医疗人工智能的缺点范文

导语：如何才能写好一篇医疗人工智能的缺点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

[关键词]基本医疗保险；过度医疗；医保控费

1基本医保相关医疗费用的现状

近年来，我国医保基金支出快速增长，从2008年的2084亿元增长到2017年的14422亿元，增加了近6倍。与此同时，医保收入虽然也以较快速度增长，但增长速度低于支出。如果扣除财政补贴，医保收入的增长速度则更低（见表1）。除少数年份外，基金结余率下降明显，从长远来看，医保基金可能面临当期收不抵支甚至“穿底”的风险。医保基金的收支失衡恰恰与医疗费用的不合理增长过快密切相关。2017年与2008年相比，我国医疗卫生总费用由14535.4亿元增长到51598.8亿元，远远超出同期经济发展速度；卫生总费用占GDP的比重由2008年4.83%提高到2017年的6.20%。导致基本医保相关医疗费用快速增长的原因是多方面的。就客观原因而言，医保覆盖面逐步扩大和保障平逐渐提高、老龄化问题日益严重、物价不断上涨、人力成本逐年提升、医疗技术稳步发展、医疗设备不断更新等因素，都可能导致医疗费用的不断上涨。但总体而言，这些因素大多数属于可控和可接受范围内的合理因素，并非是导致医疗费用不合理增长的主要因素。相对而言，各种人为主观因素才是导致医保相关医疗费用快速增长的“幕后黑手”。主观因素大致包括：不合规医疗、过度医疗、医保欺诈和基金滥用等。其中，不合规医疗包括挂床住院、医疗机构违规加价销售药品和耗材、重复收费等；过度医疗包括小病大治、过度检查、过度用药、过度使用医用耗材等；医保欺诈包括个人骗取医保基金、定点医疗机构骗取套取医保基金等；基金滥用则包括挪用医保基金对外借款、扩大使用范围（将医保基金用于其他社保支出）、套取现金或将医保基金用于购买日用品等。这些原因导致的医疗费用不合理增长可谓触目惊心。以医保欺诈为例，2017年1月，国家审计署公布的医疗保险审计结果显示，仅2016年上半年，全国医保基金涉及违法违规多达189件，涉案金额高达15.78亿元。

2医保控费模式

面对日益严峻的医疗费用发展态势，近年来，国内逐步形成了基于知识库的智能控费、药品福利管理（PharmacyBenefitManagement,PBM）控费、DRG控费、人工智能（ArtificialIntelligence，AI）控费等多种医保控费模式。四种控费模式各有优缺点，如能进一步优化，对有效控制医疗费用的不合理增长、维护医保基金安全和参保群众的切实利益、促进社会医疗保险可持续健康发展等，必然大有裨益。

2.1基于知识库的智能控费

基于知识库的智能控费模式，是指在建立核心知识库（如临床知识库、药学知识库、政策法规知识库、医保知识库、医药标准知识库等）的基础上，通过构建医保智能审核监控系统，利用自动分析算法，对定点医疗机构不符合诊疗常规和临床规范的医疗服务行为、用药行为以及不符合报销标准的医疗费用和支付行为进行全面管理，从而形成事前提示、事中预警和事后审核的医保全流程智能化监控。2015年，人力资源与社会保障部印发了《关于全面推进基本医疗保险医疗服务智能监控经办规程》，要求用两年时间在全国推开基本医疗保险医疗服务智能监控。2016年底该监控模式全面实施以来，目前已在全国大多数地区开展，取得了良好的效果。

2.1.1优点

在智能控费模式下，医保经办机构对医保费用进行全面、精准、高效的智能审核与监控，如若发现不合规单据，系统会自动提示该单据需人工审核，并对审核结果进行统计分析。不仅极大提高了医保经办机构的医保费用管理效率，而且依托该模式积累的基础数据和统一的费用核算标准，势必为将来实现医保费用第三方管理打下坚实的基础。此外，通过该模式还可掌握每个患者的就诊信息和医生的诊疗服务信息，从而建立完备的医护人员和参保人员信息库，为将来完善医保信用体系奠定基础。

2.1.2缺点

第一，核心知识库的构建有一定难度。核心知识库的内容比较广泛，涉及临床手术、诊疗行为、药品使用、检验检测、健康护理、法律法规、政策制度等，而且随着政策法规和临床知识的不断变化，核心知识库的内容也必须随时做出相应调整。第二，审核结果的可靠性有待提高。一方面，受实际情况千变万化的影响，标准化审核模式有时可能导致审核结果出现偏差；另一方面，审核结果无法做到一步到位，当遇到不确定的审核结果时，最终还是要人工确认。第三，审核成本难以确定。该控费模式必须建立在医保智能审核监控系统的基础上，无论从专业知识还是硬件设施而言，医保经办机构都不具备开发、维护该系统的能力，必须借助第三方机构。这就意味着医保经办机构必须对系统的使用、维护和升级进行投入，势必会增加监控审核成本的不确定性。此外，该模式虽然能审核药品支出等主要费用，但对于整体医疗服务的精细化管理则显得力不从心。

2.2PBM控费

PBM控费又称“医疗福利管理控费”，是一种专业化第三方控费模式。该控费模式基于业务范围涉及非常广泛（如药品目录管理、、处方赔付、药品评价和健康管理）的第三方中介机构———药品福利管理公司，对患者就诊数据进行采集分析、审核药品处方，通过与药品生产企业、药品流通企业、医疗服务机构或保险机构等签订合同，对整个医疗服务流程进行管理和引导，从而有效监督医疗服务行为、控制医疗费用不合理支出。药品福利管理作为医保控费的重要模式，最早诞生于上世纪60年代的美国。在我国，该控费模式还处于初级阶段，目前国内仅有为数不多的企业涉足该领域。这些企业大致来自三大领域：医药流通领域，如瑞康药业、嘉事堂等；医疗IT领域，如海虹控股、万达信息、卫宁软件等；健康保险领域，如平安保险、人保健康等[1]。

2.2.1优点

其一，能有效减轻政府职能部门和医疗机构的负担。由于其业务范围几乎涵盖了医疗服务全流程，包括药品目录管理、药房管理、药品集中采购、药品邮购服务、药品使用评价、处理处方赔付申请、各种疾病的初级管理、医疗检查监督、报销管理以及为医院提供各种增值服务等[1]，因此不仅可以减轻政府相关机构的管理压力，节省其人力、物力和财力方面的成本；同时，依托药品福利管理机构的工作经验与专业技能，还能有效提高控费效率。其二，能有效控制药品价格，破解药品价格虚高问题。我国药品流通环节错综复杂，从生产、流通到消费，要经历多个流通环节，每个环节都存在严重的信息不对称，导致药品价格虚高。而药品福利管理机构对药品流通环节的全程参与，使其在药价控制方面具有其他机构所不具备的排他性优势，能有效破解因信息不对称而导致的药品价格虚高。

2.2.2缺点

首先，受人才、技术和制度的约束，成立药品福利管理机构本身具有较大的难度，不仅前期需要投入大量的人力、物力、资金和技术，而且目前国内缺乏比较成熟的运用模式，相关机构的赢利能力不足，一定程度上制约了药品福利管理机构控费能力的发挥。其次，当前我国医疗、保险及健康管理体制不完善、不成熟，药品福利管理机构在缺乏谈判话语权和议价能力的情况下，控费能力及其市场接受度有待提高。再次，该模式的建立及作用的发挥，必须建立在大量与医药、健康及保险相关的基础数据的获取上，但我国目前无论是医疗机构之间、还是保险机构之间，亦或是医疗机构与保险机构之间，其数据与信息都是相互独立的，信息孤岛十分严重。不兼容、不共享的信息系统势必给药品福利管理机构获取基础数据带来难以克服的困难。

2.3DRG控费

DRG控费主要应用于住院患者付费领域，医疗费用的支付不是以医院投入的设备和医生投入的时间为依据，而是以医院的产出为衡量标准。放眼全球，DRG支付方式是当今世界公认的可以全面控制医疗费用增长和改善医疗服务质量的最为典型的控费模式[2]。

2.3.1优点

（1）对监管机构而言，通过DRG支付方式不仅能使医院主动降低医疗服务成本、缩短平均住院天数、减少诱导性医疗费用支出，同时有助于医院加强医疗质量管理，激励医院和医生提高医疗服务水平。（2）对医保经办机构而言，DRG支付方式有利于宏观预测和控制医疗费用，还能降低管理难度和成本，提高工作效率。（3）对医疗机构而言，DRG支付方式客观上要求其增强成本控制与管理意识，加强对医疗服务成本的计划、控制、核算和考核，降低成本的同时实现经营效益最大化。（4）对患者而言，DRG控费模式下，医疗服务更透明、卫生资源利用更科学、卫生服务更有效，患者能享受到更公平合理的医疗服务。

2.3.2缺点

作为一种全新的控费方式，构建DRG支付方式的前期，医院需要投入大量经费做好基础研究、人员培训、信息系统建设、病案首页等工作，会增加医院的工作量和经营成本。同时，DRG支付方式可能增加医院的财务风险。该风险可能来源于诊疗服务项目所导致的成本增加，也可能来源于服务数量变化所导致的经营成本提高[3]。另外，对外部因素的过度依赖可能使DRG支付方式的构建陷入困境。此外，DRG支付方式下医疗收费虽然更精准透明，但未必能真正反映医疗费用的客观事实。

2.4AI控费

近年来，随着人工智能的快速发展，将AI技术引入医保控费逐渐被社会各界所关注。AI控费模式对弥补现有控费方式的短板、构建完备的医保控费体系、促进医保可持续健康发展，有着十分重要的意义。AI控费就是利用AI关键技术和特有功能，模仿人脑机制对与医疗服务行为及社保医疗费用支付相关的海量数据进行自动读取和采集分类，形成基于CNN、DNN等多种神经网络及算法的训练库；以训练库为依托，对采集的数据进行深度挖掘、全面研究和智能分析，探寻数据背后隐含的医疗行为与医保支付规律，为保障医保基金安全提供创新方法与途径[4]。

2.4.1优点

AI技术的优点，一是智能化水平高。与其他控费模式相比，人工智能最大的优势在于，依托人脑机制，不仅具有执行命令的能力，还有自我学习、自我创造的能力，因此人工智能能有效提高医保智能审核和监控效率，辅助医保管理部门规范诊疗服务行为、强化医保基金监管。二是计算速度快。人工智能可以在较短时间内对海量的医保数据进行深度挖掘和精准分析，从而为医保控费提供科学依据。三是便捷。有些人工智能设备（如智能可穿戴设备）可随身携带，能做到及时、准确、无限地为参保人提供必要的健康管理咨询、形成海量的健康管理数据、跟踪参保人健康管理状况，从而有效提高其身心健康[5，6]。

2.4.2缺点

AI技术的缺点，主要体现为对数据尤其是高质量医保数据的依赖性太强。截至2017年底，我国基本医保（包括城乡居民医疗保险及城镇职工医疗保险）和城乡居民大病保险的参保人数已超过13亿人，定点医疗机构数万家，医保数据呈现出数据量大、涉及范围广、临床信息丰富的特点。随着人工智能由“弱智能”向“强智能”的深度发展，对数据的依赖性越来越强，全面、及时、完整的医保数据会直接影响AI控费的效果。然而，受医保统筹层次偏低、数据标准化建设滞后、网络技术欠发达、政策法规不完善等多种因素的影响，当前我国医保数据呈现碎片化和孤岛化的特点，各地参保人员信息、缴费信息、支付待遇、医保目录、疾病分类、治疗程序、药品分类和药品编码等数据的完整性差、质量参差不齐，严重影响了人工智能对相关数据的深度挖掘和分析，进而影响了AI控费的效果。

3讨论

四种控费模式各有其特色与优势，但同时都存在不足。为提升各控费模式的功能与效果，应重点做好以下几方面工作。

3.1构建多部门联动控费机制

有效控制基本医疗保险相关医疗费用的不合理增长是一项极其复杂的工程，不仅仅是政府部门的单方行为，而是涉及面广、工作量大的系统工程，需要多领域、多部门通力合作。特别需要卫生与健康部门、医保监管与经办机构、医疗机构、商业保险机构、药品生产企业、药品流通企业等群策群力，同时也需要第三方控费机构和技术开发部门的积极参与，共同构建多部门联动的医保控费机制。当前亟需解决的关键性同时也是基础性问题，就是要打破医保数据壁垒、提升医保数据质量，构建一体化、标准化数据库，实现数据资源的开放共享，为构建多部门通力合作的医保控费机制奠定基础。

3.2建立多元化医保控费体系

单纯依托某一种控费模式，其效果有局限性。要打造智能控费、PBM控费、DRG控费、AI控费衔接互助、优劣互补的多元化医保控费体系，形成政府、医疗机构与第三方机构的整体合力，从而切实保护参保群众的合法权益。

