時間：2023-07-20 09:21:26
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇人工智能醫(yī)療發(fā)展前景，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
一、芯片
據(jù)人工智能協(xié)會的《中國AI創(chuàng)新應用白皮書》顯示，從1986年到2007年，全球單日信息存儲能力增加了約120倍，在數(shù)據(jù)生成量方面，預計到2020年，將達到44ZB，是2009年的44倍。數(shù)據(jù)量的成倍增長，伴隨的是芯片行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
在這條賽道上，有智能設備廠商、云計算廠商、傳統(tǒng)芯片廠商。蘋果、微軟和谷歌都在開發(fā)自己的處理器，應用于人工智能和其他的工作負載，其目標是實現(xiàn)在沒有云處理的情況下壓縮算法。大數(shù)據(jù)、人工智能以及高性能計算和分析越來越趨向于利用GPU。這一趨勢使英偉達成為重要玩家，同時，也為AMD注入了新的活力。英特爾將其布局從個人電腦轉向數(shù)據(jù)中心和物聯(lián)網(wǎng)。
此外，一些更加垂直細分的初創(chuàng)公司的表現(xiàn)同樣不容小覷。近期，寒武紀、地平線、深鑒、Kneron、鯤云科技等人工智能芯片公司相繼獲得融資，新一代計算芯片可以提供更強大的計算力，同時在集群上實現(xiàn)的分布式計算能夠幫助人工智能模型在更大的數(shù)據(jù)集上運行。
二、智能音箱
相對于傳統(tǒng)音箱而言，智能音箱不僅是音響產(chǎn)品，同時是涵蓋了內(nèi)容服務、互聯(lián)網(wǎng)服務及語音交互功能的智能化產(chǎn)品，不僅具備WiFi連接功能，提供音樂、有聲讀物等內(nèi)容服務及信息查詢、網(wǎng)購等互聯(lián)網(wǎng)服務，還能與智能家居連接，實現(xiàn)場景化智能家居控制。
也因此，2017年成為了“百箱大戰(zhàn)”的一年，智能音箱的炙熱戰(zhàn)火從國外燒到了國內(nèi)。目前國內(nèi)切入音箱市場的公司主要有三類：
一是以喜馬拉雅“小雅”為代表的內(nèi)容基因的公司，他們和“傳統(tǒng)音箱”最為接近，但內(nèi)容的智能播放提升了用戶在聆聽場景下的交互體驗。二是包括Rokid、出門問問、Broadlink等在內(nèi)的“智能公司”，在他們的產(chǎn)品里，音樂內(nèi)容只是眾多功能之一，更多的亮點在語音交互、連接智能家居上。而第三種則是小米、阿里、京東、聯(lián)想等“大公司”，他們背后是有龐大的商業(yè)生態(tài)。
三、醫(yī)療影像
今年11月15日，科技部公布了首批國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺名單，其中，就包括依托騰訊建設的醫(yī)療影像診斷平臺覓影。
AI+醫(yī)療是近年來資本投資和企業(yè)拓展新業(yè)務的熱點，這其中又以醫(yī)療影像為甚原因有兩點：醫(yī)療影像是所有大病診療的入口和基礎，放射科醫(yī)生是醫(yī)療行業(yè)最短缺的人員之一；人工智能技術爆發(fā)的核心——深度學習，正好最擅長分析影像類數(shù)據(jù)。如此，使得影像識別技術成了最有可能在醫(yī)療領域率先落地的技術。
短期來看，目前AI+醫(yī)療影像的商業(yè)模式一定是To B，并且在競爭初期，渠道為王；從長期來看，To C也有很大的商業(yè)機會，隨著技術的成熟，未來病人可以自由選擇AI醫(yī)療商的產(chǎn)品進行服務。
四、安防
就目前來說，安防本身具有兩大特性，第一、在傳統(tǒng)的以視頻為主的安防行業(yè)中，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)積累了大量的數(shù)據(jù)資源，滿足了人工智能基于大數(shù)據(jù)為基礎的算法模型訓練的要求；第二、安防行業(yè)中事前預防、事中響應、事后追查的特性剛好吻合了人工智能的算法和技術。
也就是說，目前AI在安防領域的應用主要通過圖像識別、大數(shù)據(jù)及視頻結構化等技術進行作用的。而從行業(yè)角度來看，主要在公安、交通、樓宇、金融、工業(yè)、民用等領域應用較廣，其中以公安應用最為核心。另外，AI+安防在提前預防犯罪，和保障社會安全方面也起到了非常重要作用。
目前來說，雖然AI在安防領域的應用有著很好的前景，但還沒有達到真正實用的階段，應用中存在諸多的問題需要不斷完善和解決，比如環(huán)境適應性差、場景理解受限、人臉識別準確率等等問題。
五、語音交互
2017年，很多業(yè)內(nèi)專家都認為，“語音”將會成為下一代人機交互的主要方式。其原因有三：
首先，語音交互更為自然和方便；其次，語音交互相對于文字交互模式而言，能夠解放人們更多的感官；第三，基于智能語音交互，不需要對APP、瀏覽器進行點擊操作，而是直接通過語音操作的特質(zhì)，使其能夠凌駕于瀏覽器、APP等其他應用的入口之上，成為一個新入口，而這個入口，將會變革更多的產(chǎn)業(yè)，諸如信息搜索、分發(fā)。
涉及語音交互的公司包括人工智能機器人廠商、人機交互技術和渠道提供商，以及基礎平臺支撐和關聯(lián)技術提供商：??
1、人工智能機器人廠商?主要包括小i機器人等智能機器人廠商，同時還有清華、中科院等人工智能技術研究院校和科研院所。??2、人機交互技術或渠道提供商?包括科大訊飛、捷通華聲、車音網(wǎng)、思必馳等語音技術提供商，以及短信(移動、電信、聯(lián)通)、QQ等服務提供商。??3、基礎平臺支撐和關聯(lián)技術提供商?包括IDC、云計算平臺、數(shù)據(jù)挖掘等技術提供商。?
六、融資/收購
大勢所趨下，無論是國內(nèi)還是海外市場，科技巨頭正在以內(nèi)生式AI領域的研發(fā)，和外延式的直接投資、或收購AI領域的創(chuàng)業(yè)團隊等方式在AI領域進行積極部署。而巨頭們收購企業(yè)的原因，不外乎爭奪團隊、專利、人才，同時，也是對自身業(yè)務的補充，以及為了公司在今后技術生態(tài)里的布局和站位考慮。
除了收購，2017年形成的另一個熱浪是融資。我們來看今年發(fā)生的融資大事件：
2017年2月，三星、英偉達聯(lián)手投資了AI智能語音助手公司SoundHound，這家公司以語音識別與搜索技術獲得了7500萬美元的投資；2017年3月，蔚來汽車以自動駕駛、輔助駕駛獲得了來自IDG資本、高瓴資本等投資方6億美元投資；2017年3月，Geek+科技以智能機器人技術獲得了火山石資本等投資方1.5億美元投資；2017年4月商湯科技以計算機視覺技術獲得了賽領資本6千萬美元投資；2017年5月，深鑒科技以處理器/芯片獲得了高榕資本等投資方數(shù)千萬美元的投資；2017年10月，地平線機器人獲得由英特爾投資、嘉實投資等資本方近億美元A+輪融資。
七、人才流動
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八、政策
自今年7月國務院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》后，各地區(qū)都在從不同層面加強人工智能相關政策的部署。今年10月，北京市正式印發(fā)《中關村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)人工智能產(chǎn)業(yè)培育行動計劃(2017—2020年)》；11月14日，上海市《關于本市推動新一代人工智能發(fā)展的實施意見》，提出到2020年，重點產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過1000億元。11月18日，有“中國光谷”之稱的武漢東湖高新區(qū)，出臺全國首個區(qū)域性《促進人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》，并《東湖高新區(qū)人工智能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》，提出未來三年將每年設立不低于2億元的人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金。
同時，也了“國字號”的人工智能開放創(chuàng)新平臺。11月15日，科技部宣布成立新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃推進辦公室，并公布首批國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺名單：依托百度公司建設自動駕駛國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺，依托阿里云公司建設城市大腦國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺，依托騰訊公司建設醫(yī)療影像國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺，依托科大訊飛公司建設智能語音國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺位列其中。
跡象表明，人工智能政策正在從中央傳導至地方，AI政策自上而下開始發(fā)酵，我國已經(jīng)進入AI產(chǎn)業(yè)的“黃金窗口期”，預計未來將有更多地方的政策文件出臺，從而形成多點齊放的局面。
九、智能制造
波士頓咨詢在一份名為《工業(yè)4.0——未來生產(chǎn)力和制造業(yè)發(fā)展前景》的報告中明確指出，以云計算、大數(shù)據(jù)分析為代表的新技術將為中國制造業(yè)的生產(chǎn)效率帶來15%—25%的提升，
