著名科学家史蒂芬·霍金12月2日表示，创造“能思考”的机器的努力将威胁人类自身生存。他认为：“对完全人工智能的发展可能会招致人类历史的终结。” 　　在上世纪60年代上映的科幻电影《2001太空漫游》中，超级电脑HAL9000凭借自己的“智慧”谋杀了四位宇航员。半个世纪过去，霍金的预言再次引发人们对人工智能未来发展前景的深思。 　　霍金预言：依赖人工智能，担忧人工智能 　　在被问及帮助他说话的电脑系统进行升级的相关问题时，霍金作出如此论断。 　　由于患有肌萎缩侧索硬化症，霍金几乎全身瘫痪。这位著名的理论物理学家现在依赖英特尔公司为他设计的电脑系统与外界进行交流——这一系统涉及初级人工智能技术。 　　近日，该系统进行了更新，新系统能够推测他想表达的语言词汇，这使他的打字速度提升了两倍，发邮件的速度提升了十倍。霍金表示，新系统可以帮助他更好地进行演讲、撰写论文和出书，当然也可以帮助他更容易地与亲人和朋友交流。“药物未能使我康复，因此我现在依赖技术与人沟通和生活。技术正在使更多的事变为可能——没有它，我无法在这里与你们交流。” 　　借助人工智能“改变人生”的霍金，却对这一技术的未来前景表示担忧。 　　霍金认为，初级人工智能的发展迄今已被证明是非常有用的，但是他对创造出能够与人类相提并论甚至超越人类的人工智能的后果十分忧虑。 　　在接受英国广播公司采访时，霍金表示，人工智能可能会自发地开始进化，并以前所未有的速度重新设计自己。受限于缓慢的生物进化过程的人类，无法与人工智能相比，而且会被它们超越。

　　近日，一篇对于2030年专业律师工作的展望引起了网络上极大的关注，根据这篇报道中所说，未来律师的工作可能与现在完全不同，等到了那时，工作机器人和它们的系统将可能达到量产的地步。这篇文章的作者Jomati Consultants表示，机器人最终将会接手低级工作，它们不会感到疲劳，不会天天想着加薪升职，高级别的工作还是需要人类律师，但是对于律师助手的需求将会大幅减少，如此一来，那些律师事务所将会经历一场结构性衰退。 　　报道中还提到，那些律所里面的高级管理人员将会给客户提供更深层次的沟通和相互理解，之所以这样说是到了2030年，能够成为律所的合伙人的律师，现在差不多30多岁，他们极有可能推行人工智能的商业模型。这些改变对于那些大型、高价值的商业公司是十分适用的，相反，那些小型的专业公司可能受益不会很多。其实，这种人工智能的模型在很久之前就已经出初见端倪了，在2011年纽约时报的一篇报道中，对比了1978年律师和助理整理600万分文件的价值为二百二十万美元，而到了2011年，10万美元就可以让机器搜索分类超过1500万份文件。当然这会造成大量失业，但是Stephen Hawking曾经说过，“当AI时代来临，比起失业，我们会有更多事情要去担心”。

 　 工业运动控制涵盖一系列应用，包括基于逆变器的风扇或泵控制、具有更为复杂的交流驱动控制的工厂自动化以及高级自动化应用（如具有高级伺服控制的机器人）。这些系统需要检测和反馈多个变量，例如电机绕组电流或电压、直流链路电流或电压、转子位置和速度。在诸如增值功能（如状态监控）等考虑因素中，终端应用需求、系统架构、目标系统成本或系统复杂度将决定变量的选择和所需的测量精度。据报道，电机占全球总能耗的40%，国际法规越来越注重整个工业运动应用的系统效率，因此，这些变量越来越重要，特别是电流和电压。 　　本文将根据电机额定功率、系统性能要求以及终端应用，重点讨论各种电机控制信号链拓扑中的电流与电压检测。在此情况下，电机控制信号链的实现会因传感器选择、电流隔离要求、模数转换器（ADC）选择、系统集成以及系统功耗和接地划分的不同而有所差异。 　　 　　工业驱动器应用图谱 　　从简单的逆变器到复杂的伺服驱动器，电机控制应用涵盖一系列电机类型，但所有电机均包含特定功率级的电机控制系统，以及具有不同级别的检测和反馈，可驱动脉冲宽度调制器（PWM）模块的处理器。