3.3推进医保控费立法

医保控费事关国计民生，不能马虎了事。各部门要强化对医保控费重要性的认识，积极推进医保控费立法，强化药品生产、流通、定价及医疗服务行为的全流程监管。从法律的角度严厉打击小病大治、挂床、骗保、虚开发票、招标行为弄虚作假等助推医疗费用不合理增长的违规行为；同时还要培养全社会的法律意识，引导各部门、各机构、各人员依法行政、依法办事。

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企业若要获得可持续的成功，必然需要在其领域不断创造、提升竞争优势。这N优势依然可以是规模生产的低成本、机密的自主知识产权、积极的员工或是高瞻远瞩的领导层。但在当前的知识经济时代，企业的战略优势越发依赖超前的精准判断与果断抉择。

从这个角度出发，有两种不同的力量正在改造当今的企业：一是计算机和大数据技术，这为企业平稳运转、进行预测研究以及践行人工智能夯实了基础；二是当前科学界对人在判断、推理和选择天赋上的认知加深。

针对这一新形势，我们希望研究管理者如何将人类的智能与技术可实现的新洞察力结合起来，从而在不确定和复杂情形下做出更明智的抉择。要知道，每五个决策中有3个正确和有28个正确的差别似乎很微小，但足以让前者在竞争中占据优势地位；而且随时间累加，造成的差异将是巨大的。

通过企业战略、组织理论、人类判断、预测分析以及管理科学等多学科内容的探讨，我们发现有五大能力，能够支撑企业决策判断力，提高企业的综合智慧与决策能力，领先对手。这五大能力分别是：

1发现最需要“智慧”发挥作用的领域。将基于数据和理性的人工智能用于改善主观预测，能够带来切实可见的变化。

2建立预测模型。鼓励团队之间以竞争的方式开展实验和创新，发现最佳的预测方法。

3对企业内部的专家思维与知识库建模。寻求企业内部对关键业务具有卓越见解的人才，通过预测模型来充分运用这些人才的能力。

4用人工智能进行试验。采用超越简单线性的模型，在有限领域使用深层神经网络来实现计算机模型对人类专家的超越。

5改变企业运作方式。提倡探索文化，推动人类与机器能力结合。发现最需要“智慧”发挥作用的领域

建立智慧企业的起点是在合适的点投入资源，使之带来最丰厚的回报。换言之，寻找最需要也最适合智慧化解决的问题。

最好的切入点是处于边缘地带的综合性问题，解决它们需要有效结合真实数据与专家决策。这类问题的解决离不开确定性规程（karl POpper称之为“准确性问题”），又受到不确定性（“云式问题”）限制。

“准确性问题”属于依据过往经验，可以稳定解决的问题。统计预测模型对此类问题的作用较大。例如评估新的医疗进展对预期寿命的影响，人类的直观决策一般而言都不会比得上统计模型。

“云式问题”，如评估全球变暖对2025年迈阿密发生洪水的影响概率，大多是没有历史数据、没有根据、或者随机.出现的，这种情形下，专家的判断对解决问题的效用更大；相对预测模型，专家能更好处理收集到的信息。

所谓智慧企业，核心是有机结合计算机及其算法的长处和人类在判断、决策中的天赋，最终成型的智慧分析系统可能超越其各部分的简单相加。

形成一个真正的智慧企业是一个慢而复杂的过程。认知心理学在过去几十年的突破，使许多管理者摆脱了不规律思维的偏见和陷阱。但很少有企业能将这种进步转化为企业智慧化的阶梯。执行团队在具体执行过程中遭遇的决策环境，很难与初始决策条件相同。因此，企业需要提高企业的智能化水平，强化协作的抉择过程、深化数据和技术工具的效用。

目前，一些公司已经将大数据与预测分析投入使用，然而，很少有企业能够系统整合人类的智慧和计算机的智能。

建立预测模型

通过预测模型比赛，以竞争形式寻找特定领域内最佳的思维方式或预测模型，是一条行之有效的途径。其基本理念是激励参赛者对可能发生的事情进行预测，并对预测结果进行概率分析，评判预测的准确性。

企业内部预测模式竞争的最大好处在于优化执行团队的学习周期、加速学习过程，具体的操作方法包括：

1.仔细记录。通过准确记录，对各预测（新旧、自己与他人的）分门别类进行标记。

2.强迫失败者面对自身的失败与对手的成功，增加对自己反思的过程，培养优先自我批评的能力。

3.优胜者的选取有利于激发其他员工对取胜过程的好奇心，鼓励团队不断尝试并改进方法。

4.培养企业公平竞争的意识。

对企业内部的专家思维与知识库建模

培养企业智慧力的另一种方式是模拟专家的思维与知识，进而更有效、客观地利用这些知识。

一项早期的决策心理学研究，跟踪了农民种植农作物并批发拍卖的过程，记录了农业专家关于玉米质量的评判数据。这些专家通过对500个玉米穗的评价来预测其在市场上的最终价格，其间综合考虑了穗长与饱满度、玉米颗粒重量、预计胚芽填充度等。研究人员对这一流程和数据建立了一个简单的加法模型评分系统，其给出的结果出人意料地比专家给出的答案更接近实际。几十年前曾推出过的电脑模拟贷款决策也是如此，即使在消费贷款包含有许多主观因素的前提下，模型的结果仍要比专家意见更为科学。事实上，在多数领域，这种情况都曾出现。

真实信息与信息噪声的交织总会导致人类判断的前后不一致。基于专家知识库的决策模型能有效滤除信息噪声，对同一问题反复判断时显得非常重要。某医学研究中，相同的96例疑似胃溃疡信息被提供给9名放射科医师判断，相隔一周的评估结果确实存在极为可观的差异。

从医药到金融等领域的数十项研究表明，专家模型替代专家可以提供极为出色的决策力。但专家意见在情况紧急时效果出众，而且他们的意见对模型更新有较大作用。对于企业也是如此，搜集积累企业内部人才和专家解决处理问题的信息，建立模型，是企业智慧化的重要实现途径。

用人工智能进行试验

对人类认知理解的加深推动了计算机早前在围棋方面的建模。由于人类思维中的固有缺陷和各种认知偏见的局限，计算机通过其强大的计算能力对旧数据进行研究学习从而建立起的“智慧”，往往比专家更具优势。1997年的深蓝计算机就是这样击败国际象棋特级大师加里・卡斯帕罗夫（GarryKasparov）的。人类能通过自身各种各样的认知机制，建立起外界刺激与大脑中对应区域的联系。不过，这种认知情形下，人类经常会陷于建立好的框架，这一缺点在新信息不断涌现时是致命的。

Bootstrapping算法（自举法）可以通过简单的函数输入输出模拟出均值统计量的近似分布。进行专业知识建模，替代了人类推理的过程。而通过人工智能，能增强该算法模型的引导功能，使模型掌握人类思维方式和大数据变量间的复杂关系。

人工智能发展至今，涵盖了机器视觉、语言理解、智能算法多个领域，但在跨领域建立联系这一命题上仍有较大的不足。故人类的智慧，尤其是专家的行为信息，对机器模型的情境学习和创造力发展都非常重要。公司应密切关注人工智能的发展，适时在企业中进行试验应用。

位于康涅狄格州西港的对冲基金公司Bridgewater Associates正在开发各种算法模型，希望用计算机模拟公司内部专业人才的能力，来实现企业的自动管理。

改变企业运作方式

通常，我们认为最强大的决策支持系统必然需要多技术融合。这样的决策辅助工具正变得越来越普遍，远不是诸如销售预测、帮助医生进行复杂的医疗诊断等可以概括。随着时间的推移，人工智能技术将变得越来越精细，最终达到与大多数人类专家相当甚至更好的境界。

机器的精密必然带动企业运作的复杂化。要让企业运转中信息“消噪”，得到企业智慧化真正需要的数据，必须改变企业的运作方式，主要有以下两种方法：记录员工的预测数据；评估预测结果，给每个员工积累“声誉积分”，从而分配各员工的观点在企业决策中的权重。

Bridgewater Associates创始人Ray Dalio一直在这方面进行努力。他制定了一套规则和管理制度，持续对员工进行记录、评估和判断，在企业内形成一种高透明度和激励改善的文化。

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关键词:视频监控;嵌入式系统;人工智能

中图分类号:TN141.9文献标识码:B

The Analysis of Video Surveillance System

LIU Gang-li,WU Fei

(Chengdu Electromechanical college, Chengdu Sichuan 610031, China)

Abstract: Embedded video surveillance system is a new digital video surveillance system based on embedded system technology, video technology and real time network transporttechnology. Compared to the old video surveillance system, it has many advantages, such as stability, real time performance, functions and price etc. It is also the direction of research and development in video surveillance system.

Keywords: vedio surveillance; embedded system; artificial intelligence

引言

近年来,视频监控系统得到了广泛应用。从功能上讲,视频监控系统可用于安全防范、信息获取和指挥调度等方面,可以提供生产流程控制、大型公共设施的安防、医疗监护、远程教育等多种服务。从应用领域上看,视频监控系统在各行各业都得到了应用,例如军事领域的基地安防、公安侦破、监狱法庭监管等;档案室、文件室、博物馆、金融等机要部门的监视、控制和报警;交通领域的高速公路收费管理、交通违章、流量监控、车辆牌照管理和公路、桥梁、铁路、机场等场所的远程图像监控;电信领域的交换机房、无线机房、动力机房等的远程监控;电力领域的变电站、电厂等的远程无人值守监控;社区物业管理中的住宅小区、办公室安全防范和智能大厦、停车场的无人监控等[1]。

1模拟视频监控系统

早期视频监控方案中的视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式,没有实现数字化,更不能通过网络来交换数据。模拟视频监控系统通过微处理器或者PC机对模拟视频系统实施数字控制以及多媒体管理,具有良好的实时性和图像质量,然而这样的系统灵活性差。以下是模拟监控系统的主要缺点:

(1)监控的范围很有限,通常只适合于小范围的区域监控。同轴电缆是模拟视频信号的主要传输工具,而同轴电缆传输模拟视频信号的距离比较短,往往不超过一千米,双绞线的距离更短。由于模拟线路不可能很长,所以信号传输距离有限且无法联网,仅局限于同一建筑物或工厂内[2];

(2)模拟信号占用通讯线路较多,而且开放性较差;

(3)监控质量不高。由于模拟信号很容易受干扰,所以监控图像质量不好;

(4)维护管理复杂。没有良好的用户操作界面,非专业人员无法正常操作;

(5)成本较高。对于每个监控中心都需要配置一套监控设备,而且信息的存储方式是利用录像带、磁带等设备,这些存储设备成本较高。

由于存在以上缺点,所以传统的模拟视频监控系统己远远不能满足越来越高的生产和管理监控的需求[3]。

2数字视频监控系统

上世纪90年代,由于视频压缩编码技术、多媒体技术、网络通讯技术的出现,数字视频监控系统迅速崛起。目前,数字视频监控系统主要有两种类型:一种是以基于PC的数字录像设备为核心的视频监控系统;另一种是以嵌入式视频WEB服务器为核心的视频监控系统。

2.1基于PC的视频监控系统

基于PC的多媒体监控系统的结构一般是在远端监控现场,有若干个摄像机、各种检测、报警探头与数据设备,通过各自的传输线路,汇接到多媒体监控终端上。多媒体监控终端可以是一台PC机,也可以是专用的工控机。除了处理各种信息和完成本地所要求的各种功能外,系统利用视频压缩卡和通信接口卡,通过通信网络,将监控信息传到一个或多个监控中心。

相对于模拟传送,基于PC的多媒体监控具有以下优点:

(1)数字监控系统把监控录像保存在大容量硬盘上,数字信号长期存储,信息永不丢失,图像质量不下降;

(2)数字视频容易被计算机处理,可以在监控图像中设定报警区域,计算机对报警区域的图像进行分析和处理,当有目标在该区域内活动时,计算机及时采取预定操作,在一定程度上做到自动监控,无人职守;

(3)数字视频经过压缩之后,占用带宽较小,而且数字信号在传输时容易进行加密,非法截取的信号无法还原为视频图像;

(4)数字录像存储在计算机硬盘上,可以用计算机来检索和管理,摆脱了手工管理和检索的复杂繁琐[4]。

2.2基于嵌入式技术的网络视频监控系统

随着网络带宽、计算机处理能力、大容量存储和嵌入式技术的快速发展及各种实用视频处理技术的出现,视频监控步入了全数字化的网络时代。以目前嵌入式处理技术、视频压缩及解压技术、网络通信技术等构成的视频监控系统称为基于嵌入式技术的网络视频监控系统。基于嵌入式技术的视频监控系统的优点是:性能稳定,便于安装,易于实现系统的模块化设计,便于管理和维护,能够充分利用网络资源[5]。