智能制造，是在基于互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)意義上實現(xiàn)的包括企業(yè)與社會在內(nèi)的全過程的制造，把工業(yè)4.0的“智能工廠”、“智能生產(chǎn)”、“智能物流”進一步擴展到“智能消費”、“智能服務”等全過程的智能化中去，只在這些意義上，才能真正地認識到我們所面臨的前所未有的形勢。
這一年來，各大制造企業(yè)為了重塑自身在制造業(yè)的全球競爭優(yōu)勢，在各層面高度重視智能制造，并相應啟動了一系列針對基于模型的企業(yè)、網(wǎng)絡物理系統(tǒng)、工業(yè)機器人、先進測量與分析、智能制造系統(tǒng)集成等智能制造關鍵要素的計劃和項目，以對“AI+制造”的新競爭力形成進行系統(tǒng)支持。
十、場景創(chuàng)新
科技巨頭布局人工智能
在歐洲，“歐盟人腦計劃”將通過ICT的龐大資源庫，更有效地為神經(jīng)科學和醫(yī)療領域提供技術支持。長遠來說，該計劃將為各類腦部疾病提供更好的治療方案，以及通過探索大腦運作模式，研發(fā)更先進的ICT技術?！皻W盟人腦計劃”的主要研究領域可以大致劃分為三大類：未來神經(jīng)科學、未來醫(yī)學、未來計算。旗下涵蓋13個子項目，其中包括老鼠大腦戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)、人腦戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)、認知行為架構、理論型神經(jīng)科學、神經(jīng)信息學、大腦模擬仿真、高性能計算平臺、醫(yī)學信息學、神經(jīng)形態(tài)計算平臺、神經(jīng)機器人平臺、模擬應用、社會倫理研究和“歐盟人腦計劃”項目管理。
作為“歐盟人腦計劃”神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)項目和SpiNNaker計劃的的負責人，Steve Furber博士透露說，目前“歐盟人腦計劃”的最新進展是近期將對外開放一系列歐盟人腦計劃的平臺系統(tǒng)，讓更多研究者、專業(yè)人士可以使用這些先進的系統(tǒng)?，F(xiàn)在誰都可以申請使用內(nèi)置500，000個特制ARM處理器核心的“脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡架構（SpiNNaker）計劃”和德國海德堡的“大腦規(guī)模（BrainScaleS）計劃”的設備，以及其他平臺系統(tǒng)。我們在3月30日舉行會宣布這一舉措，并在4月1日正式實施對外開放。通過開放平臺系統(tǒng)的共享，我們相信一定能夠極大地促進世界范圍內(nèi)的大腦科學研究的發(fā)展，為每一位參與到大腦科學研究中的科學家們提供廣闊的發(fā)展前景和機遇。
扎克伯格也在他的Facebook上透露，他2016年的新目標是打造一個人工智能助手。事實上，他對人工智能的布局早已開始，早在2014年，他就以個人身份入股了人工智能公司 Vicarious，因為他覺得人工智能可以提升互聯(lián)網(wǎng)服務的智商，從而對于用戶變得更有價值。
除了Facebook，另一個科技巨頭谷歌也在人工智能領域動作頻頻，它收購了8個機器人公司和1個機器學習公司，并在許多新的業(yè)務中使用了人工智能技術，比如無人駕駛汽車。同時，谷歌還利用人工智能技術來改善其現(xiàn)有業(yè)務，比如安卓手機操作系統(tǒng)或者谷歌搜索引擎。
中國人工智能商用元年
而在國內(nèi)企業(yè)中，進軍人工智能的科技企業(yè)也不在少數(shù)。早在2009年，百度就提出通過推進人工智能實現(xiàn)國家綜合國力的彎道超車。百度身體力行，2014年5月將AI最權威的學者之一、谷歌大腦項目之父吳恩達納入麾下。眼下百度人工智能實驗室搭建了作為百度人工智能核心的“百度大腦”，融合了深度學習算法、數(shù)據(jù)建模、大規(guī)模圖形處理器（GPU）并行化平臺等技術，擁有200億個參數(shù)，構成了一套巨大的深度神經(jīng)網(wǎng)絡。
騰訊也不甘示弱，基于微信平臺，開發(fā)了多種模式識別功能，推出了“微信智能開發(fā)平臺”，將微信的圖像識別能力和語音識別關鍵詞技術向第三方開放，“掃一掃”和“語音轉文字”功能就是典型應用。
從國家意志來說，2015年7月，國務院印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”行動指導意見》，明確人工智能為形成新產(chǎn)業(yè)模式的11個重點發(fā)展領域之一，將發(fā)展人工智能提升到國家戰(zhàn)略層面，提出具體支持措施，清理阻礙發(fā)展的不合理制度。統(tǒng)計顯示，到“十三五”末，我國機器人產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)值有望突破千億元。
“十三五”規(guī)劃綱要首次出現(xiàn)“人工智能”一詞，在科技創(chuàng)新2030項目中，智能制造和機器人成為重大工程之一。培育人工智能、智能硬件、新型顯示、移動智能終端等，被列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動。種種跡象表明，2016年，不僅是“十三五”起步之年，也是我國人工智能商用元年。
而市場也普遍認為如今人工智能已經(jīng)在諸如智能穿戴設備、無人機、虛擬客戶服務、智慧城市、安防、基于大數(shù)據(jù)的業(yè)務分析等領域得到應用，節(jié)省了大量人工成本。隨著人工成本的增長，人工智能的經(jīng)濟效益優(yōu)勢將會愈發(fā)明顯。在技術突破、應用領域拓展以及相關扶持政策推動下，人工智能的大潮即將來襲，萬億元的市場規(guī)模值得期待。
人工智能的現(xiàn)實入口
在教育領域，你想象一下這樣的世界，任何一個孩子都可以使用智能手機訪問熟悉其學習風格的個人導師，以便提高學習成績。
“比如遇到問題需要幫助的學生，可以將問題拍攝下來，并上傳到專門應用中。機器人識別出問題，并給出相關答案。由于機器人了解提問者的學習風格，它可以引導他們解決這個問題，跳過他們已經(jīng)了解的知識點，重點集中在需要幫助的方面，而非僅僅提供標準答案。由于機器人很了解你，它甚至比負責全班同學學習情況的人類教師更加勝任，因為后者需要應對不同學習風格和不同水平的學生?！盪ber聯(lián)合創(chuàng)始人、獨立創(chuàng)業(yè)家奧斯卡. 薩拉查說。
除了教育領域，醫(yī)療領域恐怕是人工智能商業(yè)化的最主要領域了。此前研發(fā)出“深藍”打敗國際象棋世界冠軍的科技巨頭IBM在醫(yī)療領域耕作多年。2013年，IBM研發(fā)的認知計算系統(tǒng)Watson已正式向癌癥“宣戰(zhàn)”。美國Bumrungrad國際醫(yī)院采用為腫瘤學而開發(fā)的Watson解決方案――已由世界一流的腫瘤醫(yī)生及研究人員進行過培訓，讓Watson為其遍布東南亞、包含超過100萬名癌癥病患的龐大網(wǎng)絡提供支持。
早在2011年Watson參加“Jeopardy！”電視問答挑戰(zhàn)賽并獲得冠軍后，IBM堅信繼制表計算、可編程計算之后，人類的第三個計算時代――認知計算時代，已經(jīng)拉開帷幕。幾年時間里，Watson已經(jīng)取得了巨大進步。Watson原來只有1個 “深度問答”的API，現(xiàn)在已經(jīng)有42個API應用于36個國家的幾十個行業(yè)，內(nèi)容涵蓋文字圖像識別、自然語言理解、專業(yè)知識學習、人類情緒分析等各個領域，并且有更多的API正在孵化當中。在醫(yī)療、教育、旅游、零售等各個行業(yè)里的成功案例已經(jīng)開始有井噴之勢。
據(jù)IBM大中華區(qū)全球企業(yè)咨詢服務部合伙人、電子行業(yè)總經(jīng)理徐聞天介紹，IBM將與Medtronic加強合作，利用IBM認知解決方案處理來自Medtronic可穿戴醫(yī)療設備及其他情景化來源的數(shù)據(jù)，并提供個性化的糖尿病管理。
【關鍵詞】人工智能 醫(yī)學領域
1 引言
人工智能（AI）是上世紀50年展起來的新興學科，主要內(nèi)容包括：知識表示、自然語言理解、機器學習和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、計算機視覺、自動推理和搜索方法、智能機器人、自動程序設計等方面。在過去的幾十年里人工智能涌現(xiàn)出了大量的方法，大致可分為兩大類：第一類是基于Newell和Simon的物理符號系統(tǒng)假說的符號處理方法。這種方法大多采用從知識階段向下到符號和實施階段的自上而下的設計方法，第二類是采用自下而上設計的“字符號”方法。
2 人工智能的發(fā)展
全球?qū)θ斯ぶ悄艿难邪l(fā)經(jīng)歷了已經(jīng)有70年的發(fā)展，從上個世紀的50年代開始一直到今天，歷經(jīng)了兩次大起大落，但伴隨著深度學習的重燃、龐大的大數(shù)據(jù)支撐以及計算能力的不斷提升和成本的不斷下降這些因素的出現(xiàn)，尤其是在摩爾定律、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和云計算、新方法這些人工智能進步的催化劑作用下，將迎來人工智能新的春天。
3 人工智能在醫(yī)學領域上的應用
3.1 在神經(jīng)網(wǎng)絡中人工智能的應用
在醫(yī)學診斷中人工智能的應用會出現(xiàn)一些難題，例如知識獲取比較難、推理速度慢、自主學習以及自適應變化能力弱。研究人腦連接發(fā)現(xiàn)了以人工神經(jīng)為特點可以解決在獲取知識中所出現(xiàn)的瓶頸和知識種類繁瑣問題，能夠提高對知識的推理能力，包括自主學習，自組織等方面的能力，促進了神經(jīng)網(wǎng)絡在醫(yī)學專家系統(tǒng)中的快速發(fā)展。
