第四节　自动化技术

一、自动控制和自动控制系统
自动化的基本含义是机器设备或生产过程在不需要人直接干预下，按预期的目标、目的或某种程序，经过逻辑推理、判断，普遍地实行自动测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。更高层次的自动化是人工智能，用机器模仿人的智能活动，延伸人的大脑功能，代替人去思考。
例如，居室内的温度、水塔的水位、电动机的转速等，需要对它们进行控制，这些物理量被称为被控量。它们总会受到环境、外界条件或负载变动等因素的影响，这些因素统称为扰动或干扰。在扰动的作用下要使被控量保持恒定或者按预期的规律变化，必须对机器设备进行及时的、适当的控制。
实现控制时，可以采用人工控制，也可以利用控制装置代替人工控制。把利用控制装置使被控量自动地按预期规律变化的控制称为自动控制。被控制的设备或装置称为被控对象。传感器可代替人的感觉器官对各种物理量进行检测。利用传感器对被控量检测，并将信息送给比较装置去与被控量的期望值比较，这一过程称为反馈。比较装置和控制器模拟人大脑的某些功能，比较装置产生偏差信号，控制器对偏差信号进行运算处理，产生控制信号，执行装置代替人的手，按控制信号对被控对象实施调节或控制。
由控制器（包括比较装置）、执行装置、反馈装置和被控对象组成，能实现自动控制的系统，称为自动控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。例如，居室内的空调，就是一个温度和湿度自动控制系统。室内温湿度被称为被控量，检测装置由温度传感器、变送器和显示装置组成。用红外遥控器设定室内的期望温度和送风方式，期望温度和室内温度在空调面板上有显示，遥控器一般采用位式调节器，温度执行装置通常采用可控热交换器（冷却器或加热器），根据调节器送来的信号，改变冷却器（或加热器）吸收（或供给）被控对象的热量，并改变送风量，使室内温度与期望值相等。
二、自动控制系统的主要装置
自动控制系统的组成，主要有三个部分，采集信息和传递信息的传感器，进行运算、处理信息的控制器和根据控制信号去驱动被控对象的执行装置。
（一）传感器
根据国家标准（GB7665～87），传感器的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
目前，传感器从技术角度而言发展极为迅速，已经逐渐形成一门新的学科。以传感器为核心逐渐外延，和测量学、微电子学、材料科学、信息处理技术以及计算机技术相互结合而形成一种新的综合、密集型技术。例如目前美国已生产的一种智能型传感器，虽然把硅膜片作为感受压力的敏感元件，但解决提高传感器精度问题、提高线性化精度问题以及修正温漂及时漂问题则是利用微处理器来进行的。有的传感器不仅具有测量功能，还具有根据输入的多种信息加以选择和判断功能。这种发展趋势的特点表现在以传感器为核心，同时结合了各种先进技术和方法，从而形成了一个新的技术领域。所以，用"传感技术"这一用语更能恰当地表示其技术内涵。传感器的发展趋势是多功能化、微型化与智能化，日益趋于与微型计算机相结合构成自动检测系统。而微型计算机的小型化和集成度的提高也使得传感器的智能化更容易实现。
传感器的种类很多，仅就常用的几种作简要介绍如下：
1.温度传感器。
(1)热电偶。由两种不同材料的导体连在一起制成，能产生温差电效应，将被测温度转换为电信号。热电偶的优点是结构简单，不需要外加电源，测量范围宽（－200～1600oC），便于远距离测量，精度较高。
(2)电阻温度传感器。利用金属材料的电阻率随温度升高而增大的特性，测量它们的电阻值变化，就可以知道被测温度。铂、镍及其合金等金属材料，由于熔点高、延伸性能好和在大气中不易氧化、稳定性能良好等优点，是常用的电阻温度传感器的材料。
(3)PN结温度传感器。用半导体材料制造的PN结温度传感器，具有灵敏度高、线性范围大、响应速度快和抗干扰能力强等优点。
2.力传感器。