3国内外研究现状

智能视频监控具有广泛的应用前景和潜在的经济价值,引起了国际上许多著名科研机构以及研究人员的兴趣。就目前而言,国际上对智能视频监控的研究已经达到了一定的水平,智能视频也受到越来越多的重视,一些重要的学术期刊和重要的学术会议已经将智能视频监控作为主题内容之一。同时也有不少的原型系统被研制出来,如在上个世纪90年代末,美国国防高级研究计划局(DARPA)资助卡内基梅隆、戴维SARNOFF研究中心等著名大学和科研机构,联合研制出了智能场景监视与监控系统VSAM,应用在未来战争中人力监控费用昂贵、危险系数高或者人力无法实现的场合的监控;美国ISS公司研制出的AUTOSCOPE 2004是一种大区域视频监控系统,已经作为北美铁路运输监视系统实际应用。

在国内,智能视频监控的研究也已经有了长足的进步,2002年5月,第一届“全国智能视觉监控学术会议”在北京召开,迄今为止,已经举行了三届,得到了广泛的关注[6]。此外,中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室已经成立了智能视频监控研究小组,正在开展智能视频监控方面的研究,研究内容包括:快速准确的运动检测;实时性的基于三维模型的车辆与行人的定位、识别和跟踪;基于移动摄像机的视觉监控技术;多摄像机的协作监控;事件的机器学习方法;异常现象的检测、报警与目标的行为预测;对目标运动情况给出语义上的解释的方法以及远距离的身份识别等等,其目标是实现一个包括以上研究内容的动态场景集成分析演示系统[7]。

4发展方向

经过十多年的发展,智能视频监控技术在组网结构、视频信息压缩与存储、视频流传输以及人机界面上都已经比较成熟,但总体而言,智能视频监控技术还远远达不到完美,今后在以下几个方面值得探索和研究:

(1)采用新的视频图像编码标准提高视频图像的质量,以利于视频观看以及图像检测;

(2)提高视频流的压缩与传输速度,以增强视频监控的实时性;

(3)视频检测与识别技术,包括从监控摄像机所捕捉的序列图像中检测是否有运动物体存在的运动检测以及异常现象的检测、报警与目标的行为预测等;

(4)全方位的视频监控,单个摄像机的视野有限,要监控大范围的动态场景就需要多个摄像机,此外,多个摄像机也有利于解决遮挡问题,多摄像机的定标与数据融合是两个关键问题;

(5)人工智能在智能视频监控系统中的应用。

参考文献

[1] 胡永红. 智能多路视频监控系统的设计[J]. 微机发展,2001, 11,75-76.

[2] 施裕丰,陈坚,陈启转,梁炯达. 网络式多媒体监控系统[J]. 计算机工程,2000,3,74-76.

[3] 夏惊涛,卢娜等. 视频监控系统浅析[J]. 测控技术,2006, 25,84-85.

[4] 季兵,季晓勇,马江波. 基于PC的数字视频通信系统的实现[J]. 计算机应用研究,2001,4,102-104.

[5] 袁毅. 基于嵌入式Web服务器的网络视频监控[J]. 电网技术,2000,5,71-73.

[6] 谭铁牛. 智能视觉监控技术概述[C]. 第一届全国智能视觉监控学术会议,2002年5月,56-58.

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摘要：物联网技术是智能家居的核心技术支撑，智能家居是物联网技术在智能家庭中的应用体现。当前网络和智能技术高速发展融合的背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，无论是IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。本文通过对物联网技术在智能家居领域的应用来说明物联网的运用对智能家居系统技术进步、功能扩展、服务、达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求的作用。

关键词 ：物联网技术；智能家居；应用

一、物联网概述

物联网的英文描述为“The Internet ofthings”，即“物——物相连的互联网”[1][2]。物联网的基础核心仍旧是互联网，它在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。

物联网的概念在1999 年被提出，是在互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等构造出的一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。2005 年11 月17 日国际电信联盟《ITU 互联网报告2005：物联网》，重新提出了物联网的概念[3]，并对其进行了扩展，不仅局限于RFID技术。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。随后，美国将物联网列为振兴经济的一个重点。此外，欧洲、韩国、日本等国家也把物联网产业作为振兴国家经济的一个核心产业[4]。2009年8月，温总理提出了“感知中国”的概念，自此物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了极大的关注[5]。

物联网是在网络技术、传感技术及通信技术日趋成熟的条件下出现的，它是一种体现物与物之间新型关系，将所有物品通过射频识别、二维码、无线数据通信等智能感知技术与互联网连接起来，的具有智能化识别、控制与管理功能的网络系统，其中可能涉及多种信息传感设备，比如射频识别装置、二维码扫描装置、红外感应装置、各种传感器等。

物联网从产生之初到现在，已经被应用到众多领域，如智能交通、智能消防、工业检测、老人护理、食品溯源和情报搜集等。毫无疑问，物联网也将对智能家居领域产生深远影响。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。

关于物联网的概念，目前没有统一的标准。但是综合来看，物联网是一种实现物-物相连的智能网络，它主要依赖于智能感知技术、无线通信技术、遥感技术、智能数据处理技术[5]等，是在互联网的基础上发展起来的。物联网从产生之初到现在已经被应用在越来越多的领域，如物流、交通、产品安全监测、路灯管理、智能电力[6]、医疗[7]等。智能家电与智能家庭的发展，用户新增的需求，使广大厂商和研究人员发现，智能家居也是物联网发展的一个重要领域。[8]IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商正在进行此方面的研究，也逐渐推出基于物联网技术的产品。物联网技术使得家电在智能化控制的基础上，实现了商品与设备的关联及设备之间的关联，展现出了一种更加智能化的便捷、健康、环保的家居场景。

二、智能家居系统概述

目前，智能家居系统没有一个统一的定义或者概念，百度百科的解释是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。能提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。”

2012年4月5日中国室内装饰协会智能化委员会《智能家居系统产品分类指导手册》把智能家居系统产品共分为二十个分类包含了：控制主机（集中控制器）、智能照明系统、电器控制系统、家庭背景音乐、家庭影院系统、对讲系统、视频监控、防盗报警、电锁门禁、智能遮阳（电动窗帘）、暖通空调系统、太阳能与节能设备、自动抄表、智能家居软件、家居布线系统、家庭网络、厨卫电视系统、运动与健康监测、花草自动浇灌、宠物照看与动物管制。

由此可知，智能家居是一个系统的概念，融合了网络信息技术（有线、无线）、智能家电技术、自动控制技术等技术，将家庭平台上与信息相关的信息设备、智能家电和家庭安保装置，通过综合布线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过智能家居系统中的家庭网络控制来实现的，通过家庭总线系统提供各种服务功能、并和住宅以外的外部世界相通连。智能家居系统通过网络化的综合管理家中设备，来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。[9]

笔者认为智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。

健康的环境包含舒适的温度、优质的空气、适宜的水温等；人机互动的环境主要指智能化的体验、便捷的人机互动的界面和高集成度的人工智能应用；安全的环境包括家庭安防监控和网络环境自身的安全；经济的环境主要体现在系统本身的经济合理（如系统价格）及家庭应用的经济合理（如节水、节电、扩展方便）。

三、物联网技术在智能家居领域的应用

物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID 技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、gps 等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。

物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。

物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。

有线技术包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线载波技术在上世纪70年代产生，在我国2000年前后引入并开始推广，该技术可以在电力线上通讯，免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高，由于设备成本、技术稳定性及信息安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS 提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。

无线技术包含了RFID 智能识别技术、蓝牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID 是20 世纪90 年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。[8] WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBee ZigBee 技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee 的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE,或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。[10]

物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。

四、国内智能家居的现状和问题

智能家居在中国经历了近6 年的起步阶段，发展速度缓慢，主要是因为没有投入大量的资金，开发技术短期内也不成熟。[9]目前整个智能家居行业发展主要的成果还是反映在智能化的摄像头、电视、电冰箱、传感器、手机、空调、医疗设备、穿戴设备等一系列终端产品，及一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，比如，三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统、灯光控制系统、窗帘控制系统等。以“智能家居”系统作为产品目前仍没有在市场上大规模出现，基本停留在概念阶段。

随着物联网技术的日趋成熟，不断融入智能家居，其内容发展越来越丰富，想象空间越来越大。但由于早期开发技术的不成熟，智能家居发展至今仍没有普及，在技术、需求、经济适用性等方面仍有诸多的问题有待解决。

1．技术层面

如上文所述，由于稳定性、经济性、安全性、可拓展性等原因，当前无论有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准，处于百家争鸣的阶段。由于没有开放的协议、统一的接口和数据库，使得技术协调和系统整合比较困难。各设备之间、子系统之间难以实现互联、互通和互操作，使得各个子系统之间形成“信息孤岛”，且兼容性和可拓展性较差，难以实现真正智能化，也给系统集成商、服务运营商和客户使用带来困扰。

笔者认为，当前网络和智能技术高速发展融合背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，互联网相关企业无论IT终端制造厂商、互联网运营商，还是服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。在巨大的市场利益驱动下，各种技术创新、改良都向着好的方向发展。但相关标准的建立、接口的统一，需要一个适应淘汰的过程。它无法由哪个组织或部门单独完成，需要在市场竞合过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。

2．需求和经济适用层面

目前，智能家居产品在满足用户需求和经济适用方面存在的主要问题是，产品较为单一（受技术等原因限制）且价格高昂。笔者认为任何产品成功最核心的原因，是建立在满足客户需求的基础之上。对于智能家居而言，客户的需求具有多样性、时效性、经济合理性等特点。如前文所述，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。要满足上述需求，智能家居产品在技术满足的前提下，要能够做到解决方案多样化、系统扩展便利化、用户体验简单化、产品成本最低化。解决方案多样化与系统扩展便利化是指，系统方案灵活多样，既可以提供整体解决方案，也可以分部、分步提供。从客户角度来说，最好能够与不同品牌的系统解决方案兼容。客户经过初步体验后能有更大的选择空间，同时在增加新系统或改良现有系统时不会给客户造成过多不便。用户体验简单化是指产品的控制界面或人机交互界面应想用户所想，尽可能的“傻瓜”与智能，尽最大可能的从用户角度出发。产品成本最低化是指在保证质量和功能完整性的前提下，尽可能降低生产、开发成本，在合理的利润空间下投放市场。否则完美但溢价过高的产品是很难得到用户认同的。

五、结论

本文通过对物联网技术在智能家居领域应用的简要分析认为，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。基于物联网技术的智能家居需要从技术层面、满足用户需求和经济适用改善提高着手。技术层面的提高目前主要需要完成标准的建立和接口的统一，在市场竞合的过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。需求和经济适用层面，需要企业在以用户体验为核心的基础上不断努力提高。使物联网的运用在智能家居系统技术进步、功能扩展、服务方面，最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。

参考文献

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[3]陈海明, 崔莉, 谢开斌. 物联网体系结构与实现方法的比较研究[J]. 计算机学报, 2013,36(1): 168-198.

[4] 钱志鸿, 王义君. 物联网技术与应用研究[J].电子学报, 2012, 16(5): 1023-1029.

[5] 韩卫国, 雷英敏. 关于物联网技术在企业中的应用[J]. 信息与电脑, 2011, 6: 98-99.

[6] XIAO-DAN Z, SHU-JIE Y U E, WEI-MINW. The review of RFlD applications in globalpostal[C]//2006, 13(4).

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[8]祁文娟.基于物联网技术的智能家电管理模型设计与验证.

[9]郭之成.浅谈云计算技术在物联网智能家居系统中的应用.

篇5

关键词：数据挖掘；技术；应用；分析

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 01-0000-02

Application Analysis of the Data Mining Technology

Zhang Yihui

(Shandong Polytechnic,Jinan250104,China)

Abstract:With the advent and popularization of the Internet age,a lot of information get together,in the quick and easy at the same time to give people the agent has brought us a problem,how is the large amount of data to digest and true and false identification,followed by information how secure is to ensure that lay their unified approach method.This is a new term-data mining technology.Data mining is a relatively new database technology,there is a wide range of practical applications demand;made a comprehensive overview of data mining technology,citing a data mining system composition and mining method.