人工智能領域ANN，有不同于其他人工智能的方法，在傳統(tǒng)的結構上，它只是AI分支中的一個，只能通過邏輯符號來模擬人腦的思維方式，進一步來實現(xiàn)人工智能，與之相比，不同的ANN是學習和訓練為一體來達到智能的。ANN具有學習的能力及特殊方法，用戶不用編寫復雜的程序來解決所遇到的問題，只用提供有效的數(shù)據(jù)就可以完成。迄今為止，醫(yī)學領域中對大部分的病理原因無法解釋，無法確定病理原因，加上各種疾病的表現(xiàn)種類復雜多變。在醫(yī)學的日常實踐中，疾病相應的治療只能以經(jīng)驗為基礎來判斷。所以，ANN有著記憶，學習和歸納總結為一體的人工智能服務，在醫(yī)學領域有很好的應用發(fā)展趨勢。
3.2 在中醫(yī)學中人工神經(jīng)網(wǎng)絡的應用
在中醫(yī)學中，所提出的“辨證論治”中的“證”具有模棚性、不確定性的特點，主觀性比較強，因此中醫(yī)的診斷方法和治療手段與醫(yī)師的經(jīng)驗水平有很大聯(lián)系。數(shù)年來在實驗研究，臨床觀察，文章整理，經(jīng)驗總結上，都有著對“證”的研究思想的深入調(diào)查。一部分“辨證”的過程可以用人工神經(jīng)網(wǎng)絡來替換使用。恰當?shù)闹嗅t(yī)癥狀可以作為基本輸入和適當人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型，人工神經(jīng)網(wǎng)絡能夠根據(jù)以往的學習“經(jīng)驗”來進行綜合分析，從而提出中醫(yī)診斷方法。
由神經(jīng)元結構模型、網(wǎng)絡連接模型、網(wǎng)絡學習算法等幾個要素組成了人工神經(jīng)網(wǎng)絡。具有某些智能系統(tǒng)的功能。 按照網(wǎng)絡結構來劃分，人工神經(jīng)網(wǎng)絡有很多不同的種類，例如感知器、BP網(wǎng)絡、Hopfield網(wǎng)絡等，目前應用最為廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡就是其中的BP網(wǎng)絡。這種前沿網(wǎng)絡非 BP網(wǎng)絡所屬，網(wǎng)絡的結構與權值能夠表達復雜的非線性 I/0映射關系。憑借 BP網(wǎng)絡優(yōu)良的自主學習功能，既可以通過誤差的反向傳播方法，對照已知樣本反復進行訓練，也可以調(diào)整網(wǎng)絡的權值，直到網(wǎng)絡的 I/0關系在某一塊訓練指標下最接近樣本為止。
3.3 人工智能在臨床醫(yī)療診斷中的應用
計算機編寫的程序主要根據(jù)專家系統(tǒng)的設計原理和方法來模擬醫(yī)生的醫(yī)學診斷，以及通常治療手段的思維過程來進行。醫(yī)療專家系統(tǒng)是臨床醫(yī)療診斷中人工智能的很好體現(xiàn)，不僅能夠處理較為復雜的醫(yī)學治療問題，還能當做醫(yī)生診斷疾病的重要工具，更重要的是傳承了專家們的寶貴醫(yī)學治療經(jīng)驗。
3.4 人工智能技術在醫(yī)學影像診斷中的應用
目前，在醫(yī)學影像中存在著的問題，比如：誤診率高、缺口大。這些問題需要通過人工智能的方法來解決。在醫(yī)學影像技術領域人工智能的應用包括主要的兩個方面，分別是：第一個方面為圖像識別，第二個方面為深度學習，其中人工智能應用最核心的部分實深度學習。這兩個部分都是基于醫(yī)學影像大數(shù)據(jù)所進行的數(shù)據(jù)上的挖掘和應用。這兩個方面所進行的數(shù)據(jù)挖掘及其應用都是依據(jù)醫(yī)學影像大數(shù)據(jù)來完成的。
Geoffrey Hinton教授是神經(jīng)網(wǎng)絡領域的大師，2006年，他與其博士生在《Science》和相關的期刊上發(fā)表了論文，第一次提出了“深度信念網(wǎng)絡”的概念。2012年，由斯坦福大學Fei-Fei Li教授舉辦的ImageNet ILSVRC大規(guī)模圖像識別評測任務是由Hinton教授的研究團隊參加的。這個任務包括了120萬張高分辨率圖片，1000個類比。Hinton教授團隊使用了全新的黑科技多層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡結構，將圖像識別錯誤率突破性地從26.2%降低到了15.3%。 這個革命性的技術，讓神經(jīng)網(wǎng)絡深度學習以迅速的速度進入了醫(yī)療和工業(yè)的領域范圍，隨后這一技術被陸續(xù)出現(xiàn)的醫(yī)療影像公司使用。例如：國際知名的醫(yī)學影像公司Enlitic和國內(nèi)剛剛獲得有峰瑞資本600萬天使輪融資的DeepCare。都是不斷積累大量影像數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)，繼續(xù)對神經(jīng)元網(wǎng)絡進行深度的學習訓練，從而有效的提高了醫(yī)生診斷的準確率。
人工智能不僅能使患者的健康檢查快速進行，包括X光、B超、核磁共振等。另外還能大量減少醫(yī)生的讀片時間，提升了醫(yī)生的工作效率，降低誤診率。
4 總結
人工智能軟件工作效率遠遠超過了人類大腦，不僅能夠更快速的找到數(shù)據(jù)的模式和相似性，還能有效幫助醫(yī)生和科學家提取重要的信息。隨著人工智能的發(fā)展及其在醫(yī)學領域的逐漸普及和應用，兩者的互相融合在未來必定成為醫(yī)學發(fā)展的重要方向。
參考文獻
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這些從前僅存在于科幻世界的夢想，如今正被日新月異的人工智能技術推向現(xiàn)實：醫(yī)療領域中的醫(yī)用機器人，已經(jīng)在運送物品、移動病人、臨床診療和手術、康復護理和醫(yī)用教學等方面一顯身手，改變著人們的生活。
日趨智能化、精準化
近年來，醫(yī)用機器人已經(jīng)發(fā)展成為先進機器人領域的前沿性學術方向，大大促進醫(yī)療，尤其是外科手術的微創(chuàng)化和智能化發(fā)展。醫(yī)療機器人北京市工程實驗室主任張送根博士介紹說：“智能型手術及醫(yī)療機器人，有廣泛的感覺系統(tǒng)、智能和模擬裝置，涉及醫(yī)學成像、圖像分析、機器人、運動分析及虛擬現(xiàn)實等多個學科的最新成果，能夠全面擴展人類能力極限，提高醫(yī)生的手術及診療技能，輔助醫(yī)生進行手術規(guī)劃、仿真、操作等過程?！崩纾蓽p少手術差錯率，提高微創(chuàng)手術精準度，避免病人感染，降低輻射危害，增強抗疲勞能力等。醫(yī)用機器人既提高手術及診療質(zhì)量，又減輕患者痛苦，縮短康復周期，降低醫(yī)療成本，成為未來醫(yī)療領域的研發(fā)必然趨勢。
醫(yī)生受制于人體生理結構，在操作精度、穩(wěn)定性、抗疲勞能力和抗輻射能力等方面有很大局限，而這些正是機器人的優(yōu)勢所在。與其他機器人相比，醫(yī)療機器人還具有獨特優(yōu)勢：在醫(yī)院、街道、家庭等多種環(huán)境下工作，決定了醫(yī)療機器人具有移動性與導航、識別與規(guī)避能力，還有智能化的人機交互界面，并在需要人工控制的情況下，具備遠程控制能力；醫(yī)療機器人的材料選擇和結構設計，都以易消毒和滅菌為前提，安全可靠且無輻射；以人作為操作對象的醫(yī)療機器人，要具有對狀況變化的適應性，對作業(yè)的柔軟性以及對人體和精神的適應性等；醫(yī)療機器人之間及醫(yī)療機器人和醫(yī)療器械之間具有或預留通用的對接接口，如人機交互接口等。
伴隨科技進一步發(fā)展，醫(yī)療機器人還會更加智能化和精準化。有科學家甚至大膽預測，“到2100年，日常生活中將充滿各種智能機器人，我們將同機器人緊密聯(lián)系”。這讓人振奮，但我們也要清醒地看到，受制造費用昂貴等限制，機器人的智能化之路還很漫長。
治療領域越發(fā)廣泛
自從20多年前首臺醫(yī)療機器人問世，如今，幾乎在醫(yī)學各個領域，都能看到醫(yī)療機器人的活躍身影。功能各異的醫(yī)療機器人正在改變傳統(tǒng)醫(yī)療模式，迅速提升病人的生命質(zhì)量。
據(jù)華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院院長陳安民教授介紹，醫(yī)療機器人從功能上可分為5種類型：一是輔助內(nèi)窺鏡操作機器人：這種機器人能夠按照醫(yī)生的控制指令，操作內(nèi)窺鏡的移動和定位。二是輔助微創(chuàng)外科手術機器人：它一般具有先進的成像設備、一個控制臺和多只電子機械手，手術醫(yī)生只要坐在控制臺前，觀察高清晰度的三維圖像，操縱儀器的手柄，機器人就會實時完成手術。三是遠程操作外科手術機器人：由于配備了專門的通信網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，這種機器人可以完成遠程手術。四是虛擬手術機器人：這一機器人將掃描的圖像資料進行三維分析后，在電腦上重建為人體或人體器官，醫(yī)生便可以在虛擬圖像上進行手術訓練。制定手術計劃。五是微型機器人：主要包括智能藥丸、智能影像膠囊和納米機器人。智能藥丸機器人能夠按照預定程序釋放藥物并反饋信息；智能影像膠囊能輔助內(nèi)窺鏡或影像檢查；正在研制開發(fā)的納米微型機器人，還可以鉆入人體，甚至在肉眼看不見的微觀世界里，完成靶向治療任務。
目前，應用最為廣泛的當屬外科手術機器人和智能影像膠囊?！巴饪剖中g機器人動作精細、失誤率低，可以避免醫(yī)生直接接觸患者血液，大大減少患者感染危險，并能夠大幅降低放射線對患者和醫(yī)生的雙重影響。”中國醫(yī)學科學院研究員楊國忠介紹說。智能影像膠囊同樣聲譽廣泛。這項于上世紀90年代就獲得通過的專利技術，具有檢查方便、無創(chuàng)傷、無痛苦、不影響患者正常工作等多重優(yōu)點。患者只需服下內(nèi)置攝像與信號傳輸裝置的智能膠囊，就能接受消化道系統(tǒng)檢查，甚至接受機器人體內(nèi)定點給藥，可以作為消化道疾病診療的首選方法。