图1为应用图谱的简化图，展示了复杂度从左至右逐步提高的各种系统，首先是简单的控制系统，如无需精密反馈仅使用简单微处理器即可实现的泵、风扇和压缩机。随着系统复杂度的提高（即移向图谱的较高端），复杂控制系统要求精确反馈和高速通信接口。例如带传感器或不带传感器的矢量控制感应电机或永磁电机，以及针对图1中所示效率而设计的高功率工业驱动器（如大型泵、风扇和压缩机）。图谱的最高端为复杂的伺服驱动器，用于机器人、机床以及贴片机器等应用。随着系统复杂度的提高，变量的检测和反馈变得越来越关键。 　　驱动器架构系统划分 　　我们在设计满足各种工业运动控制应用需求的系统时可能会遇到各种问题。通用电机控制信号链如图2所示。 　　 　　隔离要求非常重要，通常对产生的电路拓扑和架构具有显着影响。需要考虑两个关键因素：隔离的原因和位置。 　　隔离分类的要求取决于前者。可能要求高压安全隔离（SELV）以防电击，或功能隔离以便在非致命电压之间进行电平转换，或为实现数据完整性并消除噪音而要求进行隔离。隔离位置通常由系统的预期性能决定。电机控制通常是在充满电噪声的恶劣环境中进行，采用的设计通常需承受数百伏的共模电压，可能会在超过20 kHz的频率下切换，并具有极高的瞬态dv/dt上升时间。为此，性能较高的系统和固有噪声较高的大功率系统通常会设计为具有与控制级相隔离的功率级。无论是采用单处理器还是双处理器设计都会影响隔离位置。在性能较低的低功耗系统中，通常是在数字通信接口上进行隔离，这意味着功率级和控制级处于同一电位。低端系统需隔离的通信接口带宽较低。由于高端系统要求具有较高带宽，且传统隔离技术具有局限性，因此，隔离高端系统的通信端口通常会比较困难。但是随着磁性隔离的CAN和RS-485收发器产品的问世，情况正在发生变化。 　　在高性能闭环电机控制设计中，两个关键的元件构成为PWM调制器输出和电机相位电流反馈。图3a和图3b展示了需要进行安全隔离的位置，具体位置取决于控制级是与功率级共享相同的电位还是以接地为基准。无论何种情况，高端栅极驱动器和电流检测节点都需要隔离，但是图3a中的隔离等级不同，这些节点只需进行功能隔离，而在图3b中，这些节点的人员安全隔离（即电流隔离）至关重要。 　　电流和电压检测的测量技术与拓扑 　　除上文所述的系统功率和接地划分外，为检测电流和电压而实现的信号链还会因传感器选择、电流隔离要求、ADC选择以及系统集成的不同而有所差异。为实现高保真测量而进行的信号调理并非易事。例如，在如此嘈杂的环境中恢复小信号或传送数字信号就非常具有挑战性，而隔离模拟信号则是更大的挑战。在许多情况下，信号隔离电路会引起相位延迟使得系统动态性能受限的。相位电流检测尤其困难，因为该节点连接的电路节点与功率级（逆变器模块）核心中的栅极驱动器输出的节点相同，因此在隔离电源和开关瞬变方面的需求也相同。通常根据以下三个关键因素来确定需在电机控制系统中实施的测量信号链（技术、信号调理和ADC）： 　　1. 决定测量需求的系统中的点或节点。 　　2. 电机功率水平以及最终选择的传感器（本身是否具有隔离功能）。传感器选择在很大程度上影响着ADC的选择，包括转换器架构、功能以及模拟输入范围。 　　3 终端应用。这可推动检测信号链中对高分辨率、精度或速度的需要。例如，在较大的速度范围内实现不带传感器的控制要求进行更多、更频繁、更精确的测量。终端应用还会影响对ADC功能的要求。例如，多轴控制可能需要通道数更高的ADC。 　　电流和电压传感器 　　电机控制中最常用的电流传感器为分流电阻、霍尔效应（HE）传感器以及电流互感器（CT）。虽然分流电阻具有隔离功能且会在电流较高时出现损耗，但是它们是所有传感器中最具线性、成本最低且适用于交流和直流测量的传感器。为限制分流功率损耗的信号电平衰减通常将分流应用限制为50 A或更低。