性函數(shù)；○2自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力；○3并行式分布處理機(jī)制；○4數(shù)據(jù)融合能力。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信號處理、系統(tǒng)辨識和優(yōu)化、模式識別、故障診斷、機(jī)器人等多個領(lǐng)域取得成功應(yīng)用，它對智能控制的發(fā)展應(yīng)用將具有重大而深遠(yuǎn)的意義。

三、智能控制的應(yīng)用

目前，智能控制已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍事航空等眾多領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1機(jī)械制造

在現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)中,需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數(shù)據(jù)來解決難以或無法預(yù)測的情況,人工智能技術(shù)為解決這一難題提供了有效的解決方案。智能控制隨之也被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè),它利用模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對制造過程進(jìn)行動態(tài)環(huán)境建模,利用傳感器融合技術(shù)來進(jìn)行信息的預(yù)處理和綜合。利用模糊集合和模糊關(guān)系的魯棒性,將模糊信息集成到閉環(huán)控制的外環(huán)決策選取機(jī)構(gòu)來選擇控制動作。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能和并行處理信息的能力,進(jìn)行在線的模式識別,處理那些可能是殘缺不全的信息。

3.2 智能儀器

隨著微電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)和計算機(jī)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，自動化儀器正朝著智能化、系統(tǒng)化、模塊化和機(jī)電一體的方向發(fā)展，微型計算機(jī)或微處理機(jī)在儀器中得到廣泛應(yīng)用，已成為儀器的核心組成部件之一。它能夠?qū)崿F(xiàn)信息的記憶、判斷、處理、執(zhí)行以及測控過程的操作、監(jiān)視和診斷，因而這類儀器被稱為”智能儀器”。

3.3 智能機(jī)器人

智能機(jī)器人是一種能夠代替人類在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下從事危險、復(fù)雜勞動的自動化機(jī)器，是集機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、計算機(jī)、人工智能和系統(tǒng)工程等多學(xué)科知識于一身的高新技術(shù)綜合體。機(jī)器人研究者們所關(guān)心的主要研究方向之一是機(jī)器人運(yùn)動的規(guī)劃與控制。一個規(guī)定的任務(wù)出臺之后，設(shè)計人員首先必須作出滿足該任務(wù)要求的運(yùn)動規(guī)劃；然后，規(guī)劃再由控制來執(zhí)行，該控制足以使機(jī)器人適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生所期望的運(yùn)動。

3.4 智能監(jiān)控

在許多的工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)線，其生產(chǎn)過程需要監(jiān)視和控制，以保證高性能和高可靠性。為保持物理參數(shù)具有一定的精度確保產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，我們已在一些連續(xù)生產(chǎn)線或工業(yè)裝置上采用了有效的智能控制模式。例如，旋轉(zhuǎn)水泥窯的模糊控制、汽車工業(yè)的高級模糊邏輯控制、軋鋼機(jī)的神經(jīng)控制、工業(yè)鍋爐的遞階智能控制以及核反器的知識基控制等。

3.5 醫(yī)療過程智能控制

從70年代中葉起，專家系統(tǒng)技術(shù)就被成功的應(yīng)用于各種醫(yī)療領(lǐng)域。醫(yī)用智能過程控制的新例子之一就是一個用于控制手術(shù)過程中麻醉深度的病人平均動脈血壓(MAP)的模糊邏輯控制系統(tǒng)。MAP是衡量麻醉深度的重要參數(shù)。在該控制系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)時，我們采用模糊關(guān)系函數(shù)和語言規(guī)則。本系統(tǒng)已在許多不同的外科手術(shù)中得到成功應(yīng)用。

四、智能控制的發(fā)展前景

智能控制廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍事航空等多個領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)控制無法解決的實(shí)際控制問題。但是智能控制仍然只處于開創(chuàng)性階段。就目前智能控制系統(tǒng)的研究和發(fā)展來看，智能控制還有許多問題有待解決，主要有以下幾點(diǎn)： ○1加強(qiáng)理論研究，給出智能控制的穩(wěn)定性、可測性、可控性、魯棒性定義及準(zhǔn)則；○2解決知識獲取和優(yōu)化的瓶頸問題，特別是動態(tài)系統(tǒng)的知識獲取和分類； ○3加強(qiáng)各種智能控制方法結(jié)合的耦合度； ○4加強(qiáng)學(xué)習(xí)問題的研究，進(jìn)而加快收斂速度，提高實(shí)時控制能力； ○5融入更多領(lǐng)域知識，拓寬智能控制的范圍。

智能控制是一門跨學(xué)科、需要多學(xué)科提供基礎(chǔ)支持的科學(xué)，智能控制很難存在普遍、統(tǒng)一的理論體系，因此，建立具有開放性、形式非唯一的集成化智能控制框架是現(xiàn)實(shí)的，也是必要的。

參考文獻(xiàn)

[1] 安寧，邱瑋煒，戚焐.智能控制綜述[J].技術(shù)與市場,2010,5(17):10-11.[2] 胡博.智能控制及其應(yīng)用[J].蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010，1(12).[3] 宋勝利.智能控制技術(shù)概論[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2008.[4]習(xí)玲麗，王永初.智能控制的發(fā)展前景[J].國立華僑大學(xué)機(jī)電及自動化學(xué)院，2006.[5] 魏峰，胡騰，王曉明.智能控制研究的發(fā)展及應(yīng)用[J].工業(yè)控制計算機(jī)

2007(8).