發(fā)展前景令人期待
醫(yī)療機器人顯著推動了現(xiàn)代醫(yī)療技術的發(fā)展，市場潛力和發(fā)展前景令人期待。美國、英國、日本、法國、瑞士、以色列、韓國以及新加坡等國的學術機構和公司，均設立了與醫(yī)療機器人相關的研究機構，開發(fā)出多種系統(tǒng)原型，部分已經(jīng)形成商業(yè)化產(chǎn)品。
首部商業(yè)化手術機器人于1994年在美國推出。目前，由醫(yī)生操縱臺、機械手和內(nèi)鏡裝置三大部分組成的美國“達·芬奇外科手術系統(tǒng)”最為暢銷，截至2011年初，全球共計售出1700多臺。此類手術機器人不僅能夠完成普外科，還能完成腦神經(jīng)外科、心臟修復、人工關節(jié)置換和整形外科等多領域手術，但上千萬元的設備價格，仍是醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)亟待突破的瓶頸之一。
我國的手術與醫(yī)療機器人研究起步較晚，發(fā)展速度卻很快。據(jù)張送根介紹，“北京航空航天大學從1997年至2007年先后自主開發(fā)了5代腦外科機器人系統(tǒng)。2002年，又研發(fā)出國內(nèi)第一臺骨科手術機器人系統(tǒng)，并于2011年獲得醫(yī)療機器人注冊許可證”。該產(chǎn)品目前已經(jīng)成功進入市場。生產(chǎn)商也成為全球第五家獲得醫(yī)療機器人注冊許可證的公司，與國外同類產(chǎn)品相比性價比高、發(fā)展前景廣闊。
2003年，南開大學研制出面向生物醫(yī)學工程的微操作機器人系統(tǒng)，可實現(xiàn)克隆研究中的轉基因注射、染色體切割、細胞融合與分離等操作。2005年，天津大學研制出顯微外科手術機器人，能實現(xiàn)顯微鏡下1毫米動脈血管的吻合手術操作。
分享經(jīng)濟
【報告原文】支持和引導分享經(jīng)濟發(fā)展，提高社會資源利用效率，便利人民群眾生活。
【解讀】共享單車、共享停車位、共享廚房對很多人來說已經(jīng)不再陌生，分享經(jīng)濟正走進我們的生活。有報告指出，2016年我國分享經(jīng)濟市場交易額約為3.45萬億元。今年分享經(jīng)濟有望迎來更大的發(fā)展機遇。
體育產(chǎn)業(yè)
【報告原文】做好冬奧會、冬殘奧會籌辦工作，統(tǒng)籌群眾體育、競技體育、體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展，廣泛開展全民健身。
【解讀】中國籌辦冬奧會工作已納入了京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略中。推動“3億人上冰雪”目標的實現(xiàn)，必將有助于帶動冰雪體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2015年我國體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模已達1.7萬億元，在多項利好刺激下，體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景相當可觀。
新興產(chǎn)業(yè)
【報告原文】全面實施戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，加快新材料、人工智能、集成電路、生物制藥、第五代移動通信等技術研發(fā)和轉化。
【解讀】“人工智能”、“第五代移動通信”這些概念寫入政府工作報告，意義非凡。2020年我國人工智能市場規(guī)模預計將達到91億元。而5G網(wǎng)絡一旦正式商用，除了使通信業(yè)進入新一輪發(fā)展期外，還將帶動多個規(guī)模萬億級別的新興產(chǎn)業(yè)。新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展將迎來新的發(fā)展局面。
智能制造
【報告原文】把發(fā)展智能制造作為主攻方向，推進國家智能制造示范區(qū)、制造業(yè)創(chuàng)新中心建設。
【解讀】智能制造不僅能實現(xiàn)各種制造過程自動化、智能化，還具有高速、高精度等特征，市場前景廣闊。據(jù)預測，2020年我國智能制造產(chǎn)值有望超過3萬億元。智能制造有望打開更加廣闊的空間。
數(shù)字家庭
【報告原文】擴大數(shù)字家庭、在線教育等信息消費。
【解讀】“數(shù)字家庭”是今年政府工作報告中的新詞之一。數(shù)字家庭，能夠在家庭范圍內(nèi)實現(xiàn)各種電子設備的互聯(lián)和管理，推進健康醫(yī)療、電子政務、電子商務向居民家庭延伸，形成家庭信息服務新業(yè)態(tài)。政府工作報告從政策上肯定了行業(yè)發(fā)展的意義，對該領域是大大的利好。
醫(yī)養(yǎng)結合
【報告原文】推動服務業(yè)模式創(chuàng)新和跨界融合，發(fā)展醫(yī)養(yǎng)結合、文化創(chuàng)意等新興消費。
【解讀】隨著我國老齡化趨勢的加劇，養(yǎng)老服務業(yè)的市場規(guī)模越來越大。如何有效整合醫(yī)療和養(yǎng)老服務資源，方便老年人獲得連續(xù)、及時和專業(yè)的服務，這樣的需求越來越迫切。醫(yī)養(yǎng)結合這種新興消費正進入歷史機遇期，值得關注。
清潔能源汽車
【報告原文】基本淘汰黃標車，加快淘汰老舊機動車，對高排放機動車進行專項整治，鼓勵使用清潔能源汽車。
【解讀】為了保衛(wèi)藍天，過去一段時間，各級政府出臺了多項鼓勵清潔能源汽車發(fā)展的相關政策法規(guī)。這次政府工作報告在機動車治理上也提出了具體要求。而隨著充電樁等基礎設施的進一步完善，清潔能源汽車勢必成為越來越多人的選擇。
全域旅游
【報告原文】完善旅游設施和服務，大力發(fā)展鄉(xiāng)村、休閑、全域旅游。
【解讀】以前，提及旅游業(yè)很多地方都是建景點、建景區(qū)、建賓館。然而旅游業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)到了全民旅游、個人游等為主的新階段。實現(xiàn)區(qū)域資源的有機整合，做到既開發(fā)又保護，既宜居又宜游，從景點旅游模式向全域旅游模式轉變無疑是一個趨勢。
電商快遞
【報告原文】促進電商、快遞進社區(qū)進農(nóng)村，推動實體店銷售和網(wǎng)購融合發(fā)展。
【解讀】據(jù)統(tǒng)計，2016年我國農(nóng)村網(wǎng)絡零售額達8945.4億元，約占全國網(wǎng)絡零售額的17.4%。促進電商、快遞進社區(qū)進農(nóng)村，一些企業(yè)已開始布局。進一步解決好物流成本高、人才培訓等問題仍需漫長過程，機遇也蘊含其中。
可再生能源
【關鍵詞】工業(yè)儀表;智能;發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢
工業(yè)儀表智能化技術是集計算機應用、自動控制、電子、自動化儀表等于一體的跨學科的專業(yè)技術。近年來，隨著微電子技術、計算機技術的高速發(fā)展，智能儀表在工業(yè)領域大量普及，呈現(xiàn)出生命力極強的發(fā)展前景。
一、工業(yè)儀表智能化技術概述
工業(yè)儀表“智能化”主要是采用超大規(guī)模集成電路和微處理器技術，使用嵌入式軟件將“人工智能”、“專家控制”等理論方法和技術運用到儀表內(nèi)部操作中，以實現(xiàn)工業(yè)儀表自主完成某些測量任務，甚至在相關程序的指導下實施某個預定控制動作，能進行較為復雜的計算和誤差修正的數(shù)據(jù)處理。整體來說，即使得工業(yè)儀表擁有自主適應、自主學習、自主校正、自主協(xié)調(diào)、自主組織、自主修復等“擬人智能”的特性或功能。工業(yè)儀表智能化技術的應用，不僅能完成輸入信號的非線性、壓力與溫度的補償、零點錯誤、故障診斷、量程刻度標尺的變化等基本職能，還能在此基礎上實現(xiàn)對工業(yè)過程的控制，不斷拓展擴散控制系統(tǒng)的功能。這種以電子數(shù)字顯示形式出現(xiàn)的智能產(chǎn)品，提升儀表性能的同時還能通過網(wǎng)絡組成新型的過程來控制系統(tǒng)，更有利于信息通信。智能儀表具有科學自動的操作體系，是一個專用的微型計算機系統(tǒng)。通常情況下，硬件和軟件共同構成智能化儀表，其中信號的輸入通道、微控制器、標準通信接口、人機交換通道等構成智能化儀表典型的硬件部分。而軟件部分則主要包括接口管理程序、監(jiān)控程序及數(shù)據(jù)處理程序三大部分。
工業(yè)儀表智能化技術所具有的特點如下：首先，開發(fā)性強，可靠性高。微處理器與智能儀表的有機結合能夠?qū)崿F(xiàn)“硬件軟化”，使用軟件替代相關硬件來實現(xiàn)操作者想要的功能，需要對功能做出調(diào)整時，僅僅對程序做出適當改變便可。這就在一定程度上減少了元器件，降低了故障發(fā)生率，大大促進了儀表可靠性的提升。其次，性能好，精度高。其運算和邏輯判斷功能能夠有效的消除眾多因素引起的誤差，使得儀表的測量精度不斷提升。再次，具有友好的人機對話能力。通過鍵盤輸入命令能夠控制儀表的測量和處理功能。最后，具有可程控操作能力。GP -IB、RS232C、USB等通信接口的應用，使儀表與計算機結合起來，進而擁有可程控操作功能，便于完成更復雜的測試任務。
二、工業(yè)儀表智能化技術的發(fā)展現(xiàn)狀