CT传感器和HE传感器可提供固有的隔离，因此能够用于电流较高的系统。但是它们的成本更高，并且采用此类传感器的解决方案在精度上不及采用分流电阻的解决方案，这是由于此类传感器本身的初始精度较差或者在温度方面的精度较差。 　　 　　除传感器类型外，还有许多可选的电机电流测量节点。平均直流链路电流即可满足控制需求，但是在更高级的驱动器中，电机绕组电流用作主反馈变量。直接相位绕组电流测量是理想的选择，可用于高性能系统。然而，在每个低位逆变器引脚上使用分流器或在直流链路中使用单个分流器可以间接测量绕组电流。这些方法的优势在于，分流信号全都以共用电源为基准，但是从直流链路提取绕组电流要求采样与PWM开关同步。采用以上任何一种电流检测技术均可进行直接相位绕组电流测量，但是必须隔离分流电阻信号。高共模放大器可提供功能隔离，但是人员安全隔离必须由隔离式放大器或隔离式调制器提供。

　　在11月的Expand NY活动上，美国国防部高级研究计划局DARPA主任Arati Prabhakar谈到他们资助的一些项目，包括匹兹堡瘫痪病人Jan Scheuermann成功使用意念控制机械手。 　　当人脑产生某一动作的想法时，这种想法会以电传导的方式在特定神经元细胞之间传导，并最终在感觉运动区形成具有一定电信号特征的神经冲动，用来指导这一动作的信号发放，通过神经纤维传导至手、脚等产生动作的肌肉，完成动作的实现过程。 　　大脑能控制肌肉，而脑机界面能够接受大脑发出的控制信号，然后激活人造肌肉和人造四肢。因此，它并非控制手指，而是控制能控制手指的细胞。 　　Scheuermann的实验已经结束，而匹兹堡大学的项目负责人也发表论文阐述这样的机械手会如何改变人们的生活。在植入意念机械手之前，Scheuermann脖子以下的部位都无法动弹。植入之后，不仅可以让手脚活动，还可以跟着他的哥哥玩石头剪刀布。匹兹堡大学神经生物学博士AndrewSchwartz指出，研究显示，协调自然的活动能使人们麻痹已久的四肢恢复。 　　2012年，外科医生通过手术给Scheuermann的左脑植入皮质内微电极。研究员把她通过意念机械手拿起巧克力棒视频放在网络上，引起一时轰动。为了读懂Scheuermann的想法，科学家观察了她手臂活动时大脑的图像，以及指导Scheuermann如何运用意念控制机械手。 　　现在，Scheuermann的实验已经结束了，而科学家在寻找更多的志愿者参与到进一步的研究中。而且有很多问题急需要解决，比如，如何拿着东西停留半空，怎样让它无线化，如果病人想外出，怎样使它装在轮椅上？ 　　为世界杯开球 　　当然，这不是唯一一个肢体仿生项目。杜克大学的BrainGate计划则针对更小的身体部位：意念控制外骨骼。据了解，今年6月份，28岁下肢截瘫的年轻人诺平托，依靠一套奇怪的机械装置，从轮椅上站起来，开出了巴西世界杯的第一球。 　　这就是专为瘫痪患者设计的意念控制外骨骼在2014年世界杯首次亮相的情形。而这套意念控制机械外骨骼的研发者是神经科学教授MiguelNicolelis。他是脑机界面领域的先锋，也是第一位提出动物（包括人类）能通过脑机界面控制义肢的神经科学家。 　　可以预见，不久的将来，机械物品不仅是受人控制的身外之物，还会成为人体的一部分，也许机器人不再是机器本身，还就是人类自己。对这个问题，你怎么看？

　　 位于横滨的一家日产汽车制造车间 　　作为工业化强国，日本的工业4.0具有极为鲜明的特色，日本老龄化问题非常严重，该国政府在通盘政策考虑时十分重视的是对发展人工智能技术的企业给予优惠税制、优惠贷款、减税等多项政策支持，使得人工智能技术能够在日本取得长足发展。 　　此外，尽管信息化的重要性日益提升，但日本政府从未减少过对高端制造业发展的重视，近年来更是大规模推出技术战略规划，同时加大了对3D打印等新兴技术的投入。 　　