Keywords:Data mining;Technology;Application;Analysis

何为数据挖掘，所谓数据挖掘（Data Mining）在传统的定义就是提取隐含在大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。意思简单来讲就是从一大堆乱七八糟的信息数据里提取一些对自己有用的数据知识。

一、数据挖掘的概念

从面的定义中我们对数据挖掘有了一个模糊的了解，其实数据挖掘技术通俗的从字面意思理解就是从数据中挖掘有用的数据。我国一些单位普遍都采用了计算机技术来处理单位的一些业务，因为计算机的分析处理数据的能力比较强，所有产生了大量的业务数据，通过计算机来分析这一大批数据不单单是为了研究的需要，更为重要的是从这些杂乱的数据中分析提取一些对自身企业有价值的数据信息。一些企业单位要从大批量的数据中获取对自己有用的数据来进行企业运作以及提高自身企业的竞争能力，这就好比从矿石中提炼金子一样，提取的都是精华。所以数据挖掘越来越得到人们的重视。

随着数据挖掘和知识发现核心技术研究的逐步深入，其核心模块已经强有力的形成了三大的技术领域：数据库技术、人工智能和数理统计。随着高性能的关系数据库引擎的广泛数据集成和相关理论研究和相关技术的成熟，，让数据库挖掘技术进入了实用阶段。

在国际上，由美国人工智能协会主办的KDD（数据库中的知识发现，简称KDD）已经渐渐被人们所接受，已经召开了数十次国际研讨会，随着规模的不断壮大，在注重多种发现策略和技术的集成，理论研究指导实践应用，以及多种学科之间的相互渗透的基础上，研究重点也逐渐从发现方法转向系统应用，成为目前计算机领域的研究热点；与国外相比，国内研究起步较晚，主要是处在基础理论上的研究。国家自然科学基金对于该领域的研究项目是1993年首次支持。目前，知识发现的基础理论及其应用研究在国内的许多知名的高等院校和科研机构已经开展。

二、数据挖掘系统的组成

以下是典型的数据挖掘的几个组成部分：

（一）数据挖掘所操作的最直接的对象就是数据库，这些数据库是一个或一组可以在数据上进行数据收集、存储、处理和集成的数据库、数据仓库或其他类型的信息库。

（二）数据库或数据仓库服务器：在数据处理过程中，根据客户的数据挖掘请求的指令信息，数据库或数据仓库服务器负责提取相关数据反馈信息。

（三）知识库：数据挖掘的关键技术就是知识库，它是用于指导数据搜索、查找、分析或拟合评估模式的兴趣度的领域知识集。另外将数据信息集中属性或属性值组成不同的数据抽象层的概念分层和用户确信方面的知识数据也包括在里面。

（四）数据挖掘引擎：用于特征化、关联、分类、聚类分析以及演变和偏差分析的一组功能模块，这是数据挖掘系统的基本组成。

（五）模式评估模块：这是数据挖掘实现的关键所在，在数据挖掘过程中参照兴趣度做度量，并与数据挖掘模块交互配合，以便将数据搜索、归并、聚焦在有趣模式的操作。根据所用数据挖掘方法的不同，模式评估模块也可以使用兴趣度阀值作为评定参数，去过滤发现的模式挖掘数据，也可以与数据挖掘模块集成在一起使用。

（六）图形用户界面：是以图形界面的形式给出用户数据查询操作或指令任务，并提供中间参考信息提示、帮助搜索、确定聚焦兴趣度，根据数据挖掘的中间结果进行探索式数据挖掘的操作模块，是在用户和数据挖掘系统之间通信的桥梁，是用户与系统交互的中介。

三、数据挖掘方法

数据挖掘方法的来源主要是由人工智能和机器学习的方法发展来的，结合传统的统计分析方法、模糊数学方法以及科学计算可视化技术，以数据库为研究对象，形成的数据挖掘的方法和技术。数据挖掘是数据和信息系统及其应用的学科前沿，是综合了数据库、专家系统和可视化等领域的相关技术的多学科和多种网络技术交叉结合的新领域，在商业利益的强大推动下，每年都有新的数据挖掘方法和模型的出现，数据挖掘的方法和技术可以分为六大类。

（一）关联分析（Association Analysis）。在数据处理中，随着大量数据不停的收集、存储和处理，关联规则在数据挖掘中发现大量数据项集之间有趣的关联和相互联系，因此许多业界人士对于通过关联规则从相关数据库中挖掘有用的信息，并从中组织和处理这些有用的数据是越来越感兴趣。

（二）聚类方法（Clustering Approach）。在数据处理中，按一定的规则（参照距离或相似尺寸等）将数据分成一系列相互区别的数据组或数据集，这种操作不需要用户的事先提示相关操作和背景知识而去直接挖掘、发现有意义的数据结构或数据模式的方法。

（三）决策树方法（Decision Tree Approach）。该方法是一种常用于预测模型的算法，具有信息描述简单、查找速度快的特点，适合于大规模的数据挖掘。建立决策树的过程：首先根据信息论中的信息增益寻找数据库中具有最大信息量的字段，从中找到潜在的、有价值的信息，然后建立决策树的节点，再根据字段的不同取值建立树的各个分枝，然后在每个分枝子集上分别递归上述过程，即可。

（四）神经网络方法（Neural Network Approach）。神经网络由于本身的特性适合解决数据挖掘问题，因此，近年来越来越被关注。以HEBB学习规则和MP模型为基础的模拟人脑神经元方法，建立了三大类多种神经网络模型：反馈式网络模型、前馈式网络模型和自组织网络模型。

（五）遗传算法（Genetic Algorithms）。遗传算法是模拟生物自然选择与遗传机理的（进化过程）随机的算法，由繁殖（选择）、交叉（重组）、变异（突变）三个基本算子组成的仿生全局优化方法。遗传算法所具有的特有性质已在数据挖掘中发挥了显着作用。

（六）可视化方法（Visualization Approach）。可视化方法增强人们认识能力，拓宽了传统的图表展示功能，增强了用户对数据反馈的感知度，使用户对数据的剖析更加清楚。例如，在数据库表中，将多维数据变成多种线性图形（如线图、柱图），增加直观性，使用户更好、更快速的理解和掌握，并充分揭示数据的内涵、内在本质及规律起了很大的作用。

四、数据挖掘的应用领域

数据挖掘所应用的领域非常广泛，目前，数据挖掘应用最集中的领域包括医疗保健、金融、司法、市场、零售业、制造业、工程与科学等。但每个领域又有其特定的应用问题和应用背景。

（一）医疗保健。在我过国，医疗保健行业有大量的数据需要处理。这个行业中数据挖掘最关键的任务是进行数据处理理，系统可以从大型多变的数据库中发现并整理，预测医疗保健费用。由实验室开发的解释保健数据，在定量范围内解释偏差，生成报表。

（二）金融。数据挖掘技术在金融行业中的应用不但指的是对金融事务数据的开采，能够发现某个客户、消费群体或组织的金融和商业兴趣，并且还可以融市场的变化趋势。

（三）司法。在司法方面，数据挖掘技术可应用在案件调查、诈骗监测、洗钱认证、犯罪组织分析等工作中，这将给司法工作带来巨大的收益，例如：美国财政部开发的系统，对各类金融事务进行监测，识别洗钱、诈骗等。

（四）数字城市。数据挖掘技术应用于数字城市建设中的数据整合系统是指通过对不同的数据库资源进行连接，根据需要获取不同的数据库资源的数据内容，组合形成所需要的数据资源，支持分析决策。在这种机制下，即实现了数据集市的建立，又解决了与城市信息化建设中业已建成的各种信息系统运行上独立，数据上统一的问题。

（五）制造业。制造业应用数据挖掘技术进行零部件故障诊断、资源优化、生产过程分析等。例如进行彩色扫描仪的生产过程分析。他们基于大约公司个参数建立了一个自动数据收集系统，产生了难以手工处理的大量数据，通过使用，工程师们能够对数据进行分析并对最重要的参数进行认定。

五、利用WEKA编写算法

作为数据挖掘爱好者自然要对WEKA的源代码进行分析并以及改进，努力写出自己的数据挖掘算法。我一直觉得对于机器学习算法来说，weka是很有特色的工具，算法非常多。而且还有诸如clementine之类的数据流处理工具。相比之下，clementine的算法就会失色很多。但是weka的可视化做的不好。这是它的缺点。如果在weka的基础上再做些二次开发，加强可视化的应用应该很不错。最近看到一本书叫《可视化数据》，作者竟然包装了java的图形库，自己创作出了个processing语言来做数据可视化，似乎效果不错，而且也是开源的。如果能在这个基础上做些研发应该会不错的。

六、结语

在现今社会，数据挖掘技术已经可以被应用与所有的领域和行业中。在人们生活里的各个方面几乎都可以用到数据挖掘技术数据挖掘技术不但给我们的日常生活带来了巨大的改变和影响，并且这种影响还深深的改变着我们的生活方式。

参考文献：

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[3]周黎明,邱均平.基于网络的内容分析法[J].情报学报,2005,5:594-599

[4]Lisa Sokol Data Mining in the Real World Part of the Conference on Data Mining and Knowledge Discovery:Theory.Tool,and Technology.Orlando.Florida-April,1999

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在全球，智能家电产品的研发和推出也是迭起，而随着家用电脑的普及和应用的扩展，长期留意观察IT动态的家电企业开始介入电脑制造业，一个新的时代到来了！下面我们来看看这些智能化产品吧！

1.人性十足的海尔小超人

这是海尔电脑公司在去年推出的一款智能电脑，也是国内第一台能够与人进行语言交流的电脑（如图1）。除了基本的配置以外，海尔小超人内部带有电视调谐器和视频捕捉卡，可以直接收看有线电视节目，并进行视频录制，这样你就可以把视频格式转换成数字格式存储在计算机中了，电视调谐和视频捕捉使用的是ATI公司的产品，播放质量比较好，软件控制也很方便，只是灵敏度稍逊色。

海尔小超人的精妙之处是它的智能化控制工具──海尔小超人，这是一个形如机器人的智能工具。它是将生物统计技术的最新成果融进了电脑产品设计中的完美体现。海尔小超人能够识别三个人的语音指令，并按照指令进行相应的操作。你可以随时向它询问时间，它会立刻说出当前的系统时间。不过遗憾的是，目前它可以接受的语音命令还十分有限。除了接受语言指令以外，海尔小超人还具有提醒功能。比如：当收到E-Mail时，它会通过声音、灯光及动作发出提示，以便引起你的注意；还可以预先设置时间，在该时间到来时，小超人立刻作出声音提示，同时伴有动作和灯光闪烁，提醒你去做某事，如起床、约会、上学等，并且你还可以设定开机和关机时间，令其自动执行。

2.蓝色“家电”，联想天乐

我们知道近段时间联想把“家庭数码港”的概念炒得热热火火。说到底，这款产品只是一款功能较为强大一点的PC罢了。回过头来看看这款天乐──联想蓝色家电的首发品(如图2)，你才能够真正领悟到IT技术和家电融合的理念。这款电脑是面向互联网应用而推出的简便、易用的普及型网络工具，它就像电视机、收音机一样具有即开即用、免学习、免维护等三大特点。它是专为满足中老年人用户对网络、信息服务的需求而定制设计的。

天乐将表面声波技术(TouchEasy)和全屏手写识别(ScreenWriting)融合在15英寸的显示屏上，不仅可以通过触摸实现产品的所有功能，而且可以在屏幕上书写汉字进行文字输入。其次，天乐采用嵌入式系统和小巧的一体化设计，只需一根电源线和一根电话线(或网线)，即开即用，可随时关机，并且安全可靠、维护容易，跟电视机一样，使用寿命很长。用户只要通过1个小时左右的自学，就可以使用天乐在网上随心所欲地畅游了。

另处，天乐还提供了健康顾问、网络导游、寻亲访友、生活伴侣和休闲娱乐五大方面的功能服务：专门定制的健康网站，让老年人随时拥有“私人医生”；智能秘书可以帮中老年人整理生活备忘录及提醒重大事件；幸福休闲使爱好象棋、扑克、麻将的中老年朋友时常过过瘾。老年朋友只要指指点点就可以获取他们需要的各种信息。以健康顾问为例，天乐拥有日常保健及疾病预诊系统，可以为用户进行身体情况的预诊、记录与分析。通过网站，用户可以向近百位各个科的专业医生进行咨询，获得与疾病相关的护理、保健、运动、饮食、用药等各个方面的知识。如果所在地区医院也已上网，还可以实现医院电子挂号，就诊预约等功能，这对行动不便的老人来说无疑是一大福音。

3.可穿戴的PC

美国Xybemaut已经开发出了可以穿戴的个人电脑并投放市场。名字叫XybernautMAIV(以下简称MAIV)，如图3。人们可以把MAIV当作笔记本电脑来使用，因为它本身就是一台真正的奔腾电脑。它采用了200MHz的奔腾MMXCPU，可扩充到128MB的内存，2.1GB或4.3GB的硬盘，另处还配有锂电池，操作系统为Win9×或NT。MAIV有两种显示方式，其一是头戴显示，它给人的真实感非常强烈，不过显示的图像有时会向右偏离。另一个显示单元是平板式显示，带触控功能。手腕上的键盘极难使用，只能用于输入少量文字，快发E-mail等。公正地说，XybemautMAIV还是设计得相当不错，使用起来很方便，作为第一代可穿戴电脑，这已经给人很大惊喜了，不过4995美元的售价显得极为昂贵。MAIV主要用在一些特殊场合，比如交通警察可能会使用这种装备。MAIV的缺点是稍显笨拙，穿在身上不是很舒服，再有就是很容易把电源线和显示线缆碰掉。

4.奇异的MOUSE

可接受短信息的鼠标：现在，你可以通过计算机，用comMouse鼠标来接受短信息服务(如图4)，这款最新的鼠标是第一个带有内置液晶显示屏的鼠标(鼠标与计算机通过USB端口连接)。它的使用方法是：鼠标首先被指定一个电话号码，然后链接到互联网上某个可以接受短信息的网站，当短信息到达时，它会在鼠标的液晶屏幕上显示。如果短信息到达之后，液晶屏幕会变成蓝色，并且互联网按键会激活，从而让你方便地接收短信息。