20實際90年代，儀表的智能化特征突出表現(xiàn)出來，主要是：儀表的設計方面受飛速發(fā)展的微電子技術影響而有所創(chuàng)新;在此階段問世的DSP芯片加強了儀表的數(shù)字信號處理功能;具有強大數(shù)據(jù)處理能力的微型機的發(fā)展，更是便利了工業(yè)儀表的應用。此外大力增強和普及的圖像處理功能、得到廣泛應用的VXI總線等都彰顯出這一時期儀表的智能化特征。
近年來，儀表的智能化檢測控制功能得到全面的發(fā)展，國內(nèi)生產(chǎn)和研究出越來越多的智能化測量監(jiān)控儀表，比如，智能節(jié)流式流量計，通過自動進行差壓補償來實現(xiàn)流量的節(jié)省;在程序控溫方面有較大成就的智能多段溫度控制儀;在數(shù)字 PID和其他各項復雜控制規(guī)律上進行調(diào)節(jié)的智能式調(diào)節(jié)器;智能色譜儀能夠?qū)崿F(xiàn)對各種譜圖的分析和數(shù)據(jù)處理等。而在國際上更是有眾多智能測量儀，比如產(chǎn)自美國HONEYWELL公司的DSTJ-3000 系列智能變送器、產(chǎn)自美國 RACA-DANA 公司的 9303 型超高電平表、產(chǎn)自美國 FLUKE 公司的超級多功能校準器 5520A、產(chǎn)自美國 FOXBORO 公司的數(shù)字化自整定調(diào)節(jié)器等。上述智能儀表中，智能變送器能夠?qū)崿F(xiàn)差壓制狀態(tài)下的復合測量，自動補償變送器本體的溫度、靜壓等，具有精準度高的特點。9303 型超高電平表能夠使用微處理器減弱甚至消除電阻中電流流經(jīng)時產(chǎn)生的一定量的熱噪聲。而超級多功能校準器 5520A更是在內(nèi)部應用了三個微處理器，具有強大的穩(wěn)定性及較完善的線性度。最后數(shù)字化自整定調(diào)節(jié)器巧妙的將專家系統(tǒng)技術運用到設計中，使得調(diào)節(jié)器能夠像經(jīng)驗豐富的控制工程師一樣隨著現(xiàn)場參數(shù)的變化自主整定調(diào)節(jié)器。
三、工業(yè)儀表智能化技術的發(fā)展趨勢
總的來說，與傳統(tǒng)儀表相比，工業(yè)儀表智能化技術推動者現(xiàn)代儀表向新的方向發(fā)展，尤其是隨著計算機和智能機器的發(fā)展，進一步推動儀表呈現(xiàn)出虛擬化、網(wǎng)絡化、人工智能化發(fā)展趨勢。
（一）虛擬儀表
一般來說，測量儀器的三大功能為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示，而在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，進行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示在一定程度上可以完全使用PC機上的軟件來替代，這也就是說，只要另外擁有相關數(shù)據(jù)采集硬件設備，就能通過這些設備與PC機進行聯(lián)合，共同組成全新的測量儀表。我們將這種基于PC機的測量儀器統(tǒng)稱為虛擬儀器。并且在虛擬儀器的使用過程中，針對相同的硬件系統(tǒng)，僅僅采取不同的軟件編程，就能享受到功能完全不一樣的測量儀表，以更好的完成測量。由此可見，虛擬儀器的核心便是其中完整的軟件系統(tǒng)，這便是另一個角度上將軟件視為儀器的現(xiàn)實依據(jù)。相對于傳統(tǒng)智能儀表中運用計算機技術的滲透特征，虛擬儀表強調(diào)在通用計算機的同時，采取措施更好的將儀器技術滲透到其中。軟件系統(tǒng)既身為虛擬儀器的核心，就需要它具有通用性、通俗性、可視性、可擴展性及升級性，以滿足為用戶謀取利益的基本要求，這就決定了虛擬儀表與傳統(tǒng)智能儀表相比更為前瞻的應用前景和市場。
（二）網(wǎng)絡化
現(xiàn)階段，隨著網(wǎng)絡和計算機技術的飛速發(fā)展和快速進步，工業(yè)控制和智能儀表系統(tǒng)設計領域越來越多的滲透著網(wǎng)絡技術，這些網(wǎng)絡技術自身含有的通訊功能能夠幫助智能儀表實現(xiàn)系統(tǒng)的構建，并且能夠在一定程度上對新的、初設計完成的智能儀表系統(tǒng)進行遠程升級、系統(tǒng)維護及相關功能重置等方面的保障。比如，由LATTICE半導體公司提出的In System Programming（在系統(tǒng)編程技術，簡稱ISP），作為一種對軟件進行修正、組態(tài)或者重組的最新技術，它能夠使人們在產(chǎn)品設計、制造、售后等每個階段都能組態(tài)或重組產(chǎn)品的器件、電板路甚至整個電子系統(tǒng)的邏輯和功能。相對于傳統(tǒng)技術中存在的一些限制和連接弊病，ISP運用先進技術予以消除，以更好的進行在板設計、制造和編程。此外，編程ISP不必像傳統(tǒng)儀表一樣需要專門的編程器及復雜的流程，這是因為ISP器件完全可以通過印刷電路板（PCB）進行處理，也可以通過PC機、 INTERNET 遠程網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)處理器等進行編制。
（三）人工智能化
作為計算機應用的一個全新的領域，人工智能旨在使用計算機來實現(xiàn)對某些人類所具有的獨特的智能進行模擬，就目前來說，人工智能主要涉及醫(yī)療診斷、機器人、專家系統(tǒng)、推理證明等領域，并隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，逐漸向智能儀表研究和應用中滲透。智能儀表逐漸趨向人工智能化，其進一步發(fā)展將會或多或少的帶有一定的人工智能，就是說人工智能使得儀表在視覺、聽覺、思維等方面擁有一定的能力，進而替代人的一部分腦力工作。在這種情況下，即使沒人進行干預，智能儀器也能自發(fā)自主的完成檢測或控制功能。更為重要的是，在現(xiàn)代儀表中滲透人工智能，能夠使人們在面對傳統(tǒng)方法解決不了的難題時，有新的思路和方法。
四、結語
伴隨著微電子技術、計算機技術及測量控制技術等的不斷發(fā)展和彼此滲透，工業(yè)儀表智能化技術得到大量普及和發(fā)展，使得智能儀表極大的擴充了傳統(tǒng)儀表的應用范圍，表現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景?？梢灶A見，不久的將來，社會各個領域都將迅速普及各種功能的智能儀表。
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作者簡介：
【關鍵詞】液壓系統(tǒng)；故障診斷；智能診斷
0 引言
液壓系統(tǒng)故障診斷技術是隨著液壓設備不斷高度自動化和復雜化以及對液壓系統(tǒng)工作可靠性要求越來越高而發(fā)展起來的，是針對現(xiàn)代液壓設備需要及時排除液壓故障而提出來的，是將醫(yī)療診斷中的基本思想推廣到液壓工程技術而形成的，是建立在液壓控制理論，信息理論和電子技術、傳感器技術、人工智能技術等基礎上的一門綜合性新技術?；仡櫼簤合到y(tǒng)故障診斷技術的發(fā)展，大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：基于人的主觀診斷法、基于模型診斷法和基于智能技術的診斷法。
1 主觀診斷法
主觀診斷法主要是依靠簡單的診斷儀器，憑借個人的實踐經(jīng)驗，判別故障發(fā)生的部位及其原因。這種方法要求診斷人員掌握豐富的故障機理知識和診斷經(jīng)驗，需利用系統(tǒng)或元件的結構、模型和功能等方面的知識，綜合分析才能了解?；谌说闹饔^診斷法主要包括系統(tǒng)分析法、參數(shù)測量法、方框圖分析法、魚刺圖分析法等。
2 模型的診斷法
模型的診斷法是先運用一定的數(shù)學手段描述系統(tǒng)某些可測量特征量，這些特征量在幅值、相位、頻率及相關性上與故障源之間存在著聯(lián)系，然后通過測量、分析、處理這些特征量信號，來判斷故障源所在。這種方法實質(zhì)上是以傳感器技術和動態(tài)測試技術為手段，以信號處理和建模處理為基礎的診斷技術?；跀?shù)學模型與信息處理的故障診斷方法通常有狀態(tài)估計方法、參數(shù)估計方法、頻譜分析法、小波分析法等。
3 智能診斷技術
液壓系統(tǒng)故障智能診斷技術是人工智能技術在液壓系統(tǒng)故障診斷領域中的應用，它是計算機技術和液壓系統(tǒng)故障診斷技術相互結合與發(fā)展進步的結果。智能診斷的本質(zhì)特點是模擬人腦的機能，又能比人腦更有效地獲取、傳遞、處理、再生和利用故障信息，成功地識別和預測診斷對象的狀態(tài)。因此，智能診斷技術是液壓系統(tǒng)故障診斷的一個極具生命力的發(fā)展方向。目前，智能技術的故障診斷法主要有：故障樹分析的診斷法、模糊邏輯的診斷法、神經(jīng)網(wǎng)絡的診斷法和專家系統(tǒng)的診斷法等。
3.1 故障樹分析的診斷法
故障樹分析法是一種圖形演繹方法，通過對可能造成系統(tǒng)故障的各種因素進行分析，畫出邏輯框圖（故障樹），再對系統(tǒng)中發(fā)生的故障事件，由總體至部分按樹枝狀逐級細化的分析，其目的就是判明基本故障、確定故障原因、故障影響和發(fā)生概率等。故障樹分析診斷法的關鍵是建立故障樹，故障樹完善與否直接影響到分析結果的準確性。因而，需要分析人員對分析系統(tǒng)的設備及運行環(huán)境有透徹的理解，將故障癥狀作為樹頂，將發(fā)生故障的各種因素逐一排列，然后建立故障樹的數(shù)學模型，對故障樹進行定性分析和定量計算，給出分析結果。故障樹分析法具有直觀性和理論性強、邏輯嚴密等特點，對一個系統(tǒng)而言，一切故障診斷都必然要先經(jīng)過某種程度的故障樹分析，是故障診斷系統(tǒng)的基礎。
3.2 模糊邏輯的診斷法
