下一代个性化学习:生成式人工智能增强智能辅导系统

长期以来,教育技术领域的研究者致力于利用计算机开展个性化自适应教学。智能辅导系统作为这一领域的核心,其目标是通过计算机技术提供个性化学习体验和支持。近年来,生成式人工智能,尤其是大语言模型的发展,为智能辅导系统带来了突破性机遇,为个性化学习开辟了新的路径。本文回顾了研究者为实现个性化学习所作的努力及其成果和局限,探讨了大语言模型在个性化学习中的潜力和影响,介绍了“苏格拉底游乐园”——一个基于对话的智能辅导系统,如何利用大语言模型实施苏格拉底式教学,揭示了生成式人工智能如何革新个性化学习方式。针对大语言模型的潜在误用,文章提出了相应的建议,并构建了框架,旨在引导研发者在生成式人工智能和大语言模型范式下开发高效的智能教育应用。

可解释人工智能在电力系统中的应用综述与展望

可解释人工智能(XAI)作为新型人工智能(AI)技术,具有呈现AI过程逻辑、揭示AI黑箱知识、提高AI结果可信程度的能力。XAI与电力系统的深度耦合将加速AI技术在电力系统的落地应用,在人机交互的过程中为电力系统的安全、稳定提供助力。文中梳理了电力系统XAI的历史脉络、发展需求及热点技术,总结了XAI在源荷预测、运行控制、故障诊断、电力市场等方面的电力应用,并围绕解释含义、迭代框架、数模融合等方面展望了电力系统XAI的应用前景,可为推动电力系统智能化转型与人机交互迭代提供理论参考与实践思路。

基于微积分控制的智能灌溉动态监控系统设计

为了解决当前农田灌溉水肥配比不均匀、不精确的问题,借助微积分控制原理,设计了智能灌溉动态监控系统。系统分为监测部分和控制部分,监测部分加载了显示软件、监控软件、MySQL数据库、水肥浓度控制算法的工业计算机,控制部分是指嵌入式控制器及其外围电路。整个系统的工作过程为:用户设置灌溉施肥参数,监测部分通过TCP通信将灌溉指令发送给嵌入式控制器,控制器收到指令后,启动变频器和增压泵,由此打开水肥一体机的电动球阀,开始灌溉作业;与此同时,EC传感器、pH传感器、管道压力传感器、流量计实时采集灌溉过程中水肥溶液的相关参数,并发送给嵌入式控制器;由控制器将数据发送给监测部分,监测部分将采集的数据与设定阈值进行对比,如不满足误差,则启动水肥浓度控制模块,输出调节电动球阀的开合度的指令,从而调整水肥浓度,满足灌溉需求。

AIGC技术赋能下图书选题智能策划系统的技术逻辑与体系构建

生成式人工智能正在成为构建内容服务智能体的新型引擎,并将改变图书出版的内容生产范式和内容供给模式。本文从智能技术视角,结合全球应用案例分析了AIGC赋能图书选题策划背景下知识集成图谱的技术逻辑,借鉴元数据的信息归纳方法,从市场需求、竞争者、作者资源、社交媒体和专业领域五个维度构建图书智能选题策划的全景框架,进一步探索了基于知识元的图书选题策划的智能集合组织过程,从用户层、信息层、测试层和决策层四个向度全面考察图书选题智能策划系统的构建。本文提出的AIGC赋能下图书选题的智能策划模式,为数智出版背景下中国图书出版业态的转型升级与高质量发展提供了新路径,也提供了面向行业未来的新思考。

基于人工智能的皮革企业物流系统设计研究

皮革产业对物流体系具有极高的依赖性,物流水平可以直接影响企业的经营成本、产业效益等。以人工智能为基础提出了一种皮革企业物流系统的设计思路,从设备层、边缘层、云端应用层3个视角构建了具体的皮革企业物流系统框架,实现了皮革企业物流系统的数据采集与传送、物流业务协调与系统互联、业务和数据建模等功能,旨在为人工智能与皮革产业物流体系的融合提供借鉴。