可穿戴的鼠标：在拉斯维加斯国际消费类电子产品展览会上，一款形状独特的鼠标引起了参观者的强烈兴趣(见图5)。该鼠标之特殊，在于它酷似手套，通过一个基座经由USB端口与电脑相连，在使用时把它戴在手上，五个手指的运动则通过红外线传输给基座，基座再传导给电脑，实现普通鼠标的正常功能。比如，如果你动动食指，电脑屏幕上的光标就会随之运动；如果指头在空中弹两下，便可启动程序。玩三维游戏时，调出鼠标配置文件进行各项有关设置便可。

5.“超人类语音识别”的电脑

近日，IBM表示，期望在21世纪头10年结束之前，生产出能够自动理解多达20门语言，并能识别这些语言的各种语调变化、口音及上下文环境的机器。该机器能丝毫不差地转录法律、医疗和法庭证词，被IBM称为“超人类语音识别”计划。该项目已于本年度启动，IBM方面已经制定出了整个研制过程的阶段性任务，而总体目标更加明确──使机器语音识别能力赶上并超越人类。很多年来，PC机及其更加小巧的后续产品（PDA和手机）就具备了听说功能，但是用户很少能够充分利用这些功能，这是因为还存在以下制约因素：机器在理解口音、语调变化特别是谈话的上下文环境方面还有困难(识别英语对于机器来说尤其困难)。除此之外，技术越复杂越需要大量的实验和调整，比如：通过反复听同一段声音，机器的识别能力将大为改善。

IDC预计，到2005年全球市场对电话语音处理设备的需求将达到35亿美元，为此，IBM、AT&T、朗讯和飞利浦等许多大公司都在争先恐后地进行语音识别技术研究。IBM公司的100位全职语音识别研究人员中有20名正在专门投入此项研究课题之中。他们正在着手进行音频-视频识别研究，涉及计算机视觉技术的开发，以便改善语音识别的精确度。在国家科学基金会的资助下，IBM正在和其他行业的研究人员并肩工作，试图破解长达10万小时的二战时期纳粹大屠杀幸存者的谈话录音，这些录音内容纷繁多变，充满各种方言，感情起伏，语调跌宕，还夹杂着各种不同语言。

6.独特的电子视窗眼镜

我们生活在一个充满秘密的世界。理所当然的，对那些关心自己的秘密的人来说，一种新型仪器──可以保留个人隐私的电子视窗眼镜成为热点就不足为奇了。假设你在公共场合用笔记本电脑浏览互联网，还不得不撑起前臂来遮挡过大的笔记本电脑的显示屏幕，来防备在飞机靠背或者火车上的偷窥的眼睛，是不是觉得很累呀。现在，电子视窗眼镜的独特的显示方法能帮助你防范这种状况的发生(如图6)。

电子视窗眼镜是个液晶显示的数控系统，它是个人显示仪器的一个突破，能够在任何地方提供虚拟的大屏幕高分辨率观看效果。当距离1英寸(2.54厘米)观看时，能够产生奇特的虚拟效果，让你以为5是在距离2.5英尺(76.2厘米)的地方观看19英寸(48厘米)的高分辨率大屏幕台式显示器。电子视窗眼镜目前有两款提供给顾客选择：一种是3430(单镜片显示仪器)，能够很好地手持观看；另一种是2420(双镜片显示仪器)，可以戴在头上观看。如果你显示时色彩比较单一(例如在制表格时)，它可以自动减少电量的消耗，起到节能的效果。

智能化电器产品

现在智能技术已经可以模拟人的智能和思维过程，在家电智能工作和参数调节等方面，实现了自动化、简单化。

1.用于语音控制的带话筒耳机

东芝于2002年1月8日宣布，该公司利用蓝牙规格的无线通信和语音识别技术，开发出通过语音控制家电产品的头戴式带话筒耳机(HeadSet，如图7)，其中配备了语音识别芯片和无线模块等。该公司计划在2002年内实现产品化，并且在配备语音识别引擎和语音合成引擎蓝牙模块、天线、内存以及锂离子电池等的状态下，使产品的重量限制在100g以内。

该产品可以用于：(1)利用语音识别引擎将用户的语音转换为指令，从而无须用手便可操作个人电脑和家电产品；(2)以语音方式听个人电脑/家电发送的文本数据；(3)听个人电脑以及AV家电等通过蓝牙方式无线发送过来的音乐数据；(4)在博物馆及美术馆等用作语音向导设备等。

2.网络数字冰箱和半导体冰箱

按道理说，冰箱之类的家电无论如何和电脑、智能化扯不上关系，不过美菱的新产品却意味着家电产业的智能化时代在逐渐向我们走来：美菱继推出纳米技术的冰箱后，又成功推出网络数字冰箱和半导体冰箱。美菱网络数字冰箱采用嵌入式主板，以Linux操作系统为基础，进行智能化设计，通过条码阅读器或TFT液晶触摸屏输入存储食品的种类、数量和保质期等数据，由系统进行记录、存贮，并在食物过期以前进行语音提示，同时可以通过屏幕显示冰箱中贮存的食物信息。另外，系统还存储了大量的实用菜谱，供用户随时参考或阅读。该冰箱通过互联网与超级市场相连，超市则可以通过网上购物系统及时了解用户需要，提供配送服务的超市可随时实现食物配送。这种未来型冰箱将大大方便用户，使生活真正进入数字时代。

3.阅读条形码的微波炉

三星公司推出的这种微波炉可以通过微波炉前面的嵌入式扫描机，阅读从扫描机前通过的包装食品上的条形码，然后，该微波炉根据条形码自动调整它的设置和烹调时间，以达到最佳烹调效果。与计算机相连时，该微波炉还具有与因特网联网的能力，以获取新的食品信息及各种食品最佳制备程序。

4.智能彩电

市场上的乐华智慧通和海信喜盈门系列彩电均已实现了操作规程自动化、智能化，首次开机自动搜台存台。该系列彩电插上电源和天线，按下电源开关，电视机就开始自动搜索信号，几分钟就可自动完成。自动控制频道转换有了这个功能，你可预先把好看的节目和频道输入电视机，到时候机器就会自动转到预设的频道。

5.智能音响

家庭影院在操作、音响参数的调节以及音箱位置的摆放等方面比较复杂。智能化音响的出现，使音响使用变得简单、方便。智能化音响一般都有四路以上的输入转换，以前都是靠人工操作来选择。智能化音响的智能传感器、控制器，自动识别并选择输入的音、视频信号源，免去了人工操作。音响参数调节智能化同一套AV音响系统，由于使用者水平的差异，调出的音响效果也会大相径庭。而智能化音响的AV功放则可以避免这个问题，它根据听音者所处的位置，自动精确调节各声道音量的比例，使各声道处于最佳工作状态，提供最佳的听音效果。

6.不用钥匙的锁

用钥匙开门是自古以来的老传统，而数字化和电子科技为人们扔掉钥匙创造了条件，安全的电子门锁将逐渐进入家庭。

组合键板电子锁

这种电子锁在门闩上部提供一个数字键板，锁门时只要触摸一下键板上的Lock按钮，门闩就会上锁。开门时只要在键板上输入4～8个选择的数字，门闩就会自动打开。当允许邻居、清洁工或其他人进入家园时可以设定第2个临时组合代码。连续输入3个不正确的组合码，会自动出现报警的声音。

可编程防盗键板

这是一种防盗内外双键板，外部装有标准尺寸钢质键板，内部也装有一个键板。两个键板以电缆相通。即使外部键板遭到破坏，也无法进入门内。可编程功能能够提供1亿种以上的组合码，56个用户代码，3种输出方式。

家庭和办公室通用遥控电子锁

这种电子锁可以在家庭和办公室通用，而不必在原来门锁位置安装，不用钻新的洞眼，也可以用普通钥匙手工开门。它可以识别30多个遥控器，所以可以用于办公室的多用户环境。

魔术加锁包

魔术加锁包可以协助现有门锁成为电子门锁的部件，所以相对便宜。它包含电子信息阅读器和称为iButton的可以放在钥匙圈中的感应电子“钥匙”。“钥匙”是特殊的记忆装置，包含可以被感应阅读的独特的无重复序列号，支持多用户。这种系统的好处是可以跟踪进入者，因为每一把钥匙的密码是独特的，可做到“不同的钥匙开一把锁”。由于阅读器内部具有时钟系统，所以能跟踪入门者进入的时间，具有很高安全性。

7.万能遥控器X10

几乎每一个人都有使用电视遥控器的经验，那么能否利用一个遥控器控制灯光、温度、窗帘、门锁以及任何电器？苏格兰Pico电子公司生产的X10(电线载波技术)就是这样一种万能遥控器。利用它可以在床上打开或关闭房子内的所有灯具或者吓跑非法闯入者，不用起身就可以开门迎客，可以定时定位自动地打开或关闭灯具，调节温度，打开音响等。只要在附近的电源插座上加进指示灯和器件模块，就可以从家中任何地方由X10控制器、计算机接口甚至由电话（通过电话脉冲应答器）控制它们。只要用适当的X10开关代替连线开关，开关就具有遥控能力。

娱乐类电子数码产品

1.机器狗

2001年末，日本索尼公司宣布推出了名为“爱宝”(AIBO，即AI人工智能)的机器小狗(见图8和图9)，这是索尼公司推出的第三代机器狗，它的外形酷似“终结者”电影中的施瓦辛格。“爱宝”有18个电机，也称为18个自由度，这使得爱宝不仅能走动，而且能完成坐、伸展等动作，摔倒后还可以站起来、可以用腹部爬行，还可以像真的小狗一样玩耍。“爱宝”的传感器与人的感知器官相对应，用于感知周边环境和与人交流。“爱宝”的头上有触觉传感器，你可以轻轻拍一拍它，表示友好。“爱宝”利用两个麦克风聆听周围的声音，在遥控模式下可以通过声音对它下命令。此外，我国海尔公司也推出了一种机器狗，它可以摇头摆尾，眼睛发光，“唱”几首流行歌曲。这种新“家电”产品不久将投入市场。

2.足球机器人

篇7

糖尿病及其慢性并发症如糖尿病肾病、心脑血管疾病对患者个人、家庭及社会造成了巨大的负担。据统计，在糖尿病并发症出现之前，仅糖尿病的医疗管理支出就占了中国国民卫生支出的8.5%。因此，为了降低糖尿病及其并发症的发生风险，减轻其带来的巨大危害和沉重负担，单纯的诊断及治疗还不够，全面综合的糖尿病患者健康管理极其重要。通过有效、全程的糖尿病管理可以降低糖尿病及其并发症发生风险。因此，理想的糖尿病管理模式在糖尿病及其并发症的防治中起着十分重要的作用。

1国内糖尿病管理模式类型及优劣

糖尿病管理是指医护人员为糖尿病患者提供全面性、连续性、针对性以及主动性的健康管理工作，从而延缓糖尿病病情进展，减少糖尿病并发症的发生及其危害，最终达到延长糖尿病患者生存时间及提高生存质量的目的。随着糖尿病管理经验的积累及信息技术的发展，糖尿病管理模式越来越多，但最终目标仍是改善患者的血糖控制及临床结局。相对而言，国外糖尿病管理更加成熟，国外糖尿病管理模式主要包括社区管理模式、保险公司与医疗机构相结合管理模式、社区与家庭混合管理模式。另外国外糖尿病管理模式较早地融合了以信息技术为基础的方式如智能手机、移动医疗、人工智能、远程医疗等。国内糖尿病管理研究起步较晚，早期重视程度不足。目前国内糖尿病管理模式主要有以下几种类型，每种管理模式均有其优点及不足。1.1医院管理模式以医院为中心的管理模式是目前国内十分常见的糖尿病管理模式，这种管理模式是以内分泌代谢科作为糖尿病管理的主要执行者，部分医院的心内科、神经内科、眼科、肾内科等与糖尿病慢性并发症相关的临床科室也会参与糖尿病管理。

1.1.1模式内容以医院为中心的糖尿病管理模式

主要在医院进行，更多的是以糖尿病诊断及治疗为主，部分医院会给患者建立糖尿病管理档案。管理形式包括医生、护理人员在患者住院期间和门诊期间进行糖尿病相关知识的普及教育；此外，也有在门诊和病房发放糖尿病相关知识的宣传资料进行教育。随着微信的普及，目前很多医院内分泌科或医生个人通过微信公众号作为平台对糖尿病患者进行管理和教育，这对改善糖尿病的管理也有一定的促进作用，例如微信公众号“上海市糖尿病临床医学中心”“武汉协和医院内分泌科”及内分泌科医生的个人公众号如“糖甲大院”“内分泌科孙连增医生”等会不定期推送糖尿病相关的健康科普知识，对完善糖尿病管理具有一定的作用。

1.1.2模式优点以医院为中心的糖尿病管理模式

的优点是三级医院的医务人员糖尿病防诊治方面的专业水平高，专业知识全面、扎实，糖尿病患者在住院和门诊所获得的糖尿病相关知识比较全面、科学、权威，因此，规范化的医院糖尿病管理模式一定程度上提高了糖尿病患者的血糖、血压、血脂达标率，也提高了患者对糖尿病多种危险因素的认识及重视。

