人工智能和生物技术范文篇1

一、工业4.0简介

2013年4月，德国政府在汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。德国学术界和产业界将机械制造设备定义为工业1.0，电气化定义为工业2.0，生产工艺自动化定义为工业3.0，将物联网和制造业服务化带来的智能制造定义为工业4.0。

德国“工业4.0”战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统（CPS）相结合的手段，推动制造业向智能化转型。包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。“工业4.0”主要分为三大主题，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，使需求方能够快速获得服务匹配，得到物流支持。

二、工业4.0在医疗行业智能化中推演

医疗行业正在通过云计算、物联网、大数据、移动设备、互联网技术等相结合的手段，向信息化迈进。对照“工业4.0”，推演医疗信息化与工业化的融合与创新，可以设计出两大医疗智能化主题，分别为：“智能医院”和“智能医疗”。

2.1智能医院

智能医院是在数字化医院的基础上，利用物联网技术和设备监控技术加强信息管理和服务；通过大数据与分析平台，将云计算中由大型医疗设备产生的数据转化为实时信息，并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效安全、环境舒适的人性化医院。其基本特征主要包含有医疗设备使用过程管控可视化、系统监管全方位两个层面。

医疗设备使用过程管控可视化是指在医疗设备使用过程上，包括医用耗材管控及流程，均可直接实时展示于控制者眼前，此外，医疗设备的现况亦可实时掌握，减少因系统故障造成医疗偏差。医疗设备工作过程中的相关数据均可保留在数据库中，让管理者得以有完整信息进行后续规划，也可以依医疗设备的现况规划机器的维护；可根据信息的整合建立医疗设备的智能组合。

系统监管全方位是指通过物联网以传感器做连接，使医疗设备具有感知能力，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能；这类医疗装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合，主要是透过系统平台累积知识的能力，来建立设备信息及反馈的数据库。

2.2智能医疗

主要涉及整个医疗过程的物流管理、人机互动、3D打印等技术在医疗过程中的应用。

智能医疗是指由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在医疗过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在医疗过程中的脑力劳动。与传统的医疗相比，智能医疗具有学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟实现等特征。

近年来，由人工智能、医用机器人和数字化辅助医疗技术等相结合的智能医疗技术，正引领新一轮的医疗变革。智能医疗技术开始贯穿于检验、手术、护理和康复等医疗的各个环节。当今世界医疗行业智能化发展呈现两大趋势。

一是以3D打印为代表的“数字化”技术在医疗行业率先应用。尤其是康复医学领域个性定制化需求显着，而个性化、小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在。目前，3D打印在医疗生物行业的应用主要包括1、体外医疗器械如假肢、助听器、齿科手术模板，医疗模型等；2、永久植入物，如骨骼。对人体身体部位的复制是高度定制化的产品，通过3D打印，这些部件可以与身体完全契合，与身体融为一体。3、细胞3D打印，这是一种基于微滴沉积的技术。能够为再生医学、组织工程、干细胞和癌症等生命科学和基础医学研究领域提供新的研究工具；为构建和修复组织器官提供新的临床医学技术，推动外科修复整形、再生医学和移植医学的发展；应用于药物筛选技术和药物控释技术，在药物开发领域具有广泛前景。

二是智能医疗技术创新及应用贯穿医疗行业全过程，使得医疗行业的诊断、治疗、管理、服务各个环节日趋智能化，主要体现在以下四个方面。（1）建模与仿真：如用于跨部门复杂医疗流程诊断，医院医疗应急响应系统，生理系统的建模与仿真等，可以极大的提升医疗诊断的准确率（2）以医疗机器人为代表的智能医疗装备：如医疗机器人已经在脑神经外科、心脏修复、胆囊摘除手术、人工关节置换、整形外科、泌尿科手术等方面得到了广泛的应用。机器人在手术的准确性、可靠性和精准性上远远超过了外科医生。（3）基于无线、嵌入式技术的智能资产管理解决方案：可整合医院资产信息，全面了解设备资产的成本消耗及使用情况，实现设备维护管理标准化和电子信息化升级，提供资产投资和使用分析的依据，帮助医院制定成本控管、设备采购计划，优化医院运营和资产管理。（4）智能医疗服务业急速发展：通过各种可佩戴装置、嵌入式软件，互联网连接和在线服务的启用整合成新的“智能”医疗服务业模式，院内院外制之间的界限日益模糊，融合越来越深入。