智能反射面辅助的多天线通信系统鲁棒安全资源分配算法

为了解决蜂窝通信系统中因窃听者、障碍物阻挡和信道不确定性导致安全性低和传输质量差的问题,该文提出一种智能反射面(IRS)辅助的多天线通信系统鲁棒安全资源分配算法。首先,考虑合法用户的安全速率约束、最大发射功率约束和IRS相移约束,基于有界信道不确定性,建立了一个联合优化基站主动波束、IRS被动波束的鲁棒资源分配问题。然后,利用S-程序、连续凸近似、交替优化和罚函数等方法对含参数摄动的原非凸问题进行转换,得到可直接求解的确定性凸优化问题。最后,提出一种基于迭代的鲁棒能效最大化算法。仿真结果表明,该文算法具有较好的能效和较强的鲁棒性。

基于智能系统的自动化类专业跨课程层次化实践教学改革——以“传感技术”课程为例

“传感技术”是一门理论性、实践性、综合性很强的自动化类专业基础课程,但目前普遍存在理论授课与实践环节脱节、各专业课程整体性不强的问题,针对自动化基础知识教学和技术技能训练的特点,提出从基础验证、综合设计、研究创新的不同层次推进实践教学模式的改革,构建研究型学习的跨课程层次化实践教学体系。以传感技术应用作为切入点,搭建智能系统实验平台,探索“基础实验—课程设计—科创大赛—二课科研”的层级式实践教学模式,开发不同主题的赛课融合创新项目,建立贯穿全程的需求与项目引领的工程实践能力培养体系,把传统的学生被动学习转变为主动学习,提高自动化类专业人才的培养质量。

重载机车风源系统智能控制研究

针对重载机车提速运行过程中空气中不断扬起的粉尘对风源系统中处理的空气的质量提出了更高的要求。当压缩空气中粉尘颗粒浓度高或压缩空气湿度过大时,使得制动设备无法正常工作甚至损坏,给重载机车的平安行车带来安全隐患。该文通过设计一套智能重载机车风源控制系统,通过智能采集、检测风源系统中空气的洁净度与湿度参数,自动去除压缩空气中的粉尘和水,得到高质量的合格压缩空气,使得处理后的空气的湿度与洁净度符合机车制动系统管路的要求,当处理后的空气不符合要求时发出报警信号,提示工作人员进行排故处理,避免了计划维修的盲目性,提升了风源系统的有效运行效率,保障了重载机车的安全运输。

生命体征智能采录系统在监护患者护理中的应用研究

目的探索生命体征智能采录系统在监护患者护理中的应用效果,用以解决原有手工抄录生命体征数据带来的效率低下、误差率高问题,推进全院一体化生命体征数据监测中心的建立。方法利用设备集成模块,将各类生命体征测量设备统一接入中心监护系统,中心监护系统将接收到的生命体征数据进行统一化、标准化和智能化处理,再通过数据网关转发数据至医院各业务系统,完成生命体征智能采录系统的设计,实现医疗设备应用过程中,采集数据的自动化传输、智能化存储和标准化应用。选取5个普通病房和5个重症监护室的生命体征数据采集时间及采录准确性、护理人员满意度作为评价指标对生命体征智能采录系统的效果进行分析。结果生命体征智能采录系统应用后,普通病房及重症病房各科室的生命体征数据采录时间均较系统应用前显著降低,每天平均节省时间分别为14.14~72.59 h、17.00~81.70 h;数据采录准确性和护理人员满意度均高于系统应用前,且差异均有统计学意义(P<0.05)。结论生命体征智能采录系统的应用,实现了生命体征测量设备互联、数据互通、生命体征数据采集流程的数字化,提升了护理安全和护理质量,可帮助医生动态监测患者病情变化并作出准确诊断。