人工智能成突破口 　　日式工业4.0的一大特色即对人工智能产业的探索，以解决劳动力断层并支持未来的工业智能化，而其首先应用的领域就是工业化生产线。 　　由于政府政策支持，日本通过改革技术采用智能化生产线的企业越来越多。以日本汽车巨头之一本田公司为例，其通过采取机器人、无人搬运机、无人工厂等先进技术和产品，加之采用新技术减少喷漆次数、减少热处理工序等措施把生产线缩短了40%，并通过改变车身结构设计把焊接生产线由18道工序减少为9道，建成了世界最短的高端车型生产线。 　　业内人士指出，日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及工业机器人，而今已在发展第三、四代工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本希望借助在该产业的高投入以解决劳动力断层问题，降低高昂的劳动成本并支持未来的工业智能化。 　　智能化、最大程度减少人力无疑是新型工业所追求的目标，但与许多公司仅仅通过简化和分解流程不同，本田将尽可能多的任务集中到一个流程之中，从而实现生产线的精简以及部件的一体化。这不仅有助于更有效地利用资源，也有利于生产的高效和弹性。但这也同时加大了人工智能化的难度，进行生产的机器人必须具备更高水平。此外，本田目前在其工厂实行全球标准化车间，其中只要某个工厂存在独特的生产，这些非标准的工序就会被撤离主生产线，转移到副装配线区，不会对标准智能化生产带来扰乱。

　　麻省理工学院的经济学家表示，机器人和新科技造成工作岗位流失，这是人类社会未来十年所面临的最大挑战。 　　腾讯科技讯机器人越来越多取代人类岗位，这已经不算是新闻。不过，在当前一系列机器人和人工智能技术重要突破的背景下，人们越来越担心机器人在人类经济活动中扮演负面角色，其中最重要的是越来越多的失业者，担心机器人让自己饭碗不保。有民调显示，四成美国失业者认为，是机器人等新技术让自己无法找到工作。 　　随着谷歌(微博)等科技巨头将资源投向人工智能和机器人领域，机器人技术正在大幅提升，谷歌的自动驾驶汽车已经制造出了原型车，将无需司机驾驶，另外《洛杉矶时报》甚至已经采用机器人撰写的突发地震新闻。 　　外媒报道称，传统上，机器人取代的只是工厂里的蓝领岗位，如今，机器人已经可以取代一部分涉及到知识和服务的白领工作。 　　过去，人们相信新技术的问世，在消灭工作岗位的同时，可以创造新的岗位。如今，一些学者开始怀疑，新科技正在造成工作岗位绝对数的流失。 　　美国前任财政部长萨默斯最近表示，他已经不再相信自动化技术能够给美国带来新增的工作岗位。 　　美国麻省理工学院的经济学家ErikBrynjolfsson表示，机器人和新科技造成工作岗位流失，这是人类社会未来十年所面临的最大挑战。 　　许多员工感受到了机器人技术的威胁。CBS等机构推出的一项民调显示，在25岁到54岁的失业美国人中，37%的人表示是机器人等新技术让自己找不到工作岗位，46%的受访者表示，缺乏寻找新工作的技能培训。

　　随着食品质量问题和雾霾这样具有中国发展特色的“衍生物”的出现，化学分析及环境监测市场在中国发展形势十分乐观，只能说是有人欢喜有人愁。这类分析和检测仪器最前端的技术就是模数转换，精度、响应速度、灵活性和稳定性是模数转换器（ADC）一直不断追求的几种重要指标，实现一种可能不难，但是要综合多种性能却非易事。 　　近日，在高精度模数转换领域一直处于领先地位的ADI公司，推出了业界首款片内集成真轨到轨模拟和基准输入缓冲器的24位Σ-Δ型ADC AD7175-2，这款ADC就适合高精度仪器仪表和过程控制应用。ADI公司亚太区精密仪器业务部系统应用工程师李强先生近日在北京的ADI办公室向记者介绍了这款ADC，并携手ADI在化学分析环境监测应用市场的首要代理商世健公司介绍了ADI ADC在化学分析和环境监测应用上的独特优势。 　　