1.1.3模式缺点医院管理模式的缺点也比较明显。

由于三级医院医生接诊患者多、工作繁忙，因此医生和患者接触时间短，医生一般只能讲解糖尿病诊治原则，而缺乏系统、具体、有针对性的教育。此外，很多患者在住院期间血糖控制比较理想，但出院后血糖控制变差，长期血糖控制并不理想。造成这个现象的主要原因是因为三级医院的医务人员平时工作量大，除了糖尿病以外，还有其他疑难病例和危重病例需要处理，三级医院的医生没有足够的精力对出院患者进行出院后指导，虽然部分三级医院会对出院后糖尿病患者进行随访，并提醒患者定期复诊，但三级医院医务人员本身有大量的临床工作要完成，很难做到长期随访及管理患者，例如患者出院后生活方式和降糖方案常缺乏相应调整，导致糖尿病管理长期效果不佳。

1.2社区管理模式随着我国城镇化进程的加速，以社区为中心的糖尿病管理模式在糖尿病及其并发症的防治中起着十分重要的作用。社区糖尿病管理属于糖尿病基层管理，主要以社区卫生服务中心和乡镇卫生院作为基地对糖尿病患者进行管理，这种模式有助于实现对糖尿病患者的长期、持续管理，因此社区管理模式是近年国家重点推广的慢性疾病管理模式。目前，我国多数地区成立了社区卫生服务中心，糖尿病管理是社区卫生服务中心的工作重点之一。

1.2.1模式内容目前社区糖尿病管理常由全科医生及社区护士执行。部分地区建立了社区卫生服务中心全科医生与糖尿病患者签约管理，这样的形式有助于优化糖尿病管理，患者依从性高，血糖控制更加理想。社区卫生服务中心糖尿病管理团队以社区为中心，不定期进行糖尿病科普知识的宣传及示范教育。社区卫生服务中心糖尿病管理模式灵活机动，可以在社区进行糖尿病及并发症的筛查，为糖尿病患者建立居民健康档案，纳入社区慢病管理；患者病情需要时社区卫生服务中心人员还可上门随访，进行一对一糖尿病教育，从而进一步提高糖尿病患者的自我管理能力。另外，糖尿病自我管理小组模式本质上仍然属于社区管理模式的一种，因为这种管理模式仍需要社区卫生服务中心的医务人员作为主体参与并指导患者。

1.2.2模式优点因为社区卫生服务中心工作重点是慢病管理，所以糖尿病管理也是其工作重点之一，可以做到对糖尿病患者的定期随访，通过每次随访可以对患者进行糖尿病相关知识如饮食、运动等的宣教。因此以社区为中心的糖尿病管理模式患者依从性高、失访率低，有助于患者病情的长期控制。另外，因为社区卫生服务中心属于属地管理，糖尿病患者到社区卫生服务中心接受服务更加方便快捷。

1.2.3模式缺点社区糖尿病管理模式的主要缺点是社区卫生服务中心医务人员专业技术水平偏低，糖尿病患者对其信任度较低，有时难以达到预期的效果。近期，中华医学会糖尿病学分会与国家基层糖尿病防治管理办公室联合在2018年了首个指导基层社区医务人员的糖尿病管理指南—《国家基层糖尿病防治管理指南（2018）》，目前还在全国基层医院进行推广中，对培训合格的社区糖尿病管理医务人员大有裨益。此外，社区卫生服务中心的慢病管理除了糖尿病以外，还有其他慢病如高血压等需要管理，故难以集中全部精力用于糖尿病的管理。

1.3“医院-社区一体化”管理模式

1.3.1模式内容随着糖尿病管理模式的优化，近年出现了“医院-社区一体化”糖尿病管理模式。上海市第六人民医院在国内较早开始了“医院-社区一体化”糖尿病管理模式的探索，并取得了一定的效果。“医院-社区一体化”糖尿病管理模式指三级医院与社区卫生服务中心协同合作进行糖尿病的管理，主要包括双向转诊模式和医联体模式。双向转诊模式是指三级医院和社区卫生服务中心之间开通双向转诊通道，经过三级医院诊疗且病情稳定的糖尿病患者可以转入社区卫生服务中心，由社区卫生服务中心对患者进行管理、随访，疑难、危重、病情不稳定的糖尿病患者则转入三级医院诊治。医联体模式是指三级医院和多个社区卫生服务中心组成具有紧密联系的联合体，三级医院提供医疗专业技术指导，负责对社区卫生服务中心医生团队进行专业培训，提高社区卫生服务中心医护人员对糖尿病的诊断、治疗及随访管理能力；同时三级医院内分泌科专家在社区开设专家门诊，为社区患者提供优质的诊疗服务。此外，社区卫生服务中心医务人员也可以进入三级医院进修、学习，进一步提高糖尿病诊疗水平。目前提出的“疾控中心-综合医院-社区卫生服务中心”糖尿病一体化管理模式虽然加入了疾病预防控制中心负责总的技术方案的设计和质控，但其核心仍然是“医院-社区一体化”管理。

1.3.2模式优点“医院-社区一体化”管理模式有机融合了以医院为中心和以社区为中心两种糖尿病管理模式的优点，符合我国目前医疗卫生现状，是预防和控制糖尿病的有效选择。“医院-社区一体化”管理模式充分利用医院及社区的现有资源，在一定程度上减少了单一模式的不足；此外，这种模式还利于节约医疗资源，病情稳定患者可以在社区卫生服务中心解决糖尿病诊疗问题，从而使社区卫生服务中心的医疗资源得到充分利用，而三级医院的医疗资源可更多地用于疑难及危重糖尿病患者；另外，“医院-社区一体化”管理模式也方便患者尤其是疑难及危重患者到三级医院就诊。三级医院医疗资源紧缺，挂号难、住院难普遍存在，“医院-社区一体化”双向转诊模式方便了患者到三级医院就诊，而患者病情稳定后又可以回到社区进行治疗和管理。因此，“医院-社区一体化”管理模式是将慢性病的预防、治疗、康复等多个环节有机整合的一体化管理新型医疗模式，具有先进性、科学性的特点，可以实现对糖尿病患者的长期有效管理。

1.3.3模式缺点“医院-社区一体化”管理模式的缺点主要是从三级医院向社区卫生服务中心转诊患者少。因为市场化等原因，三级医院需要通过市场化手段维持医院的运转，因此缺乏将患者转诊的动力，并希望有更多的患者来三级医院就诊以增加医院收入，从而产生一种“虹吸效应”，这会使社区卫生服务中心的医疗资源出现一定程度的闲置和浪费。

1.4信息技术辅助的管理模式

1.4.1模式内容无论是以医院或社区为中心的管理模式，还是“医院-社区一体化”糖尿病管理模式，均需投入大量的人力和物力，且效率低下。因此随着信息技术的发展，以信息技术为辅助的糖尿病管理模式越来越多。目前以智能手机、平板电脑、电脑等作为终端，结合短信、电话、微信平台、糖尿病相关APP、可穿戴或无线智能装备、互联网平台、血糖监测系统、糖尿病诊疗系统、互联网诊疗等信息技术的糖尿病管理模式日益增多，也取得了明显的效果。例如，王素梅等利用微信平台对超重和肥胖糖尿病患者进行健康管理，发现利用微信平台进行管理可以有效改善糖尿病患者的血糖及血脂水平。

目前，三级医院及社区卫生服务中心均开始采用信息技术辅助的糖尿病管理模式以更加高效、有效地管理糖尿病患者，并取得了良好效果。此外，移动APP和微信具有互动功能，可以更加及时有效地管理糖尿病患者。例如，受国家重点研发计划“糖尿病防诊治协同服务模式与传播体系研究及示范应用（2018YFC1314900）”资助完成的“糖仁医”APP便具有互动功能，为糖尿病信息化管理提供了比较好的解决方案。糖尿病患者除可以从“糖仁医”APP中获得糖尿病相关知识外，还可获得个体化的糖尿病饮食和运动方面的建议；此外，“糖仁医”APP还可以实现患者和医生间的互动，患者如果有问题可以及时咨询医生获得指导，从而减少了患者到医院的就诊次数，最终也有利于患者的血糖管理。

1.4.2模式优点信息技术辅助的糖尿病管理模式更加迅速、便捷、高效，覆盖面更广，可以更加方便地存储糖尿病患者的病情及随访信息，而且储存的信息量大。因此，这种糖尿病管理模式有利于合理分配医疗资源、缓解医疗资源分配不均、提高糖尿病诊疗效率、弥补糖尿病健康管理水平不足等问题，最终有利于患者的血糖控制及降低糖尿病并发症的发生风险。例如，闫朝霞等对河南大学第一附属医院内分泌科就诊的青中年2型糖尿病患者采用三级综合医院糖尿病教育门诊智慧医疗云管理平台进行管理，发现患者的血糖控制及自我管理能力均明显改善。

1.4.3模式缺点信息技术辅助的糖尿病管理模式也存在部分缺点，例如，使用手机APP、移动医疗等需要一定的知识及技能，年龄大、文化程度低的糖尿病患者使用起来存在一定的困难。所以，使用手机APP等信息技术辅助的糖尿病管理模式主要以文化程度高的患者居多。例如，王淇等应用移动终端APP进行糖尿病管理，发现初中文化程度的使用者占7.6%，小学及以下文化程度使用者占1.5%，但大专及以上文化程度者则占37.9%。另外，患者信息保护以及信息相关产品的质量保证也是一个巨大的挑战，因此需要相应的网络安全措施来保护患者的隐私及信息安全；同时也需要制定相应的法律法规来防止不良从业人员利用信息相关媒介来传播错误信息并兜售假冒伪劣产品。

2目前国内糖尿病管理模式存在的问题及思考糖尿病管理包括糖尿病教育管理、饮食管理、运动管理、血糖监测、用药管理、心理指导等多个方面的综合管理。教育管理是糖尿病管理的关键环节，也是糖尿病管理能否有效实施的重要前提。考虑到糖尿病发病率的逐年递增及严重的危害性，糖尿病的教育管理不仅应涉及患者本人，也应包括患者家属、糖尿病高危人群、糖尿病相关医护人员，甚至全体社会人员。此外，目前国内的医疗支出偏重于临床诊断及治疗，对糖尿病预防重视不足，而且医疗资源分布不均，地区间、城乡间基本医疗卫生能力和健康服务水平差异较大。因此，通过糖尿病教育管理一方面可以提高糖尿病相关医护人员的专业素质，另外一方面通过加强全民健康教育可以全面提高对糖尿病的认识，提升全民健康素质。只有通过全面的糖尿病相关知识的教育，才能让全社会认识到糖尿病的重大危害，进而在全国范围内提高糖尿病管理的规范化和同质化，从而达到降低糖尿病及其慢性并发症发生率、减少糖尿病相关医疗支出等最终目的。目前国内糖尿病管理模式众多、形式多样，虽然“医院-社区一体化”和信息技术辅助的糖尿病管理模式是目前较好的管理模式，但是总体而言，目前国内糖尿病管理模式存在的问题较多，一定程度上影响了国内糖尿病的整体控制水平及质量。

第一，目前糖尿病管理模式众多，每个地区甚至每个医院均有自己独立的糖尿病管理体系和平台，缺乏统一的标准，因此，统一化、标准化的糖尿病管理模式亟待建立；第二，许多糖尿病管理模式流于形式，也缺乏对糖尿病及其慢性并发症的防治效果的临床验证，目前许多糖尿病管理模式只在小样本人群中试用，故对糖尿病管理的效果存疑；第三，各种糖尿病管理模式的安全性问题亟待解决，目前糖尿病管理模式或多或少地融合了信息化的技术手段，糖尿病管理系统中储存了大量糖尿病患者的个人信息，因此，信息的安全性保证十分重要，但目前多数的糖尿病管理模式尚未找到信息安全的解决之道；最后，糖尿病管理模式的易用性有待进一步提高。由于目前许多糖尿病管理模式涉及互联网、信息化等技术，因此对糖尿病患者认知能力及学习能力的要求越来越高。但目前中国老年糖尿病患者比例高，而文化程度高的糖尿病患者比例低，导致许多糖尿病患者无法便捷、熟悉地使用糖尿病管理软件、平台等，因此发展适合大多数糖尿病患者、简单易用且有效的糖尿病管理模式尤为关键。

3推广标准化的信息技术辅助的“医院-社区一体化”管理模式

优质、有效的糖尿病管理模式首先是可以将糖尿病管理对象范围扩大，不仅是管理糖尿病患者，而且应扩展至对糖尿病高危人群甚至全民进行健康管理。另外，通过新型糖尿病管理模式应该将糖尿病的防治从“治已病”的被动状态转变为“治未病”的主动状态，注重糖尿病的诊疗向预防为主、防治结合转变，实现关口前移，建立预防为主、早期诊断的糖尿病服务体系，这样才能最终有效降低糖尿病发病率。因此，理想的糖尿病管理模式应以预防和控制为主，结合线上和线下，争取做到早诊断、早治疗，以最终降低糖尿病发生风险及其致死、致残风险。

