美國留學(xué)：自動化專業(yè)介紹

美國留學(xué)：自動化專業(yè)介紹在美國留學(xué)申請中，常常有人會發(fā)現(xiàn)自己所學(xué)的專業(yè)與美國大學(xué)專業(yè)并不對口，這主要是因為中國專業(yè)設(shè)置的特殊性導(dǎo)致很多專業(yè)與美國大學(xué)專業(yè)并不統(tǒng)一，在辦美國留學(xué)申請時經(jīng)常有人會問，我們自動化的出國應(yīng)該申請什么系?或者我們到底在美國屬于什么專業(yè)?由于中國專業(yè)設(shè)置的特殊性，控制或者說自動化專業(yè)在美國并沒有正好對應(yīng)的院系。下面就來看看這種情況下的自動化專業(yè)如何完成美國留學(xué)申請。一、自動化可以申請的方向一般說來，和控制理論研究、機器人相關(guān)的在EE，和過程控制、過程優(yōu)化等相關(guān)的在ChE，和運籌學(xué)、后勤學(xué)相關(guān)的在IE，和機械控制相關(guān)的在ME，和航天航空器控制相關(guān)的在AE。當(dāng)然，各個學(xué)科是交叉的，劃分不會像上述所說的這么精確，比如robotic在EE/ME都有人在做，控制理論則EE/MATH做的多。而且有些學(xué)校有些特殊的學(xué)院，比如SystemEngineering，也是controlguys的好去處。因此，在選校過程中，花比CS或者ChE的人更多的精力，每個學(xué)?？?、4個系，是正常的也是需要的。不要把目光僅僅局限在EE。在國內(nèi)CS/EE是熱門，控制系開課的時候大家對面向化工過程控制的課非常有意見。在IT全球降溫以后，至少在美國，ChE和ME的工作形勢優(yōu)勢明顯。機械自動Biomechatronic：直譯就是生物醫(yī)學(xué)機械電子，也就是一個大雜燴。比較exciting的方向倒也基本和電結(jié)合的很多，比如說為殘疾人設(shè)計輔助系統(tǒng)(輔助康復(fù)，輔助練習(xí))。如果你學(xué)的機械design比較多，在這個方向里，你可以設(shè)計假肢等。Robot：這個范圍就廣了，主要還是機械設(shè)計方面的，上肢范圍的(Haptic，適用于工業(yè)生產(chǎn)線，無人化工廠)，下肢范圍的(行走機器人，適用于救援，星球探測)電力能源自動化：很多人覺得電力電子比較枯燥，特別不喜歡。其實能源這種問題是不能和你作一個機器人什么的擺在一個臺面上的，它絕對是國家級和戰(zhàn)略級的。長三角的限電，還有三峽工程。電能直接決定中國這個大國的工業(yè)發(fā)展和城市發(fā)展。將來能源會不會不只握在國家手里，這個是不知道的，但是不管是握在誰手里，對于我們這么大的一個國家，這里面的賺頭都不會少的。光電，檢測自動化：這個方向，從低到高都是非常的pratical，所以也有錢賺的。誰都知道傳感器就是相當(dāng)于人的手腳耳眼(沒有鼻子，哪天有人能作出嗅覺傳感器，有那么一天，說不定能作出閉環(huán)feedbackcontrol的“做飯機”出來。比較低端的，就是常用的工業(yè)傳感器，安設(shè)，電路設(shè)計等等。高端的，精密的那種，核電站的，多了去了。還有就是視覺方面的傳感器，相當(dāng)于imageprocessing和patternrecognition的前期工作，很熱的。這個主要是復(fù)雜的對象，比如我們這里有的一些項目，例如，衛(wèi)星太陽能板幾千塊小鏡面需要以最快速度找到陽光最強的方向，這幾千個小塊都能各自以一定自由度旋轉(zhuǎn)。還有就是有些控制系統(tǒng)是用比較特殊傳感器的，比如視覺的，要從看到景物的移動中，計算速度和深度(2D-3D)，自由度怎么建。這個就是正牌的control了，主要是作算法，就是相當(dāng)于人的腦子。作為算法，具體問題具體分析，控制對象不同也不同。這些算法可以用到平常如工業(yè)機床，化工高爐，也可以用到機器人，生產(chǎn)機械手，還可以用到航空航天，導(dǎo)彈衛(wèi)星。我的認識就是給機械灌入了靈魂和智慧。個人感覺分為3塊：其實控制發(fā)展到現(xiàn)在，有模型的系統(tǒng)，那些控制算法已經(jīng)很多了，屬于經(jīng)典控制的范疇。現(xiàn)在還能有進展的可能就是optimization和model-predictive還有hybrid了。個人感覺數(shù)學(xué)的東西特別多。如果投身如此，屬于經(jīng)典領(lǐng)域，重要的是你作project的能力了。