考虑信息年龄的无人机辅助智能交通系统计算卸载优化

该文考虑无人机(UAV)交通监测与移动边缘计算(MEC)技术结合的智能交通系统。为了保障系统中数据时效性并且降低系统能耗,提出计及信息年龄(AoI)的UAV计算卸载优化方法。首先,建立UAV辅助的MEC系统模型,允许MEC服务器缓存常用的应用程序并为UAV提供计算卸载,以支持UAV执行交通监测任务。通过联合优化UAV任务卸载决策、UAV上下行通信带宽分配以及被卸载任务的计算资源分配,最小化所有UAV与MEC服务器的总能耗,同时满足AoI与资源容量等约束条件。其次,系统能耗最小化问题是混合整数非凸优化问题,因此采用离散化和线性化手段,快速获得问题的近似最优解,并设计离散点生成算法来调节近似误差。最后,仿真结果表明,即使对于大型的非凸问题,所提方法也能够快速得到近似最优解,并且可以在不同的任务场景中满足AoI等约束条件,最大限度降低系统能耗。仿真结果验证了所提方法的有效性。

新型电力系统专用传感与边缘智能关键技术及其展望

电力物联网在电力系统的实时传感、透明感知与全局调控中发挥着重要作用。随着新型电力系统的不断演化,传统的设备传感与静态独立的智能系统难以应对多样化业务需求激增、多元化数据爆发式增长、传感器通信可靠性差与能效低下和算法模型迭代成本高等难题。因此,高度多元集成、绿色持续可靠、云边端深度协同的新型电力系统专用传感与边缘智能有望成为新范式。该文首先以新型电力系统专用传感与边缘智能的基本内涵为基础,构建了专用传感与边缘智能融合贯通的体系架构。然后重点阐述了国产化高频新型传感技术、绿色供能的高性能嵌入式芯片技术、高可靠性灵活组网技术、轻量化模型推理技术、云边协同资源共享技术和在线学习持续迭代技术。并进一步展望了专用传感与边缘智能在数据治理、隐私保护、软件定义硬件、业务-算力微服务、多层分布式泛在智能和电力大模型等发展方向,以期为新型电力系统建设提供参考。

基于智能制造的造纸机传动系统变频调速控制研究

进入21世纪以来,科技飞速发展,经济水平不断得到提高,人们对纸张的差异化需求越来越突出,不仅包括纸张的质量,更重要的是纸张的功能性。在造纸企业的生产中,智能化的造纸设备对企业的发展影响巨大。在智能化的造纸设备中,传动系统处于核心的位置,通过变频的方式实现传动系统的有序运转,有利于节约能源,同时保证仪器的平稳运行。为此,对造纸及传动系统进行深入研究,分析了造纸机在变频调速方面面临的挑战与机遇,为加速造纸机的升级以及造纸行业的进一步发展,促进纸张的智能化生产提供了借鉴。

挑战与前景:ChatGPT在图书馆智能客服系统中的效能和应用

智能客服系统在现代图书馆中扮演着重要角色,作为一种基于人工智能的自然语言处理模型,ChatGPT为图书馆智能客服系统的构建和质量提升提供了有力工具。文章旨在探索ChatGPT在图书馆智能客服中的应用场景效能,分析了ChatGPT在上下文理解、模糊查询处理、对抗攻击和多语言支持等方面的应用潜力和方向,并针对该领域面临的挑战提出了相应的解决方案,以为推动图书馆智能客服的创新和发展提供参考思路。

智能电厂安全防范系统联动研究

发电厂中的安防子系统较多,但数据资源共享和关联程度不够,信息孤岛现象显著。本文通过安防子系统联动的研究,实现各安全功能模块的协调和配合,保证各功能模块间的互联互享互通。通过三维可视化平台,利用灵活的联动配置方式,实现对现场复杂环境、重要设备及人员安全的联合防护,有效提升发电厂安全管理效率和应急响应能力。