模糊邏輯的診斷法是借助模糊數(shù)學中的模糊隸屬關系提出的一種新的診斷方法，它將各種故障及其癥狀視為兩類不同的模糊集合，它們之間的關系用一個模糊關系矩陣來描述。由于液壓系統(tǒng)故障既有確定性的，也有模糊性的，表現(xiàn)為同一故障可能由不同的原因造成，同一故障可能會產(chǎn)生不同的故障癥狀，不同的故障也可能引起同樣的故障癥狀，多故障并發(fā)時故障癥狀更加復雜。當確定性故障和模糊性故障相互交織、密切相連時，就需要通過探討液壓系統(tǒng)故障的模糊性，尋找與之相適應的診斷方法，才能有利于正確描述故障的真實狀態(tài)，揭示其本質(zhì)特征。
3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡的診斷法
神經(jīng)網(wǎng)絡的診斷法是利用神經(jīng)網(wǎng)絡具有非線性和自學習以及并行計算能力的特點，對液壓系統(tǒng)的故障進行診斷。它具有的超高維性、強非線性等動力學特性，使其具有原則上容錯、結構拓撲魯棒、聯(lián)想、推測、記憶、自適應、自學習、并行和處理復雜模式等功能，帶來了提供最佳診斷性能的潛在可能性，解決了傳統(tǒng)方法在知識表示、獲取和并行推理等問題上的“瓶頸”問題。神經(jīng)網(wǎng)絡在出現(xiàn)新故障時通過自學習不斷調(diào)整權值、閩值，以提高故障正確檢測率，降低漏報率和誤報率。
3.4 專家系統(tǒng)的診斷法
專家系統(tǒng)是一種基于知識的應用軟件系統(tǒng)，從領域?qū)＜夷抢铽@得專業(yè)知識，用來解決只有專家才能解決的困難問題。它是研究最多、應用最廣的一類智能診斷系統(tǒng)，主要用于那些沒有精確數(shù)學模型或很難建立數(shù)學模型的復雜系統(tǒng)。由于在專家系統(tǒng)中，知識通常是系統(tǒng)性、理論性較強的知識，因此求解結果可靠性高，并且由于知識是顯式的，使其具有很好的解釋能力。然而，專家系統(tǒng)在發(fā)展的同時遇到了知識獲取的“瓶頸”、“窄臺階”等困難，使其支持能力受到較大的限制。
4 未來故障診斷技術的發(fā)展趨勢
液壓系統(tǒng)故障智能診斷技術是液壓系統(tǒng)故障診斷技術的發(fā)展趨勢。但任何一種診斷方法，不論多么先進，總存在一定的局限性，單一的故障智能診斷方法難以勝任液壓系統(tǒng)的故障診斷。隨著知識工程的發(fā)展及數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實、神經(jīng)網(wǎng)絡等技術的日新月異，必然引起智能故障診斷技術在下列幾個方面的不斷發(fā)展。
4.1 混合智能故障診斷技術研究
將多種不同的故障診斷技術有效地融合，進一步提高診斷系統(tǒng)的綜合性能，是智能診斷技術發(fā)展的必然趨勢。結合方式主要是基于規(guī)則的專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡的結合，CBR與基于規(guī)則系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的結合，模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡與專家系統(tǒng)的結合等。其中模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡與專家系統(tǒng)結合的診斷模型是最具發(fā)展前景的，也是目前人工智能領域的研究熱點之一。
4.2 數(shù)據(jù)庫技術與人工智能技術相互滲透
人工智能與數(shù)據(jù)庫技術是計算機科學的兩大重要領域，越來越多的研究成果表明，這兩種技術的相互滲透將會給故障智能診斷系統(tǒng)帶來更廣闊的應用前景。人工智能技術多年來曲折發(fā)展，雖然成果累累，但比起數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)卻相形見絀。其主要原因在于缺乏像數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)那樣較為成熟的理論基礎和實用技術。人工智能技術的進一步應用和發(fā)展越來越表明，結合數(shù)據(jù)技術可以克服人工智能不可跨越的障礙，這也是智能系統(tǒng)成功的關鍵。對于故障診斷系統(tǒng)來說，知識庫一般比較龐大，因此可以借鑒數(shù)據(jù)庫關于信息存儲、共享、并發(fā)控制和故障恢復技術，改善診斷系統(tǒng)的性能。
4.3 基于internet的遠程協(xié)作診斷技術研究
基于internet的設備故障遠程協(xié)作診斷是將設備診斷技術與計算機網(wǎng)絡技術相結合，用若干臺計算機作為服務器，在液壓系統(tǒng)的關鍵元件上建立狀態(tài)監(jiān)測點，采集設備狀態(tài)數(shù)據(jù)，在技術力量較強的科研院所建立分析診斷中心，為企業(yè)提供遠程技術支持和保障。
5 結束語
液壓系統(tǒng)故障具有隱蔽性、復雜性、隨機性、模糊性及分散性等特點，盡管國內(nèi)外學者對液壓系統(tǒng)故障診斷進行了深入廣泛的研究，但實際診斷過程中仍面臨許多問題。對于今后越來越復雜的液壓系統(tǒng)的故障診斷，最佳途徑是將專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡有機地結合起來，作為智能診斷的發(fā)展方向，同時融入先進的現(xiàn)代信息技術，如多媒體技術、internet技術、信息融合技術、智能傳感器技術等，提高控制系統(tǒng)的開放性、容錯性和實用性，應用前景十分廣闊。
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2019年7月1日至7月5日，東西部協(xié)作2019年大通縣信息技術骨干教師能力提升培訓在南京市雨花臺區(qū)教師發(fā)展中心進行。信息技術素養(yǎng)觀轉變。從技術應用能力轉向信息素養(yǎng)能力，我們不僅要利用技術，更要利用信息素養(yǎng)和信息技術合作。
人工智能時代的教育變革
一、人工智能驅(qū)動智慧教育
當前，以人工智能為代表的技術創(chuàng)新進入到一個前所未有的活躍期。當人類社會邁進信息時代的新階段——人工智能時代，這種工業(yè)化的教育體系已經(jīng)無法滿足未來社會對人才的需求，時展迫切需要一場教育變革。換句話說，教育不是由外而內(nèi)傳遞知識，而是由內(nèi)而外覺悟智慧。這就要求，我們必須打破整齊劃一的傳統(tǒng)教育形態(tài)，構建與人工智能時代相適應的智慧教育體系，利用智能技術對學習環(huán)境、學習內(nèi)容、教學方式、管理模式進行系統(tǒng)化改造，為學生提供富有選擇、更有個性、更加精準的智慧教育。
二、智慧教育的理念內(nèi)涵
綜合已有研究，我們認為，智慧教育是指以“人的智慧成長”為導向，運用人工智能技術促進學習環(huán)境、教學方式和教育管理的智慧轉型，在普及化的學校教育中提供適切的學習機會，形成精準、個性、靈活的教育服務體系，最大限度地滿足學生的成長需要。只有把“人”置于教育的最高關注，發(fā)掘人的潛能，喚醒人的價值，啟發(fā)人的智慧，才能從容應對人工智能時代帶來的挑戰(zhàn)。智慧教育不僅是教育基礎設施的信息化、智能化，而且是教育理念與教育方式的轉型升級，從注重“物”的建設向滿足“人”的多樣化需求和服務轉變。
智慧教育包括三個組成部分：一是相互融通的學習場景，利用智能技術打通物理空間與網(wǎng)絡空間之間的壁壘，讓萬物互聯(lián)，讓世界互通，所有學生都可以在任何地方、任何時刻獲取所需的任何信息；二是靈活多元的學習方式，注重學習的社會性、參與性和實踐性，打破學科之間的界限，開展面向真實情境和豐富技術支持的深度學習；三是富有彈性的組織管理，破除效率至上的發(fā)展理念，釋放學校的自主辦學活力，利用人工智能提高教育治理的現(xiàn)代化水平，讓學生站在教育的正中央。
虛擬和增強現(xiàn)實（VR/AR）技術在教學中的應用與前景展望
一、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術的起源、概念和應用領域
（一）虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術的起源
虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，簡稱VR）技術描述的就是我們現(xiàn)在熟悉的“虛擬現(xiàn)實”。增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR）是指在真實環(huán)境之上提供信息性和娛樂性的覆蓋。
我國虛擬現(xiàn)實技術的研究起步于20 世紀90 年代初。隨著計算機圖形學、計算機系統(tǒng)工程等的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術得到相當?shù)闹匾暋?016 年3 月17 日全國兩會授權的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》中指出：“大力推進先進半導體、機器人、增材制造、智能系統(tǒng)、新一代航空裝備、空間技術綜合服務系統(tǒng)、智能交通、精準醫(yī)療、高效儲能與分布式能源系統(tǒng)、智能材料、高效節(jié)能環(huán)保、虛擬現(xiàn)實與互動影視等新興前沿領域創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化，形成一批新增長點?！?/p>
（二）虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的概念、特征和應用領域
1. 虛擬現(xiàn)實技術
虛擬現(xiàn)實，是一種基于多媒體計算機技術、傳感技術、仿真技術的沉浸式交互環(huán)境。具體地說，就是采用計算機技術生成逼真的視覺、聽覺、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨等同真實環(huán)境的感受和體驗。