不過個人看到這里面的一些新動向，就是和經(jīng)濟學(xué)有關(guān)。作練習(xí)的時候經(jīng)常用一些經(jīng)濟學(xué)的例子，做到最后發(fā)現(xiàn)居然是control的問題。其實抽象的看，在有模型的控制方法來看，模型就是一個式子，至于這個式子在實際系統(tǒng)中的意義，不是那么重要了。個人感覺在model-basecontrol里面，多是針對linearmodel，對于nonlinearmodel，方法不是特別多，還有一定的挖掘潛力。說道了nonlinearmodel就不能不提knowledgebasecontrol，說得具體點就是所謂的專家系統(tǒng)，模糊控制，神經(jīng)元什么的，這是一條新路。這些一部分是算法：不管你模型是什么，把專業(yè)技術(shù)工人的知識拿過來作為機械自己的知識，完成相應(yīng)的控制目標。一部分是建模：曾經(jīng)做過的assignment是用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的，每個神經(jīng)元都是線性的，但是卻比任何一個線性模型都要準確擬合非線性的行為。更關(guān)鍵的，這種控制器可以實現(xiàn)adaptive和learning的功能，就是他能從控制的失敗中自己學(xué)習(xí)怎么更好的控制。我現(xiàn)在還不知道這個是怎么干得，但是將來和AI結(jié)合，是很有可能的。投身如此的人，必要耐得住寂寞，主要研究魯棒，LMI(linearmatrixinequality)，既枯燥有很難，理論性很強，現(xiàn)在又時興起probalistic的魯棒了。二、理工交叉學(xué)科近代科學(xué)發(fā)展特別是科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)和國計民生中的重大社會問題的解決，常常涉及不同學(xué)科的相互交充滿和相互滲透。學(xué)科交叉逐漸形成一批交叉學(xué)科，尤其是理工科，如化學(xué)與物理學(xué)的交叉形成了物理化學(xué)和化學(xué)物理學(xué)，化學(xué)與生物學(xué)的交叉形成了生物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)，物理學(xué)與生物學(xué)交叉形成了生物物理學(xué)等。這些交叉學(xué)科的不斷發(fā)展大大地推動了科學(xué)進步，因此學(xué)科交叉研究(interdisciplinaryresearch)體現(xiàn)了科學(xué)向綜合性發(fā)展的趨勢。科學(xué)上的新理論、新發(fā)明的產(chǎn)生，新的工程技術(shù)的出現(xiàn)，經(jīng)常是在學(xué)科的邊緣或交叉點上，重視交叉學(xué)科將使科學(xué)本身向著更深層次和更高水平發(fā)展，這是符合自然界存在的客觀規(guī)律的。由于現(xiàn)有的學(xué)科是人為劃分的，而科學(xué)問題是客觀存在的，根據(jù)人們的認識水平，過去只有天文學(xué)、地理(地質(zhì))、生物、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)六個一級學(xué)科;而經(jīng)過20世紀科學(xué)的發(fā)展和交叉研究，又逐漸形成了新的交叉學(xué)科，如生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等。顯然，很多交叉學(xué)科在學(xué)科劃界問題上都難免不與相關(guān)或相鄰學(xué)科發(fā)生爭論，對于許多社會性學(xué)科而言更是如此。那么如何看待這一學(xué)科領(lǐng)域之間的學(xué)術(shù)爭論現(xiàn)象呢?是不是存在一種能夠比較客觀公正地劃分交叉學(xué)科與相關(guān)/相鄰學(xué)科各自研究領(lǐng)域的方法?當(dāng)然，不同的交叉學(xué)科可能面臨不同研究疆域和問題空間的爭論。作為一種學(xué)術(shù)現(xiàn)象，相鄰學(xué)科之間為各自研究領(lǐng)域的爭奪是不可避免的，因此也是可以理解的。對于學(xué)術(shù)科研的進步，這種爭論無疑具有重要的作用，因為正是這種學(xué)科之間的爭論才影響了科學(xué)不斷走向深入，研究不斷細化的歷史進程。但是過于嚴格地限制本學(xué)科的研究領(lǐng)域又不利于學(xué)科的發(fā)展。誠如有