　 (1)应变传感器。弹性体受力都会发生形变，将称为应变片的长方形金属薄片与待测力的物体粘在一起，受力后应变片延伸，其截面积变小，电阻率变大，测量电阻值的变化量，就间接知道力的大小。
金属应变片的灵敏度低，半导体应变片的灵敏度高，用它们制成的力传感器，测量范围很宽，有称量汽车载重的电子秤，也有测量大脑颅内压力的医用诊断仪器。
(2)压电传感器。压电材料受力后，表面产生电荷，经过放大及阻抗变换，成为正比于所受外力的电量输出。压电材料分压电单晶中的石英晶体和压电多晶的压电陶瓷等。
3.转速传感器。
将旋转物体（例如电动机）的转速变换为电量输出。常用的转速传感器有光电式、电容式、变磁阻式和测速发电机等。
此外，还有测量流量、位移、速度、加速度、湿度、洁净度、气味、烟雾、气体、光和颜色等传感器。
（二）控制器
控制器是自动控制系统实现控制的核心，它是按预定的控制规律和性能指标，产生控制信号的器件或装置。它的作用是模拟人大脑的某些功能，完成一些特定的运算。
在开环控制系统中，控制器为程序控制器，它按预定的时间顺序或逻辑条件，去控制执行器。在闭环控制系统中，控制器根据参考输入和反馈信号，按照一定的控制规律产生相应的控制信号，操纵执行装置，去驱动被控对象，使系统的输出按预期的规律变化。
控制器分模拟控制器和数字控制器。模拟控制器由电子器件构成，完成特定的运算功能。数字控制器由微型计算机及完成特定运算的计算机程序来实现。数字控制器具有精度高、抗干扰能力强、能完成高级控制算法和实现多路控制等优点。
（三）执行装置
执行器是接受来自控制器的控制信号、转换为驱动信号，施加于被控对象的装置。它的作用是模拟和延伸人的手脚肢体的功能。按驱动能源分类，可分为电动、气动和液压执行器。如卫星通信地面站天线方位角跟踪系统的执行装置为直流电动机，推动飞机、舰船、导弹舵面的执行装置均采用液压缸（又称液压马达）。
三、人工智能技术
目前人工智能技术的研究更多的是结合具体应用领域来进行的。下面介绍几个主要的应用领域。
（一）机器思维
机器思维又称机器定理证明。证明定理是人类特有的智能行为，是逻辑演绎的过程，机器定理证明就是把人证明定理的过程通过一套体系符号加以形式化，变成一系列能在计算机上实现的符号演算过程，也就是把具有智能特点的推理演绎过程机械化。
人们证明定理时，不仅需要有根据假设进行演绎的能力，而且需要有某些直觉的技巧。例如数学家在求证一个定理时，必须熟练地运用他丰富的专业知识，猜测应当先证明哪一个引理，精确判断出已有的哪些定理将起作用，并把主问题分解为若干子问题，分别独立进行求解。因此人工智能研究中机器定理证明很早就受到注视，并取得不少成果。机器定理证明的研究在人工智能方法的发展中起着重要的作用，并具有普遍意义。
（二）自然语言处理
包括语言识别与理解，使计算机听懂人说话，最终实现基于自然语言的人机相通。80年代末国外在实验室里研究成功大词汇量非特定人连续语音识别系统；我国也研制成功汉语大词汇量口呼文本输入系统（声控打字机），在语音识别的实用化方面取得了重大进展。但要实现人机自然语言的对话，还有很大差距。
（三）数据库的智能检索
数据库系统是存储某个学科大量事实的计算机系统，随着应用的进一步发展，存储的信息量愈来愈庞大，因此解决智能检索的问题便具有实际意义。
智能信息检索系统应具有如下的功能：
1.能理解自然语言，允许用自然语言提出各种询问；
2.具有推理能力，能根据存储的事实，演绎出所需的答案；
3.系统拥有一定常识性知识，以补充学科范围的专业知识。
系统根据这些常识，将能演绎出更一般询问的一些答案来。实现这些功能要应用人工智能的方法。
（四）专家系统
计算机模拟知识渊博、经验丰富的专家，去处理知识和解决复杂的现实问题。专家系统由知识库、推理机和用户接口组成。其中的知识库是由专家知识和数据库构成的。例如，1975年美国费根鲍姆等研制成功用于治疗血液传染病和脑膜炎的医疗专家系统MYCIN。1982年美国学者W.R.纳尔逊研制成功诊断和处理核反应堆事故的专家系统REACTOR。我国已研制成功中医专家系统等。
（五）智能机器人