面向对象技术的智能插秧机控制系统设计研究

以插秧机智能控制系统为研究对象,基于面向控制对象技术设计一种无人驾驶插秧机智能控制系统,并在水泥路面和水田两种不同环境中对插秧机进行性能试验测试。试验结果表明:在水泥路面上插秧机行进过程最大横向偏差小于50mm,最大航向偏差小于2°;在水田内插秧机行进过程最大横向偏差小于60mm,最大航向偏差小于3°,表明智能控制系统在使用过程中具有较高的可靠性和稳定性。

人工智能赋能的居家社区养老服务发展及其生态系统优化策略研究

伴随人工智能技术在养老领域的应用,居家社区养老服务呈现协同演化的发展趋势。这既为人口老龄化下破解养老服务供给不足难题带来重大机遇,也给传统居家养老服务模式转型升级提出新的挑战。基于人工智能的技术特征,从“技术创新—要素整合—系统优化”过程维度揭示人工智能赋能的居家养老服务发展路径,并以生态系统理论为分析框架,从“宏观—中观—微观”层面剖析人工智能赋能居家社区养老服务面临规范性与引领性政策缺位、参与主体协作网络不紧密、养老服务供给和需求结构性失衡三个障碍。据此,应从宏观层面完善配套政策,加大对人工智能养老服务的支持力度;从中观层面推进数据汇聚与整合,促进多主体协同联动;从微观层面精准识别老年人需求,提升养老服务供给效率与能力。

杭州运河亚运公园体育馆智能化系统工程的应用与实践(一)

杭州运河亚运公园体育馆是建筑艺术和科学技术完美的结晶,场馆流线流面卵石造型,光顺润滑、自然流畅。场馆设计采用了数字技术、绿色建筑技术与智能化技术取得了良好效果。实现了场馆建筑功能空间与体育工艺空间、建筑智能化系统与体育工艺智能化系统、建筑绿色生态与体育智慧生态完美结合。

智能媒体嵌入数字政府传播系统的风险样态与治理策略——基于传播政治经济学视角的分析

智能媒体对以数字政府传播系统为代表的政治生活系统的深度嵌入,影响传统政治传播生态的解构或重构进程,并诱发信息传播失灵、过度依赖技术、权力越界、资本侵蚀和治理失范风险。文章以传播政治经济学视角为切入,发现数字政府传播范式的转型及其诱发的信息传播失灵风险、智能媒体技术权力的扩张、数字政府治理权力的迁移、智能媒体技术资本对数字政府传播系统的侵蚀等因素导致了上述负外部性的滋生。因此,需从整体性治理视角出发,优化数字政府传播模式的转型升级进程并提升数字政府传播系统的民意吸纳水平,提高整体性治理模式与全过程人民民主的有机衔接程度与网络风险综合治理效能,强化数字政府传播的整体性治理效果并优化数字政府资源的配置水平等,进而持续推动数字政府传播系统由风险变量转为事业增量。

基于计算机网络控制的智能喷灌系统应用研究

为了实现植株根部含水率的精确控制,基于ZigBee技术建立了智能喷灌系统。计算表层含水率变化量、平均温度、日照长度与根部含水率变化量的相对关联系数,选定表层含水率变化量为自变量参数,采用线性拟合的方法,建立根部含水率变化量模型;探究喷灌阀控制信号和喷灌流量之间的关系,进而建立喷灌阀控制信号与表层含水率变化量之间的模型;设计系统工作流程,实现根部含水率精确控制。对网络系统监测表层含水率的精度和根部含水率恒定控制进行测试,表明系统具有良好的工作性能。

大田智能灌溉系统的构成及应用

为解决目前大型农场大田水稻种植中存在的灌溉用工难、管水难等问题,特研发了一套大田智能灌溉控制系统。该系统通过对农渠中的传统闸门进行改造,配合自主研发的智能灌溉控制器,可实现对无网、无电、无基础设施的农田进行智能化灌溉管理。为促进大田智能灌溉系统应用、提升国家粮食安全保障能力,现将大田智能灌溉云平台、智能灌溉控制器、灌溉小助手等大田智能灌溉控制系统的主要构成及其在上海农场的应用效果进行介绍。