篇8

卢旺盛教授的这一观点，引起了记者的高度关注。沙龙活动结束后，本刊记者就这一核心观点和其他神经外科的热点话题，深入采访了卢旺盛主任。

复合手术治疗

颅内动脉瘤优势显著

据记者了解，颅内动脉瘤多为发生在颅内动脉管壁上的异常膨出，是造成蛛网膜下腔出血的首位病因。在脑血管意外事件中，颅内动脉瘤出血是仅次于脑血栓和高血压脑出血的脑血管意外。由于其病变位于颅内，手术治疗中发生的任何问题都将对病人产生巨大影响。

一直从事神经外科临床一线工作、开展过大量颅内动脉瘤手术的卢旺盛主任谈及此话题时首先介绍说：“颅内动脉瘤的发病率远比人们想象的高，据统计约为0.7%至7.9%。这种疾病可以发生于任何年龄，但大多发生在40至60岁之间。颅内动脉瘤一旦破裂出血，致死致残率极高，首次出血病死率高达35%，再次出血病死率则达55%，幸存者亦多有残疾。同时，由于颅内动脉瘤在破裂出血之前，90%的病人没有明显的症状和体征，只有极少数病人因动脉瘤影响到邻近神经或脑部结构而产生特殊的表现。因此，生活中极易被患者忽视，从而错过最佳救治时间。”

“鉴于上述情况，”卢旺盛教授继续说，“对于有手术适应证的颅内动脉瘤应积极干预这一点，已在业内获得广泛认可。”他进一步介绍说：“在手术治疗方面，颅内动脉瘤主要有开颅夹闭和介入治疗两种方式，二者各有优缺点。颅内动脉瘤的手术属于难度较大的手术之一，手术中也会出现各种各样的并发症，并不是绝对安全。”卢旺盛教授还强调，“关于这一点，医生一定要让家属有一个清晰的了解，并在术前取得家属的理解。”

卢旺盛教授继续阐述说：“颅内动脉瘤的手术并发症主要包括：术中破裂出血，造成脑出血，脑血管痉挛或脑血管分支闭塞，造成脑缺血，这就比如一枚硬币的两面，另外就是有部分病例可能会有复发。那么如何避免这些问题的发生呢？结合外科手术和介入治疗这两种手术的优势是最佳选择之一――这就是我们常说的‘复合手术’。”

卢旺盛教授接着介绍说，“颅内动脉瘤复合手术的优势包括：外科手术为介入手术提供通路、保驾护航；介入手术为外科手术控制血供、无血手术创造可能性；同时提供术中实时影像学评估，指导手术。我们有理由相信这种先进的理念与先进的外科技术将给更多的病人带来福音，也给脑血管病专家提供更好的辅助手段，它将在一段时间内引领颅内复杂动脉瘤比如血泡样动脉瘤、巨大动脉瘤、蛇形动脉瘤，多分叶动脉瘤治疗的创新思维模式。这种优势在神经外科领域越来越受到重视，为复杂性脑血管病的治疗开创了新的思维方式，大大地提高了手术质量，而手术风险则明显降低；除复杂颅内动脉瘤外，治疗高分级脑动静脉畸形、慢性闭塞性缺血性脑血管病、颈动脉体瘤、颅内富血运肿瘤等疾病优势也很明显。”

多位专家力推

颅内动脉瘤复合手术

谈到刚刚结束的“京津冀颅内动脉瘤青年医师沙龙”活动时，担任本次会议执行主席的卢旺盛教授首先说，这个学术沙龙简称“3J颅内动脉瘤青年医师沙龙”。“3J”即代表京津冀。当前，京津冀三地正在实施经济一体化战略，而医疗也存在同样的发展趋势。三地在医疗方面的合作有很高的互补性，必将迎来医疗行业的迅猛发展。本次沙龙活动开幕当天，来自京津冀三地的老中青专家齐聚一堂，共同就颅内动脉瘤的治疗现状及发展趋势进行了热烈的讨论。

据卢旺盛教授介绍，在沙龙活动上，来自首都医科大学天坛医院神经介入科的吴中学教授在阐述颅内动脉瘤复合手术的学科背景时介绍说，英国牛津大学一项研究发表在2014年10月的Lancet，结果表明，血管内介入治疗有效且具有稳定性，这在治疗1年后即可显现，在随访第10年仍然维持。在最长18年的随访中，原动脉瘤再次破裂出血和死亡的风险很小，临床实践正在逐渐改变破裂动脉瘤患者的治疗方式。至少在英国，目前已有85%的患者接受血管内介入治疗。

首都医科大学宣武医院神经外科的李桂林教授则强调，在颅内动脉瘤的治疗中，复合手术室就是将数字减影血管造影机安装在常规外科手术室――洁净手术室内，以满足医务人员联合为患者同时进行常规外科手术和介入手术――即复合手术室Hybrid Operating Room，也称为杂交手术――的要求。复合手术室实现了介入医学、外科医学和影像诊断学技术的完美结合。它将传统的外科手术室和介入治疗室有效地整合在一起，实现了多学科同步联合的最佳治疗方式。介入治疗和外科手术同步进行，可以避免患者在手术室与导管室之间转运的风险，降低患者损伤程度，缩短患者住院时间，提高医院的医疗效率、医疗质量和患者的生存率。复合手术室开展的手术类型涉及心血管外科、血管外科和神经外科等临床领域，目前在心血管外科和血管外科开展相对较早较好，而在神经外科开展相对较慢，这主要与前者的手术量较大、相关设备投入较多，而后者从业人员的观点相对滞后有关，这与这几个学科的发展基本是同步的。

来自天津市第一中心医院神经外科的常斌鸽教授指出，复合手术的优势在神经外科领域越来越受到重视，为复杂性脑血管病的治疗开创了新的思维方式，大大地提高了手术质量，而手术风险则明显地降低，尤其是对一些复杂颅内动脉瘤、高分级脑动静脉畸形、慢性闭塞性缺血性脑血管病、颈动脉体瘤、颅内富血运肿瘤等疾病，优势较为明显。复合手术在神经外科必将大有可为。

河北医科大学附属人民医院神经外科的吕彦锋教授认为，复合手术的优势包括：外科手术为介入手术提供通路、保驾护航；介入手术为外科手术控制血供、无血手术创造可能性；同时提供术中实时影像学评估，指导手术。我们有理由相信，这种先进的理念与先进的外科技术将给更多的病人带来福音，也给脑血管病专家提供更好的辅助手段，它将在一段时间内引领颅内复杂动脉瘤比如血泡样动脉瘤、巨大动脉瘤、蛇形动脉瘤、多分叶动脉瘤治疗的创新思维模式。

北京大兴医院神经外科主任赵保钢在发言中也表示，基层医院、基层医生其实面临颅内动脉瘤这类患者很多，但如何保证这类患者得到最优的治疗是一件值得思考的事情，对于复合手术在处理颅内动脉瘤的优势是可见的，但作为基层医院，建立一个这样的复合手术室存在成本太高的问题，而复合手术平台可能是一种当前形势下最可行的解决方案。

另据记者了解，卢旺盛教授就职的天坛普华医院的复合手术平台是亚太地区第一家顶级手术平台。在本次沙龙活动中，卢旺盛教授在发言时，系统、全面地阐述了复合手术在颅内动脉瘤领域的治疗优势之后，着重介绍了该医院利用复合手术平台的临床经验。他坦陈：“我院的复合手术平台的确不同于一般医院的复合手术室。它不仅对所有相关专家完全开放，还为需要进行复合手术的病人提供了最佳的设备保障和最佳的服务品质。我们医院的复合手术平台由天坛普华医院与GE公司共同打造。截至2015年年底，我们已经在此平台上完成了各类介入手术131例、共计20多种手术；其中部分手术由外院专家来院主持完成。从当前运行的状况来看，这个平台是非常安全有效的。它能够保证患者获得良好的医疗质量，同时结合普华团队各方面的努力，也能使患者达到较高的满意度。这个手术平台中的IGS 730，无疑是数字减影血管造影机行业中的佼佼者，而且我认为具有划时代的意义。它因“预设轨迹，精确移动，优质影像与精确移动完美结合”的特点，而被称为“移动机器人血管机”。它引领介入从二维导航时代进入三维导航时代，其优良特性可以从以下三个方面来概括：简单――各科室多源影像直接引导手术；精确――多源三维融合影像术中实时精确指导手术；便捷――床旁或控制室操控一键完成。另外它还具有超大孔径C臂、最佳成像质量的高清CT、彩色血流评估、多模态影像融合中心等特点。这些特点均为高端复合手术平台的功能实现提供强力支持，保证手术更有效、更安全、更便捷地完成。

机器人辅助外科手术将迅疾发展

前不久，机器人AlphaGo在与韩国围棋棋手李世石之间展开的围棋人机大战中取得胜利这一事件，在社会各领域引发了高度关注；而与此同时，机器人在各医学科室手术中的应用也越来越广泛，使用机器人辅助的手术在多方面具有明显优势。

此外，卢旺盛教授不仅多次参与国家“863”计划“血管介入手术机器人关键技术与实验系统研究”等多项研究并获得国家科技进步奖，同时，他参与开展“便携式机器人应用于血管介入手术的关键技术研究”又荣获了军队科技进步二等奖；而且在以往的临床工作中，卢旺盛教授还曾在多个病例的治疗中使用机器人付诸手术。因此，记者希望他能够结合自身的科研和临床实践，谈一下手术中使用机器人的心得体会以及机器人辅助相比纯人工操作的优势和劣势。

对此话题，卢旺盛教授首先表示：“近年来机器人技术在医疗外科中取得了迅速的发展。计算机技术与远程通讯技术的发展促进了远程医学的发展，它的优势在于突破了常规手术的空间限制，增强了医疗专家的能力辐射，从而更好地服务患者。”

卢旺盛教授继续介绍说：“目前，血管介入手术已经成为医学的第三大支柱，并成为微创外科的代表，但也存在明显缺陷，如暴露在射线环境、人手操作不稳定和医生疲劳等各方面的不足。为减少这些缺陷，将机器人技术引入血管介入手术是必需的，而且机器人技术的进步也使其成为可能。我们正是在此基础上申请到国家‘863’计划的支持，经历长达10年的研究工作，最后成功地应用于临床，从整个系统上看，基本上达到减少医生接受辐射的初步目的，同时通过操纵手可完全掌控导管运动，减少了人手震颤的影响，同时在图像导航加强基础上方便了介入操作，缩短手术时间，为提高手术质量创下有利条件，但本系统还有一些不足，有待下一步继续研究并完善。”

卢旺盛教授认为：“机器人AlphaGo在围棋人机大战中取得胜利这一事实，虽然不能说机器人在人机大战中已经取得全面的胜利，但这表明人工智能、机器人时代离我们已经不远，因为AlphaGo背后显示的是深度神经网络的成熟，有着广泛应用前景，我们相信随着时间的推移，机器人技术、人工智能技术在医疗外科中会取得更为迅速的发展。”

记者还了解到，天坛普华医院从天坛医院国际部发展而来，神经内外科是医院的发展重点，介入科也应运而生。因此在采访中，作为天坛普华医院介入科主任，卢旺盛教授提及该科室的发展现状、未来规划，以及在人才培养方面的规划时谦逊地表示：“就整体而言，我们介入科的发展现状还处于初级阶段，但这正是我们发展的动力。借助天坛医院的神经学科优势，我们将发展的重点放在了神经介入领域，同时兼顾向其他专业拓展，主要包括：立体定向微创治疗、机器人外科、肿瘤介入等方面，以后的科室重点方向将定位于微创外科。在人才培养方面，我们希望广泛联合其他专家的力量，包括京津冀三地医学专家，借助三到五年的时间，打造一支精英骨干队伍，借助互联网的优势，顺应时代的需求，打造一个开放的复合手术平台，更好地为更多的患者提供优质医疗服务。”

采访到最后，话题又回到了刚刚闭幕的“3J颅内动脉瘤青年医师沙龙”活动上。作为这个沙龙的执行主席，卢旺盛主任最后展望说：“目前，京津冀三地在实施经济一体化的战略过程中，医疗行业无疑也存在同样的发展趋势。缘于此，京津冀三地在医疗方面的合作将会有很高、很多的互补性，它将在国家的宏观政策上迎来医疗合作发展的春天。所以，我们将持续高举京津冀一体化旗帜，联合三地的医疗力量，以颅内动脉瘤的治疗为核心话题，共同就脑血管病的治疗持续地举办青年医师沙龙，以期形成自己独特的影响力！”

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关键词：机电一体化；核心技术；机械工业；传感器技术

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0080-02

随着我国计算机技术、网络技术和微电子技术的快速发展，其应用越来越广泛，尤其是在机械工业中，机电一体化技术得到了大规模使用，该技术的诞生、普及应用为机械工业的生产方式、技术架构和管理方式都带来了重大的改变，目前，机械工业生产应用已经从原来的“机械电气化”发展到了“机电一体化”。