三、改进之路

工业4.0在医疗领域的发展之路将会是一段革命性的进展。现有的医疗科技和经验必将进行改变和革新，而且对于医疗新领域和新市场的创新解决方案将层出不穷。为此，医疗行业需要在标准化与架构、复杂系统管理、医疗宽带设施、安全和安保、工作的组织和设计、培训和职业发展、监管框架和资源效率等方面进行持续和适应性改进。

人工智能和生物技术范文篇2

2013年4月，德国政府在汉诺威工业技术博览会上正式推出“工业4.0”高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。德国学术界和产业界将机械制造设备定义为工业1.0，电气化定义为工业2.0，生产工艺自动化定义为工业3.0，将物联网和制造业服务化带来的智能制造定义为工业4.0。

德国“工业4.0”战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统(CPS)相结合的手段，推动制造业向智能化转型。包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。“工业4.0”主要分为三大主题，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，使需求方能够快速获得服务匹配，得到物流支持。

二、工业4.0在医疗行业智能化中推演

医疗行业正在通过云计算、物联网、大数据、移动设备、互联网技术等相结合的手段，向信息化迈进。对照“工业4.0”，推演医疗信息化与工业化的融合与创新，可以设计出两大医疗智能化主题，分别为：“智能医院”和“智能医疗”。

2.1智能医院

智能医院是在数字化医院的基础上，利用物联网技术和设备监控技术加强信息管理和服务;通过大数据与分析平台，将云计算中由大型医疗设备产生的数据转化为实时信息，并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效安全、环境舒适的人性化医院。其基本特征主要包含有医疗设备使用过程管控可视化、系统监管全方位两个层面。

医疗设备使用过程管控可视化是指在医疗设备使用过程上，包括医用耗材管控及流程，均可直接实时展示于控制者眼前，此外，医疗设备的现况亦可实时掌握，减少因系统故障造成医疗偏差。医疗设备工作过程中的相关数据均可保留在数据库中，让管理者得以有完整信息进行后续规划，也可以依医疗设备的现况规划机器的维护;可根据信息的整合建立医疗设备的智能组合。

系统监管全方位是指通过物联网以传感器做连接，使医疗设备具有感知能力，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能;这类医疗装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合，主要是透过系统平台累积知识的能力，来建立设备信息及反馈的数据库。

2.2智能医疗

主要涉及整个医疗过程的物流管理、人机互动、3D打印等技术在医疗过程中的应用。

智能医疗是指由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在医疗过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在医疗过程中的脑力劳动。与传统的医疗相比，智能医疗具有学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟实现等特征。

近年来，由人工智能、医用机器人和数字化辅助医疗技术等相结合的智能医疗技术，正引领新一轮的医疗变革。智能医疗技术开始贯穿于检验、手术、护理和康复等医疗的各个环节。当今世界医疗行业智能化发展呈现两大趋势。

一是以3D打印为代表的“数字化”技术在医疗行业率先应用。尤其是康复医学领域个性定制化需求显着，而个性化、小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在。目前，3D打印在医疗生物行业的应用主要包括1、体外医疗器械如假肢、助听器、齿科手术模板，医疗模型等;2、永久植入物，如骨骼。对人体身体部位的复制是高度定制化的产品，通过3D打印，这些部件可以与身体完全契合，与身体融为一体。3、细胞3D打印，这是一种基于微滴沉积的技术。

能够为再生医学、组织工程、干细胞和癌症等生命科学和基础医学研究领域提供新的研究工具;为构建和修复组织器官提供新的临床医学技术，推动外科修复整形、再生医学和移植医学的发展;应用于药物筛选技术和药物控释技术，在药物开发领域具有广泛前景。