虛擬現(xiàn)實具有特性，即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、構想性(Imagination)，是一個學科高度綜合交叉的科學技術領域。虛擬現(xiàn)實與人工智能 (AI) 技術及其他相關領域技術結合，將會使其還具有智能(Intelligent) 和自我演進演化(Evolution) 特征。頭戴式虛擬現(xiàn)實設備，即可觀看虛擬現(xiàn)實視頻介紹。
虛擬現(xiàn)實涉及門類眾多的學科，整合了很多相關技術。虛擬現(xiàn)實是未來科技發(fā)展的方向之一，它可以從人的感覺系統(tǒng)上改變現(xiàn)有的空間感。虛擬現(xiàn)實現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為硬件設計開發(fā)、軟件設計開發(fā)、資源設計開發(fā)和資源運營平臺等幾種類別。通過虛擬現(xiàn)實關鍵技術的突破以及“虛擬現(xiàn)實+”的帶動，會產(chǎn)生大量行業(yè)和領域的虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)，為網(wǎng)絡與移動終端應用帶來全新發(fā)展，將會推動許多行業(yè)實現(xiàn)升級換代式的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實可以應用于國防軍事、航空航天、智慧城市、裝備制造、教育培訓、醫(yī)療健康、商務消費、文化娛樂、公共安全、社交生活、休閑旅游、電視直播等領域中。
2. 增強現(xiàn)實技術
增強現(xiàn)實是在虛擬現(xiàn)實的基礎上發(fā)展起來的一種新興技術。增強現(xiàn)實技術基于計算機的顯示與交互、網(wǎng)絡的跟蹤與定位等技術，將計算機形成的虛擬信息疊加到現(xiàn)實中的真實場景，以對現(xiàn)實世界進行補充，使人們在視覺、聽覺、觸覺等方面增強對現(xiàn)實世界的體驗。
增強現(xiàn)實具有三大特點，即虛實結合、實時交互和三維配準。
增強現(xiàn)實具有三種呈現(xiàn)顯示方式，按距離眼睛由近到遠劃分分別為頭戴式（head-attached）、手持式（hand-held）、空間展示（spatial）。增強現(xiàn)實智能眼鏡，掃描二維碼可以觀看Magic Leap 增強現(xiàn)實演示視頻。
增強現(xiàn)實的應用領域非常廣泛。如在教育領域增強現(xiàn)實可以為學生呈現(xiàn)全息圖像、虛擬實驗、虛擬環(huán)境等；在旅游業(yè)增強現(xiàn)實可以幫助游客自助游玩景區(qū)，以虛擬影像的形式為游客講解景區(qū)概況、發(fā)展歷史、人文景觀等內(nèi)容；在零售業(yè)中增強現(xiàn)實技術可以實現(xiàn)一鍵試穿，在網(wǎng)上銷售中具有極大的應用空間。增強現(xiàn)實在工業(yè)、醫(yī)療、軍事、市政、電視、游戲、展覽等領域都表現(xiàn)出了良好的應用前景。
二、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教學中的具體應用
虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教學中的應用潛力巨大、前景廣闊，主要體現(xiàn)在運用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術具有激發(fā)學習動機、創(chuàng)設學習情境、增強學習體驗、感受心理沉浸、跨越時空界限、動感交互穿越和跨界知識融合等多方面的優(yōu)勢。虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術的應用，能夠為教育工作者提供全新的教學工具，同時，能激發(fā)學生學習新知識的興趣，讓學生在動手體驗中迸發(fā)出創(chuàng)新的火花。因此虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術應用于教育行業(yè)是教育技術發(fā)展的一個新的飛躍， 它營造了自主學習的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學”的學習方式演變?yōu)閷W生通過新型信息化環(huán)境和工具來獲取知識和技能的新型學習方式，符合新一輪教學改革的教育理念，有助于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實設備有多種，這里分別介紹各種設備在教學中的具體應用。
（一）頭戴式虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實設備在教學中的應用
頭戴式虛擬現(xiàn)實設備一般包含頭戴式顯示器、位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和其他設備等，分為移動虛擬現(xiàn)實頭盔和分體式虛擬現(xiàn)實頭盔。國外有臉譜、谷歌、微軟、三星等公司的虛擬現(xiàn)實頭盔產(chǎn)品，國內(nèi)有微視酷、蟻視、暴風魔鏡、中興、樂視、華為、小米等100 多種虛擬現(xiàn)實頭盔產(chǎn)品。結合國內(nèi)外的研究報告以及目前虛擬現(xiàn)實教育實踐情況，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在生物、物理、化學、工程技術、工藝加工、飛行駕駛、語言、歷史、人文地理、文化習俗等教學中均可應用。
學生使用頭戴式虛擬現(xiàn)實設備體驗學習時具有置身真實情境的沉浸式感覺，能給學生以絕佳的真實體驗， 使人如身臨其境，讓書本中的內(nèi)容可觸摸、可互動、可感知。例如地理學科講述關于宇宙太空星際運行的課程時，在現(xiàn)實生活中學生無法遨游太空，如果戴上頭戴式虛擬現(xiàn)實設備，就可以讓學生從各個角度近距離觀察行星、恒星和衛(wèi)星的運行軌跡，觀察每個星球的地表形狀和內(nèi)部結構，甚至能夠降落在火星或月球上進行“實地” 考察、體驗星際之旅等。虛擬現(xiàn)實頭戴設備， 手機掃描二維碼觀可看虛擬現(xiàn)實效果視頻。
（三）手持式虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實設備在教學中的應用
手持式增強現(xiàn)實設備多采用移動設備與APP 軟件相結合的方式。APP 有視+AR、AR、4D 書城、幻視、視AR、尼奧照照等，另外有多種增強現(xiàn)實圖書都有相配套的APP，如《機器人跑出來了》《實驗跑出來了》《恐龍爭霸賽來了》這套“科學跑出來”系列增強現(xiàn)實科普讀物有iRobotAR、iScienceAR、恐龍爭霸賽來了等多個APP，它們的原理都是采用手機攝像頭獲取現(xiàn)實世界影像，通過手機在現(xiàn)實世界上疊加虛擬形象的形式，實現(xiàn)增強現(xiàn)實的特殊顯示效果。有的APP 中提供了豐富的教育資源，如安全教育、科普讀物、識字卡片、益智游戲等，特別適合兒童教育。使用方法有兩種：一種是手機APP 與相配套的紙質(zhì)圖書一起使用，用手機攝像頭掃描圖書上的圖片，在手機屏幕上即可呈現(xiàn)出演示效果；另一種使用方法是運用APP 下載增強現(xiàn)實資源并與外界實景疊加即可呈現(xiàn)出演示效果。增強現(xiàn)實特效非常逼真，利用這些APP 進行學習，學習過程具有真實感、體驗感、沉浸感，增強了學生學習知識的興趣，可以達到寓教于樂的教學效果。
三、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術在教學中應用的優(yōu)勢分析
（一）虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術為學生自主學習提供了有利條件
虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實教學資源存在形式多種多樣， 根據(jù)采用的設備不同，可以將教學資源保存在網(wǎng)絡運營平臺、桌面式設備、移動設備和紙質(zhì)圖書里，學生可以在不同的地方采用不同的設備調(diào)用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實教學資源進行隨時隨地的自主學習。如果學生在課堂上有些知識點未能掌握，可以重新學習一遍，增加對知識的鞏固和理解，有時學生因為特殊原因未能在課堂上學習，也可以課后彌補，同時可以將虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實設備作為載體采用“翻轉課堂”或“微課導學”教學模式組織教學，為學生提供自主學習條件，教師也可以從繁重的重復性講解中解脫出來，有針對性地為學生答疑解惑，有助于傳統(tǒng)教學方式的變革。
（二）虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術為學生提供更加真實的情景
在傳統(tǒng)的教學課堂上，知識的傳輸主要通過文字、圖片、聲音、動畫和視頻的形式呈現(xiàn)。遇到比較復雜的情況，比如數(shù)學課的立體幾何、地理課的天體運動、物理課的磁力線和電力線、化學課的微觀粒子結構、生物課的細胞結構等，教師用語言很難把這些知識點表達得非常清晰，同時由于每個學生的理解力不同，教學效果也會因人而異，甚至初次學習這些知識的學生會得到“盲人摸象”般的感受。而采用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術組織教學，三維立體效果的呈現(xiàn)可以彌補這樣的缺憾，能夠把知識立體化，把難以想象的東西直接以三維形式呈現(xiàn)出來，讓學生直觀感受到文字所表達不出來的知識，真實的情景可以幫助學生對知識的理解和記憶，使學生的想象變得更加豐富。