1 机电一体化的核心技术

机电一体化又被称为机械电子学，是把计算机技术、微电子技机械技术、信息技术、传感器技术、电工电子技术等融合在一起的一种新兴科学技术。通过几十年的发展，机电一体化已经具备自身体系，并且随着科技的不断发展，其内容还在不断的更新和丰富。从系统观点出发，机电一体技术有机集成了计算机技术、信息化技术、自动化技术、微电子技术和嵌入式编程技术等诸多技术学科，其针对机械工业各个功能单元进行合理配置，以优化系统功能为基本目标，实现了高质量、低能耗和可靠性较高的机电一体化产品。

1.1 机械本体技术

对于机电一体化技术来讲，其本体技术是机械技术，其核心是采用高新技术对机械技术进行概念更新，实现机电一体化技术的有机统一。机械本体技术从减轻质量、改善性能、提高精度等方面入手，有效实现材料、性能的变更，从而真正实现体积缩小、重量减轻、刚精度提高和性能完善等要求。机械本体的重量减轻是驱动系统实现小型化的基础，为改进控制功能提供保障，不仅有效提高功率，而且帮助减少能量的消耗。

1.2 信息处理技术

机电一体化和信息处理设备的应用普及以及微电子学的发展进步密不可分。只有提高信息处理设备的可靠性、分时处理的输出入可靠性和模/数转换设备的可靠性，妥善解决标准化和抗干扰问题，提升处理速度，才能促进机电一体化的快速发展。

1.3 传感技术

传感器存在有待提高精确度、可靠性和灵敏度等方面的问题，由于提高可靠性与防干扰有着密切联系，因此多采用光纤电缆传感器的方法。而就外部信息感应器而言，大多使用非接触型的检测技术。

1.4 驱动技术

作为驱动机构，电机得到了广泛使用，但是它在效率等方面存在一些问题，为了有效避免其缺点，控制专用组件—传感器—电机三位一体的伺服驱动单元和内部装有编码器的电机正在被研发和推广中。

1.5 软件技术

软硬件的协调发展，才能更好的带动机电一体化的发展。大力推行软件标准化、陈旭模块化、程序标准化、软件工程等，可以有效提高生产维修效率，减少投入成本，提升市场竞争力。

1.6 接口技术

数据传输格式的规范化和标准化是实现和计算机通信的基础。接口规格的统一为信息的传输和维修提供了极大便利。为了有效解决光耦器信号、电缆非接触化和光导纤维的标准化、大容量化、小型化等问题，科研人员正在努力研发高速串行、成本较低的接口。

2 机电一体化技术的发展前景

2.1 智能化

智能化是机电一体化技术发展的重要方向之一，该方向也是机电一体化和传统机械自动化技术之间的本质区别。机电一体化技术向智能化方向发展，这样就可以使得机械工业产品模拟人类的思维，实现逻辑判断、推理和自主决策的系统功能。智能化是指以自动控制理论为基础，集成计算机科学技术、人工智能理论、心理学、运筹学和模糊数学以及混沌动力学等多学科知识，能够实现高效的机械工业控制。随着诸多学科技术的快速发展，机械工业的大脑——自动控制微机的性能大幅度提高，处理速度高速提升，传感器系统也更加集成化和智能化，因此，其已经为机械工业的嵌入智能控制算法编程创造力更加有力的条件，使机电一体化产品的智能化发展方向更加突出和明显。

2.2 微型化

微型化也是机电一体化技术发展的主要方向之一。作为机电一体化的一个发展方向，微机电一体化系统有效结合了微电子技术、软件技术和微机械技术等高新技术。微机电一体化系统具有很多优势，比如能耗低，体积小，移动方便灵活，其可以在微型空间内进行精细化操作，目前，微机电一体化产品已经广泛的应用于国防、航空航天、医疗器械等诸多领域，具有非常好的发展前景。随着科学技术的不断发展，微电子机械系统向着微米、纳米的方向发展。

2.3 系统化

系统化的主要特征表现在两个方面：一是其系统结构采用模块化和开放式的总线结构，因此可以实现系统的各个组件之间灵活组装，同时可以实现多个子系统之间的综合管理和协调控制。二是系统的通信功能大幅度提高，可以实现远程系统通信。机电一体化在未来的发展过程中，更加注重人们的使用感知度，结合人体自身需要，向智能化、情感化和人性等多元角度发展，注重生物系统化发展。

2.4 网络化

随着计算机技术、通信技术的高速发展，网络技术随之兴起，目前，网络技术已经广泛的应用于人们的生产生活中，为人们的生产生活方式带来了极大的变革。随着网络技术的发展，其已经成为机电一体化产品发展的重要方向，在各种远程自动化控制和视频监控系统中，可以基于网络技术控制各种终端设备。局域网技术和现场总线技术的发展为家用电器网络化提供了技术支持，以计算机为中心的计算机集成家电系统的实现为人们的生活带来快乐和便利。而与此同时，质量可靠，功能齐全、独特的机电一体化产品一经研发和销售，便大受欢迎。由此可以看出，机电一体化产品必将向着网络化方向发展。

2.5 模块化

机电一体化产品的又一发展方向是模块化，它非常复杂、重要，它有利于企业新产品的开发和生产规模的扩大。目前，机电一体化生产制造商非常多，生产的产品应用不同的标准，无法使机电一体化技术具有统一的机械电器等接口。为了保证各个单元和部件的匹配，需要制定一整套的标准，加之企业间的利益冲突，近期内很难完成标准的制定，但是可以通过组建大型企业逐渐实现机电一体化的模块化。毫无疑问的是，机电一体化产品的模块化、标准化、系列化所带来的益处是显而易见的，必将非常有利于机电一体化企业的发展。

2.6 绿色化

工业的发展给人们的生产生活带来便利的同时，也带来了环境污染，受此影响，绿色产品呼之欲出。产品绿色化是科学技术发展的必然趋势，其目标是在产品的整个生命周期中，做到资源利用最大化，把对生态环境的破坏降到最低。机电一体化产品的绿色化是指生产使用时不破坏生态环境，报废后可以回收利用。

3 结 语

总而言之，随着我国科学技术的发展，机电一体化技术的出现并不是孤立的，而是与其他技术相互促进的。机电一体化技术是多学科发展的结晶，是人类社会科技力量高速发展的产物。在使用过程中，机电一体化技术促进了机械工业快速实现战略性的变革，使得传统的机械工业设计理念和方法发生了革命性的转变，因此，大力发展机电一体化技术，促进机电一体化产品的生产，不仅可以改造传统机械设备的需求，而且可以快速推动机械产品向新领域迈进。未来发展过程中，随着机电一体化相关核心技术快速发展，机电一体化的发展前景必将越来越光明。

参考文献：

[1] 左武峰.试探机电一体化技术未来的发展[J].中小企业管理与科技，2010，（2）.

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关键词：3D打印；三维立体模型；应用前景；技术分析

根据近年来的应用结果看来，三维模型的设计领域已经逐渐拓展得越来越宽阔，三维模型主张将模型内容立体化。简单来说，在园林设计、土木工程建造图纸等都需要三维模型的应用。3D打印技术能够立体直观地将三维模型表示出来，对工程施工或者园林项目指导都有广泛的应用。举例来说，在园林图纸设计中，将园林绿化布置在电脑中清晰地表现出来，为了能够更好地施工利用比例尺，所以需要一份施工图纸。这时3D打印技术的重要性就可轻易得知，它提高了施工效率，增加了施工工程的完整性。

1 3D打印技术的具体技术分析

3D打印技术不同于一般的打印技术，但是仍然拥有一般的打印技术所具有的技术要领。简单来说，3D打印是快速成型技术的一种打印技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。整体来说，它能够建造空间物体，对于打印技术领域上来说，该技术是一种质的飞跃。另外，该技术的实现主要是靠数字技术打印机，这种打印机和一般的打印机也是不同的，不是单单利用纸张和墨水，3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，这种打印机能够利用电脑中的设计图纸，将原材料逐步通过技术累积，最后成型出一个3D建筑实物，该打印技术仍然存在和普通打印机相似的原理，不过是在空间上进行分层加工处理，3D打印技术需要在打印机中添加必要的打印原材料加工3D实物，一般来说原材料有以下几种：尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。另外，3D打印技术更是在很多的领域都有其相关的应用，比如说珠宝、鞋的制造、园林、房屋建筑等的设计，甚至是汽车、航空航天的建造应用，应该说3D打印技术在很多的领域都有技术应用，对人类生活有很大的帮助。

2 3D打印技术对于三维模型表现的优势

2.1 增加三维模型的立体性

对于三维模型来说，其主要是在电脑上形成的空间立体结构，但是不利于分析模型的特定规则，所以需要建造一个空间实物用来分析模型，三维模型即可以利用3D打印技术实现空间的模型立体性，该打印技术能够利用空间打印技术进行图层的堆叠，使其完成一个分层次的打印技术，利用实际材料进行立体模型的建造，得到的模型能够进行研究。举例来说，园林专业的三维模型，可以利用3D打印技术进行设计打印出一个3D模型，能够利用比例尺等因素进行实地考察，减少了实际设计中的很多问题，一般建造的缺点就可以在3D模型中有所反映，所以真实性、立体性是3D打印技术设计3D打印模型的一个重要性优势。

2.2 确定立体模型的精度和稳定性

立体模型的立体性固然重要，但是要想将该设计的模型更好的应用，稳定性、精度都是需要重点关注的问题。一般来说，只要是理论电脑上可以设计的造型，3D打印机都可以打印出来，消费者只需要简单下载设计图，就可以在数小时之内随心所欲的打印自己想要的任何东西，这种技术是改变了通过对原材料进行切削，组装进行生产的加工模式可以说是一种精确实体复制。3D打印技术不仅仅能够复制普通的立体模型，而且还能够进行音频、视频的复制，完全按照电脑中的设计模型，在打印机中进行立体复制分层次的使用打印机中的原材料实现整体的复制，然后在进行统一组装。只要打印机中的原材料够多，就可以保证3D打印机完整的复制一个3D打印成品，而且这种打印技术采用打印原材料累积的方式，稳定性比一般的打印技术好而且精度非常好，可以说是对设计图的复制。

2.3 方便生成形成的不同模型，实现材料的无限组合

对于现在很多领域的商品生产而言，将不同的材料混合在一起生产产品是一件很困难的事，因为涉及的工具材料模具不能够轻易地混合原材料，3D打印技术可以说是一种技术的发展，能够在打印机中实现各种不同的材料的融合，传统设计无法制造的产品，因为受到很多的限制，其中有制造形状的能力方面，制造模具的机器也只能单一的设计一种形状，而3D打印技术突破了以上的局限，不仅仅能够设计普通的设计模型，而且可以甚至是自然界的模型该打印技术也可以实现。可以说，在一定的层次上增加了产品的多样性。无论设计模型有多少种样式，都能够利用3D打印技术进行模型设计，设计符合消费者需求的三维模型打印模型，更好地找到问题实现更好的设计。

2.4 降低组装成本，提高产品利润率

一般的模型设计需要比较复杂的模型组装，这其中不仅仅需要过硬的技术支持。同样也需要比较繁杂的组装步骤，因为每一个步骤都需要不同的材料堆叠，所以传统的模型设计就相当于每一个步骤都要注意，所以每一个步骤的每一个细节都要进行人工加工，而3D打印技术可以说属于人工智能，减少了不必要的问题发生，只需要将不同的设计原材料投放入打印机中进行自动的加工，不浪费材料的同时还能够增加设计的准确性，减少了组装成本，增加了利润率。因为这项打印技术在很多的设计领域都有应用，所以在生产产品的过程中，增加利润率、减少成本输出的3D打印技术能够被大家关注、重视，进而有了广泛的应用。换个思路，如果在产品介绍时不采用传统的PPT介绍，而是将3D打印产品展现在消费者面前，更能吸引更多的消费者注意到产品的任何细节。

3 3D打印技术在三维模型上的应用前景

目前看来，3D打印技术在如今已经有了非常广泛的应用，首先是航空航天，在这个领域，该技术已经成功“打印”出了航空发动机的重要零部件，这一技术将使该零件成本缩减30%、制造周期缩短40%。并且在此领域上这项技术还能够应用在航天科技制造领域上，取得了不错的成果。之后在医疗上可以利用这项打印技术进行器官的立体制作，如果和人体匹配，还能够起到医治疾病的作用。其次，在建筑设计上，建筑师发现了这一项技术的相关优点，成功利用3D打印机打印的建筑模型，节省成本的同时，还增加建筑的整体安全性、稳定性、环保性。

4 结语

3D打印技术应用在三维模型中有了很明显的作用效果，所以3D打印技术的应用很广泛，可以相信随着3D打印技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。并且3D打印技术的优点很多能够优化很多模型设计的细节，并且增加模型设计的精确性、稳定性，减少成本，增加利润率，在产品输出中，这些优点都是在市场上非常具有关注性的。

参考文献：