二是智能医疗技术创新及应用贯穿医疗行业全过程，使得医疗行业的诊断、治疗、管理、服务各个环节日趋智能化，主要体现在以下四个方面。

(1)建模与仿真：如用于跨部门复杂医疗流程诊断，医院医疗应急响应系统，生理系统的建模与仿真等，可以极大的提升医疗诊断的准确率。

(2)以医疗机器人为代表的智能医疗装备：如医疗机器人已经在脑神经外科、心脏修复、胆囊摘除手术、人工关节置换、整形外科、泌尿科手术等方面得到了广泛的应用。机器人在手术的准确性、可靠性和精准性上远远超过了外科医生。

(3)基于无线、嵌入式技术的智能资产管理解决方案：可整合医院资产信息，全面了解设备资产的成本消耗及使用情况，实现设备维护管理标准化和电子信息化升级，提供资产投资和使用分析的依据，帮助医院制定成本控管、设备采购计划，优化医院运营和资产管理。

(4)智能医疗服务业急速发展：通过各种可佩戴装置、嵌入式软件，互联网连接和在线服务的启用整合成新的“智能”医疗服务业模式，院内院外制之间的界限日益模糊，融合越来越深入。

三、改进之路

工业4.0在医疗领域的发展之路将会是一段革命性的进展。现有的医疗科技和经验必将进行改变和革新，而且对于医疗新领域和新市场的创新解决方案将层出不穷。为此，医疗行业需要在标准化与架构、复杂系统管理、医疗宽带设施、安全和安保、工作的组织和设计、培训和职业发展、监管框架和资源效率等方面进行持续和适应性改进。

四、价值

通过智能医院和智能医疗的建设。可以推动医疗行业设备及服务升级，帮助医院提高生产率和运营力，提升医师软实力。可提高医生工作效率、疾病检出率，扩大医疗可及性。帮助医院实现智能化临床管理、预算及资产优化、智能化运营和决策支持，从而提升生产率和工作效率，降低运营成本。分析预测特定高发疾病的病因、防治路径以及成本进行科研研究，为进一步降低发病率、降低医药成本、提升诊断率提供科学的依据。

人工智能和生物技术范文篇3

关键词：物联网；智能建筑；应用；发展；高校智能化1物联网以及智能建筑的体现方式

探讨物联网及智能建筑的体现方式之前，我们首先就必须要了解两者的基本概念，只有了解了基本概念才能够真正谈得上提升建筑智能化水平。下面本文就来分别分析物联网及智能建筑的概念和体现方式。

1.1物联网

所谓物联网主要指的是事物之间相互连接的网络，物联网同互联网相比有着明显不同。物联网是以互联网为基础的，是对互联网的延伸及发展。互联网是信息之间的交流，而物联网则是物品之间的交流。当前我国的物联网技术开始得以发展，物联网的应用范围也越来越广泛。网上购物、电子银行、教学医疗等领域都能够看到物联网的影子。在实际工作过程中对于物联网，人们的重视程度越来越高。加强对物联网的研究应用已经成为今后发展的必然选择。

物联网技术是现代信息技术发展的必然产物，在实际工作过程中物联网技术已经成为我国今后发展的重要的新兴产业。云计算技术、传感器技术、网络传输技术都与物联网技术有密切联系。所谓网络传输技术指的是网络层之间的传输定位技术，网络传输技术包含互联网、WIFI以及移动互联网通信技术。传感器技术则指的是物件的传感、执行以及近距离通信等。云计算技主要是利用不同区域的高性能计算机来进行有效沟通融合，最终为物联网提供科学高效地数据管理、分布式计算等服务平台。

1.2智能建筑

智能建筑就是根据客户需要来对建筑物的管理、结构、外观、服务以及设备等进行高效组合从而最终满足客户需要。智能建筑的最终目的就是要能够使得建筑物成为一个健康、优雅、舒适的建筑体。自动控制技术、计算机技术、现代通讯技术、建筑技术是智能建筑技术的四大基础。提升智能化水平就必须要加强对这四种技术的研究。智能建筑理念当前已经被人们广泛认同，并应用得到了各个领域。照明系统、节能减排监控系统、安防消防系统集成就是智能建筑理念的典型体现。物联网技术带给了智能化领域一场翻天覆地的革命，颠覆了传统的思维方式。这场革命把人的思想融入到智能化体系中，把电子芯片放置于建筑、各类管网、空调设备等物体中，甚至是人类无法达到的区域，如楼层、墙体、夹板等建筑物内部隐藏的众多管线和阀门中，通过物联网实现了管理人员对小至一栋楼宇，大至一间学校，甚至整个社会的实时监控和管理，实施更为有效和统一的控制与管理。可以说，建筑业下一个重要的发展就是依靠智能建筑、智慧建筑的飞跃发展。