图1 ADI公司亚太区精密仪器业务部系统应用工程师李强先生 　　“前无古人”的“真24位”ADC 　　李强先生首先阐述了针对性能、吞吐量和灵活性进行优化的AD7175-2的性能。（1）性能领先。在速率为20 SPS时可实现24位无噪声分辨率，在2.5 kSPS时可实现20位无噪声分辨率，在250 kSPS时可实现17.2位无噪声分辨率，这为设计人员提供了更宽的动态范围，可实现实验室分析仪器系统所需的较小信号测量偏差。（2）响应速度。快速且灵活的输出速率，5 SPS~250 kSPS，建立时间仅为20 μs，通道扫描数据速率达50 kSPS。在相同功耗下的吞吐速率高一倍，可实现更快、响应更迅速的测量系统。（3）灵活性。真正的轨到轨模拟和基准输入缓冲器，可实现快速、方便的传感器接口，减少设计与布局复杂性，简化模拟驱动电路并缩小PCB面积；每通道滤波器配置；50 Hz和60 Hz抑制为85 dB；建立时间为50 ms。 　　李强先生特别说了“无噪24位”，他表示这是“前无古人”的，因为目前还没有其他厂商可以做到，过去无噪真23位是最高的。此外，李强先生强调，集成真轨到轨模拟和基准输入缓冲器是ADI的IC工程师花了大量的精力去调参数和ADC核的参数匹配，它们俩之间匹配好之后，性能得以充分展现。 　　当然，如果你对以上的数据感到“不可思议”，不妨等有了样片以后亲身体验一下。

　　要问2014科技界的热点是什么，可穿戴设备定是其中之一。尽管2014年的可穿戴市场还没有真正起飞，但各大厂商都在积极布局，以期在竞争激烈的可穿戴市场中占得一席。而在即将到来的2015年，可穿戴市场或将迎来更大变革，在新一轮的可穿戴设备芯片战引爆前，我们先来了解一下目前主流的几家可穿戴设备芯片供应商情况如何。 　　1、芯片公司：TI 　　产品线：MCU，Sensor，BT，Wifi，微投DLP，无线充电，电源管理 　　优势：产品线、客户资源丰富，本地支持较好。 　　不足：除CC2540/41应用较多，其他产品用在可穿戴市场不多或还未有应用。 　　策略：早前推出Sensor Tag应用于无线传感应用，未来继续推出更多产品针对IOT应用。 　　德州仪器（Texas Instruments），简称TI，是全球领先的半导体公司，为现实世界的信号处理提供创新的数字信号处理(DSP)及模拟器件技术。除半导体业务外，还提供包括传感与控制、教育产品和数字光源处理解决方案。TI总部位于美国德克萨斯州的达拉斯，并在25多个国家设有制造、设计或销售机构。 　　2、芯片公司：Broadcom 　　产品线：BT(SOC)，Wifi，GPS，NFC，Smart Bridge，实现BT和Wifi互联转换，无线充电，应用处理器AP 　　优势：产品线、客户资源丰富，无线连接市场优势明显。 　　不足：缺乏传感类产品。 　　策略：定位做可穿戴Turnkey方案商。与香港科技大学、InvenSense等公司合作，加强产品之间协同合作，你如算法和SDX。 　　Broadcom Corporation （博通公司）是全球领先的有线和无线通信 半导体公司。其产品实现向家庭、 办公室和移动环境以及在这些环境中传递语音、 数据和多媒体。 Broadcom 为计算和网络设备、数字娱乐和宽带 接入产品以及移动设备的制造商提供业界最广泛的、 一流的片上系统和软件解决方案。

　　目前人们研制的保安机器人主要有两种类型：“机动探测评估反应系统”机器人和爆炸物处理机器人。前者主要用于室内外的巡逻安检，后者主要用于取代人类从事某类危险工作，比如拆爆。 　　越来越多的公司愿意使用机器人来帮助甚至代替人类来完成工作。这种趋势正在加速。最近，美国硅谷开发出一款名为K5的保安机器人，其时租价格仅为6.25美元，而据统计，美国去年雇佣的超过一百万名安保人员，其时薪已是K5的两倍以上。这个数字更让越来越多的客户对机器人保安产生了兴趣。 　　无论是在技术上和文化上来说，机器人保安仍面对着很多挑战，比如K5如果不小心摔倒，它目前可能还不能马上自动爬起来。不过，人们应该会在机器人保安的实用性被逐步证实后，慢慢接受“机器保安站岗”的这个现实。 　　机器人保安的好处 　　虽然机器人不可能完全取代人类保安的重要性，但机器人的好处却很明显。比如它能完成更多危险或持续性长的工作；另外，许多安保公司还反映，现在的安保工作者流动性太高，也是让他们头疼的问题，而机器人就不会带来这方面的困扰。 K5机器人