（三）虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術能提高學生的學習興趣
由于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術具有視覺、聽覺和觸覺一體化的感知效果，學生具有真實情境體驗、跨越時空界限、動感交互穿越的感受，能身臨其境般在書海里遨游，讓書本中的內(nèi)容可觸摸、可互動、可感知。身臨其境的感受和自然豐富的交互體驗不僅極大地激發(fā)了學習者的學習動機，更給學習者提供了大量親身觀察、操作以及與他人合作學習的機會，促進了學生的認知加工過程及知識建構過程，有利于實現(xiàn)深層次理解。傳統(tǒng)的學習方式讓很多學生覺得枯燥乏味， 為了應付考試不得不去死記硬背，但很多知識學生考完之后很快會忘得一干二凈，而采用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術組織教學，新穎的學習方式和豐富多彩的學習內(nèi)容能夠極大地提升課堂教學的趣味性，生動形象的場景會加強學生的記憶，激發(fā)學生的學習興趣?！芭d趣是最好的老師”，興趣也是學生學習新知識的不竭動力。
（四）虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術應用能促進優(yōu)質(zhì)資源均衡化
我國幅員遼闊，地區(qū)之間貧富差距較大，存在教學資源分配不均的情況。經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)無論是軟硬件配置， 教學師資和教學資源都非常豐富，而經(jīng)濟落后、地域偏遠的山村學校學生連接受最基本的教育都難以實現(xiàn)。各級政府和教育主管部門都在大力推進教育均衡發(fā)展，加大教育投資力度，而虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術應用將是解決城鄉(xiāng)教育資源不均衡問題的一把金鑰匙，有利于緩解教育資源兩極分化，擴大優(yōu)質(zhì)資源的分享范圍，能讓教育資源不再受限于地區(qū)和學校，讓教育發(fā)達地區(qū)的名教師通過虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實課堂走進山村學校，能通過整體優(yōu)化教育資源配置，來縮小城鄉(xiāng)差距，實現(xiàn)教育公平，同時這也是教育扶貧的較佳途徑。
四、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教學應用中存在的問題
雖然虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教學中的應用可以改變傳統(tǒng)的教學方式、提高學習興趣、實現(xiàn)教育均衡發(fā)展，但虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術發(fā)展還處在初級應用階段，在技術瓶頸、資源開發(fā)、教學內(nèi)容和推廣普及等方面還存在很多問題。
（一）虛擬現(xiàn)實設備應用中的眩暈問題
人們在使用虛擬現(xiàn)實設備時會出現(xiàn)眩暈感，從硬件結構來看，由于現(xiàn)在的科技還無法做到高度還原真實場景，許多用戶使用配置達不到要求的虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品時會產(chǎn)生眩暈感；虛擬現(xiàn)實界面中的視覺反差較大，實際運動與大腦運動不能夠正常匹配，影響大腦對所呈現(xiàn)影像的分析和判斷，從而產(chǎn)生眩暈感；虛擬現(xiàn)實設備的內(nèi)容有相當一部分資源是從PC電腦版上移植過來的，UI 界面不能很好地匹配虛擬現(xiàn)實設備，不同的系統(tǒng)處理上也無法達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，畫面感光線太強或太弱都不能讓用戶接受；虛擬現(xiàn)實設備幀間延遲跟不上人的運動，會有微小的延遲感，當感官與幀率不同步時也會讓使用者產(chǎn)生眩暈感。
（二）虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教學中資源短缺
目前虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)剛起步，軟硬件設施不完備，開發(fā)人員技術力量不足，很多學校未配備虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實設備；中小學校的很多教師還沒有接觸過虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實，不知道如何在教學中應用，更談不上如何去開發(fā)虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實教學資源。因此，針對中小學教學所開發(fā)的虛擬現(xiàn)實資源很少，課程資源短缺是虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實在中小學推廣的最大瓶頸。但隨著虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術的迅猛發(fā)展，將虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術應用于教學勢在必行，未來虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教學中的應用勢必帶來課堂教學方式的顛覆性改變。
（三）虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實教學平臺和資源的設計重形式輕內(nèi)容
當前很多虛擬現(xiàn)實教育平臺都只是在一個3D 視頻或虛擬現(xiàn)實軟件游戲的基礎上構成虛擬現(xiàn)實教學。雖然學生在虛擬世界玩得津津有味，課堂氣氛很活躍，學生互動、交流和討論很熱烈，表面上看學生得到了沉浸式的體驗感，但是有些虛擬現(xiàn)實教育平臺所提供的知識點講解還停留在現(xiàn)實世界中，課本內(nèi)容的單調(diào)、枯燥并沒有因軟件的存在而得到緩解，知識要點的講解沒有變得更加生動、有趣和有針對性，這種只重視形式而不重視內(nèi)容、教與學完全脫節(jié)的虛擬現(xiàn)實課堂只能稱為“偽虛擬現(xiàn)實課堂”。
（四）虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實設備價格較高和技術條件限制導致普及困難
企業(yè)的前期研發(fā)成本較高、設備銷售量較少，導致多數(shù)虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實設備銷售價格居高不下， 很多學校因資金問題望而卻步，無力購買售價高昂的虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實設備，進而導致虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在學校的推廣普及步履艱難。大多數(shù)虛擬現(xiàn)實軟件普遍存在語言專業(yè)性較強、通用性較差和易用性差等問題。受硬件局限性的影響，虛擬現(xiàn)實軟件開發(fā)花費巨大且效果有限。另外在新型傳感應用、物理建模方法、高速圖形圖像處理、人工智能等領域，都有很多問題亟待解決。三維建模技術也需進一步完善，大數(shù)據(jù)與人工智能技術的融合處理等都有待進一步提升。以上諸多原因的存在制約了虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在中小學教學中的推廣和普及。
五、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教學應用中的前景展望
虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術發(fā)展對未來教學形式的影響
隨著科學技術的迅猛發(fā)展，在云計算、霧計算、物聯(lián)網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能突飛猛進的新時代背景下，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術與人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)融合，將會讓虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術應用如虎添翼。
隨著虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實軟硬件設備的性能提升和價格降低，會有更多的教育投資公司開發(fā)出更加豐富多彩的教學資源，讓虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術快速走進中小學課堂，在教學中大面積應用普及。依托其具有的沉浸性、交互性、構想性、虛實結合、實時交互和三維配準等超級體驗感的優(yōu)勢，教師的教學方式和學生的學習方式都將會發(fā)生改變。虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教學中的應用普及將會顛覆傳統(tǒng)的教育方法和教學形式，具有巨大的應用潛力與應用前景。