2物联网在建筑智能化中的应用

2.1物联网应用现状

物联网是一种先进的专业的技术，这项技术本身获得了较快发展，在实际工作过程中这项技术也到了广泛应用。设备之间通过传感器联网，人们可以就更加真实地了解电子设备的使用信息。照明系统、空调冷暖系统、给排水系统、安防消防系统与电梯系统就是其中最为典型的智能设置，也是物联网应用的具体体现。在互联网技术快速发展的背景下，局域网的应用是值得注意的。局域网应用过程中经常采用总线型或者是环型树型拓扑结构。这些拓扑结构有助于人们资源间的共享。

2.2物联网在建筑智能化中的具体应用

建筑智能化离不开物联网技术，物联网技术已经贯穿到了建筑智能化的各个环节中。物联网技术之所以能够得到广泛应用主要在于无线网络的普及、网络宽带化。当前无线网络获得了较快发展，无线通信技术在智能建筑中得到了全面应用，网络宽带化的形成能够满足各方面的要求及应用。智能建筑之所以能够实现关键在于现代网络技术的发展使得物与物之间的连接成为了可能。本文以大学校园为载体，详细叙述物联网在校园建筑智能化中的具体应用，物联网技术具体应用在校园以下领域：一是智能教学中的应用。智能教学主要包括了计算机多媒体教学、网络教学、电子图书阅览等。建立实时和非实时的多媒体教学系统，利用网络进行大面积的远程或者直接教学，系统可供优秀课件储存、下载、点播，同时教师可利用多媒体技术进行全方位的互动教学，这样既丰富了教学手段，又提高了教学质量。设计者在考虑校园全数字多媒体教学网络布线系统应充分考虑建成后的需求，并应充分考虑网落全覆盖，在教室的各个位置都可以利用WIFI上网互动教学。教室内由多媒体电子讲桌统一控制所有设备，包括投影机、投影幕、计算机、视频展示台等设备。通过控制面板可对各种设备进行切换和操作，如可切换控制各种设备的播放，选择频道和调节音量大小等。二是节能减排中的应用。节能减排是校园智能建筑发展的必然趋势。它将能够有效降低建筑能耗。具体而言，物联网技术在节能减排系统中的应用主要是通过在空调设备内安装感知组件，从而动态地获得各种环境状况信息（温度、湿度等）。之后通过上传数据分析，最后由节能管理一平台来全面自动地调控空调系统本身的负载端设备，把环境温度的有效控制在一定范围内，避免因为人为操作不当造成过冷或过热。我校大学城校区所有教学楼宇的暖通空调系统都采用远程节能减排监控系统作为管理辅助，当教室内无人或少人时，系统可远程关闭或调节温度，有效的节能减排的同时为我校节能大笔费用。当前较为流行的监控通信技术主要是ZigBee系统，在实际工作过程中通过该系统将能够实现对室内湿度、温度的实时监测、同时还能够有效增强节能运行管理效果。该系统本身还具有搜集数据、分析数据、输出打印报表、传输无线内网、合理评价能源消耗等功能。三是智能校园安防中的应用，智能化的安防系统为校园安全提供有先进的保障系统。传统的安防系统存在着较多问题，新形势下在物联网技术支持下的智能安防系统与传统系统相比具有明显的优势。采用物联网技术支持下的安防系统将能够全面科学高效地处理相关信息，准确性以及处理速度都将能够得到有效提升。视频监控、出入口控制、入侵报警以及电子巡逻是智能安防系统的主要内容。摄像机主要分布在华工校园主要出入口、停车场、每栋新建教学大楼的每一层的主要出入口、围墙、建筑等。在值班控制中心的值班人员可以24小时监视摄像机画面，随意切换画面，并可在较长的时间内存储录像，提供犯罪证据。智能化传感器和红外线传感器的应用将能够实现对非法侵入信号的有效防范，这对于避免误报警也是很有意义的。四是智能校园后勤保障中的应用。主要运用为校园“一卡通”，校园“一卡通”系统实现教学科研、校园办公、远程教育、物业管理、图书借阅、身份认证、食堂就餐、医疗就诊等多项功能综合智能卡。这些功能不是简单的叠加，而是利用信息化的手段，将各种资源数字化，方便统一管理。当前的一卡通系统主要是涉及到数据库、一卡以及一网三个层面。建议采用先进的控制网络作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接；系统主干采用以太网，通过路由器连接校园网，终端设置若干个信息输入和输出控制器。建议采用非接触IC卡，通过非接触IC卡比起以前插卡式的IC卡更加先进、安全、可靠、实用，既保护了学生个人信息，又便于使用。一卡通系统同时应能支持多种网络协议，具有开放性和标准化的特点，并保证运行的安全可靠性。物联网技术的科学高效的应用能够有效提升校园建筑的智能化水平，为学校的教学、科研、办公、后勤管理和物业管理等提供稳定的数据平台，有效地提升建筑物的舒适度，保证校园的安全，为建设一所国际化的校园奠定了坚实的基础。制定完善的校园智能化建设方案应根据学校的明确需求，遵循先进性与实用性相结合的原则，避免造成功能上的闲置。总而言之，加强对物联网与智能化建筑完美融合的研究已经成为今后校园智能化发展的必然选择。