　　1　引　言 　　直流伺服电机具有响应快、低速平稳性好、调速范围宽等特点，因而常常用于实现精密调速和位置控制的随动系统中，在工业、国防和民用等领域内得到广泛应用，特别是在火炮稳定系统、舰载平台、雷达天线、机器人控制等场合。尽管交流伺服电机的发展相当迅速，但在这些领域内还难以取代直流伺服电机。 　　传统的直流调速系统包含2个反馈环路，即速度环和电流环，采用测速机、电流传感器(霍尔器件)及模拟电子线路实现速度的闭环控制。现代数字直流伺服控制则采用高速数字信号处理器(DSP)，直接对速度和电流信号进行采样，通过软件实现数字比较、数字调节运算(数字滤波)、数字脉宽调制等各种功能，从而实现对速度的精确控制。二者相比，模拟调速系统结构简单、成本低、可靠性高，但调试较复杂，因为其电路参数的修改往往需要硬件上的改动；而数字调速系统结构复杂、成本高，但是调速精度很高、调试过程也较容易，调速系统的性能可以由软件进行控制。 　　本文介绍一种方法，介于模拟调速及数字调速二者之间，即采用可编程模拟器件(ispPAC10)实现模拟调速系统，系统的电路参数可以通过软件进行调整，并且可以对建立的系统模型进行仿真。采用这种方法对原有的直流调速器一种CCD相机的自动变焦系统进行改进，取得了很好的效果。 　　2　模拟直流调速系统的组成和工作原理 　　模拟调速系统一般是由2个闭环构成的，既速度闭环和电流闭环，为使二者能够相互协调、发挥作用，在系统中设置了2个调节器，分别调节转速和电流。2个反馈闭环在结构上采用一环套一环的嵌套结构，这就是所谓的双闭环调速系统，他具有动态响应快、抗干扰能力强等优点，因而得到广泛地应用。图1是系统的结构框图，其中ASR，ACR分别是速度和电流调节器，通常是由模拟运放构成PI或PID电路；信号调理主要是对反馈信号进行滤波、放大。考虑到直流电机的数学模型，模拟调速系统动态传递函数关系如图2所示。 　　以速度调节器ASR为例，其线路原理如图3(a)所示，其中Zin(S)表示输入网络的复数阻抗，Zf(S)表示反馈网络的复数阻抗。 　　这样： 　　即调节器的传递函数等于反馈网络与输入网络复数阻抗之比。所以，改变Zf(S)和Zin(S)，就可以获得所需要的传递函数，以满足系统动态校正的需要。图3(b)所示的PI调节器，其动态结构如图4所示。 　　其中： 　　在模拟调速系统的调试过程中，因电机的参数或负载的机械特性与理论值有较大差异，往往需要频繁更换R，C等元件来改变电路参数，以获得预期的动态性能指标，这样做起来非常麻烦，如果采用可编程模拟器件构成调节器电路，系统参数如增益、带宽甚至电路结构都可以通过软件进行修改，调试起来就非常方便了。下面以图3所示PI调节器为例，说明如何应用可编程模拟器件-ispQAC10实现模拟调节器电路。 　　3　实现方法 　　3.1　ispPAC10简介 　　ispPAC10是Lattice公司生产的一种在系统可编程模拟器件，采用非易失性E2CMOS工艺，其内部的模拟部件块“PACblocks”无需外接电阻、电容等元件，便可代替传统的模拟电路，如运算放大器、滤波器等；通过软件编程，可实现电路的设计和修改，极大地缩短了开发、调试周期，具有很高的性能价格比。Lattice公司为开发ispPAC10而提供的集成软件包PACDesigner功能强大、易学易用，可以在网上下载。ispPAC10内部包含4个模拟部件块-内部结构如图5所示。