3智能建筑在物联网时代的发展

物联网技术同智能建筑是相互联系，相互促进的。物联网技术在智能建筑中的应用是时展的必然结果。反过来说智能建筑在物联网时代将会得到较快发展。作为一种理念，智能建筑已经被越来越多地人接受，智能建筑所包含的绿色环保、人工智能等理念使得不同用途的建筑物都开始提升自身的智能化水平。物联网时代，智能建筑获得较快发展主要表现在以下几点：一是智能建筑的范围将会不断扩大。当前智能建筑的理念已经扩展到到了住宅楼房、学校以及办公商业等领域。智能建筑、智能小区以及智能城市等逐渐发展起来。智能建筑的前景越来越广阔。二是智能建筑同绿色节能建筑有机结合在了一起。智能建筑同绿色节能是有密切联系的。智能建筑同绿色节能建筑的理念相结合将有助于降低建筑能耗，能够有效解决环境问题。在环境问题日益突出的背景下采取这一措施更显迫切。三是智能建筑外延的发展。随着智能建筑数量的不断增多，建筑结构，建筑材料也将会向着智能化的方向发展。以上三点都体现了在物联网时代智能建筑的快速发展。

4结语

在信息技术快速发展的今天，物联网技术已经成为当前时展的潮流。随着现代信息技术的快速发展和不断融合，物联网时代真正到来。在物联网时代，智能建筑将获得更快的发展。物联网技术的应用将能够有效提升建筑物智能化水平，智能建筑的快速发展也能够促进物联网技术的进步，两者之间联系紧密，同时也能够相互促进。本文首先分析了物联网及智能建筑的体现方式，而后重点分析了物联网在校园智能建筑中的应用以及物联网时代智能建筑的发展。可以相信，随着今后科学技术的逐步发展和人们生活水准的提高，我国智能化建筑的水准将会有更大的发展空间。充分利用各种新技术，不断发展和完善智能化系统，开创一个安全、智能、便捷的新时代，让人们充分体会到科技给生活带来的巨大变化。

参考文献

[1]楼冀阳.物联网在智能建筑领域的应用[J].中小企业管理

与科技，201（41）

[2]孙禄明.基于新型网络技术的建筑智能化项目应用案例

[J].电声技术，201（37）

[3]魏宏飞、黄宗建.浅谈物联网技术和建筑智能化[J].现代

营销，201（39）

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