机器人分工业机器人和智能机器人。工业机器人是一种按预先编好的程序重复进行操作的自动装置。例如，点焊、弧焊机器人，喷漆机器人，装配机器人，农用撒药机器人。
智能机器人则是利用感觉、识别、理解，作出决策和行动的高级机器人，即配备视觉、触觉、听觉、接近感等各种传感器，取得周围环境的信息，做出比较复杂的分析、判断，拟定行动的途径，在更高程度上模拟人类的智能行动。例如，核废料处理机器人，消防机器人，水下机器人，极限作业机器人，柔性制造系统（机器人与数控机床等组成）。
机器人广泛应用于工业、农业、军事、科学研究等许多领域。机器人作为新一代的生产工具，在提高生产率、减轻人的劳动强度和把人从单调、繁重、恶劣、危险的工作环境下解脱出来，并扩大人的活动领域等方面，显示出极大的优越性。机器人技术受到人们的关注，将迅速发展，它的应用也将越来越广泛。
（六）自动程序设计
自动程序设计的任务是设计一个程序系统，它接受关于所设计的程序要求实现某个目标的非常高级的描述作为输入，然后自动生成一个能完成这个目标的具体程序。在某种意义上来说，编译程序实际上就是去做"启动程序设计"的工作。编译程序是接受一段有关某件事情的源码说明（源程序），然后转换成一个目标码程序（目的程序）去完成这件事情。而这里所说的自动程序设计相当于一种"超级编译程序"，要求它能对高级描述进行处理，通过规划过程，生成得到所需的程序。因而自动程序设计所涉及的基本问题与机器定理证明和机器人学有关，要用到人工智能的方法来实现，它也是软件工程和人工智能相结合的课题。
自动程序设计研究的重大贡献之一是把程序调试的概念作为问题求解的策略来使用。实践已经发现，对程序设计或机器人控制问题，先产生一个代价不太高的有错误的解，然后再进行修改的作法，要比坚持要求第一次得到的解就完全没有缺陷的作法，通常效率要高得多。
（七）模式识别
计算机技术的发展，使一门新兴的尖端技术--模式识别应运而生。模式识别是利用计算机对物理量及其变化过程进行描述与分类，通常用来对图像、文字、相片以及声音等信息进行处理、分类和识别。
模式识别技术包括下述5个部分，即：①模式信号的数字化；②预处理；③特征抽取与分类；④解释环节；⑤学习训练环节。未经学习的机器是无法分类的。
模式识别是作为知识工程机器对事实世界的接口而存在的。这种特殊接口可以把模式--不管是视觉的或是听觉的、触觉的模式--进行感知、理解后直接输入知识工程机器进行处理。这就大大扩展了知识工程机器知识的来源并加速了其获取过程。知识的来源很大程度上来源于各种模式，例如，通过读文献而来，通过识别外在图像或图形而来；通过自然语言的交流而来等等。以上所谈的不管是什么自然参数过程，都笼统地叫做模式。这些物理模式中隐含了若干信息，恰好是这些隐含信息载运了知识。因此对之感知、理解就成了机器增加自己知识获取来源的一个重要部分。利用计算机系统，这些物理模式都是被离散化而输入计算机后再进行理解的。
（八）人工神经网络
　由于计算机并行处理技术的进展，人工神经网络取得了较快的发展。它有3个方面的特点。
1.具有自学习功能。例如在识别图像时，只要先把许多不同的图像样板和对应的应识别的结果输入人工神经网络，网络就会通过自学习，慢慢学会识别类似的图像。现在已经可以做到对面孔及表情的识别。
2.具有联想存储功能。就像人一样，如果有人向你提起你幼年的同学张三，你就会联想起张三的许多事情，人工神经网络也可以实现联想。
3.具有高速寻找优化解的能力。一个复杂问题可能有多种解决办法，从中寻找一个最优化的解，往往需要很大的计算量，利用一个针对该问题而设计的反馈型人工神经网络，发挥计算机的高速运算能力，可能很快找到优化解。
总之，人工智能技术虽然在国内外已取得长足的进步，但还有很长的路要走，机器可以代替人脑的部分劳动，但永远也不可能取代人脑。还要指出，人工智能技术可以帮助我们更快、更方便、更多、更有效地使用信息，但是这并不等于我们自己就不需要去学习、推理和适应了。要记住，人工智能技术仅仅是帮助而不能替代人类，能够主宰世界的依然是不断学习和进步的人类。
四、农业中的自动化技术
自动化技术在农业生产中，得到了很好的应用，并日见扩大。下面简要加以介绍。
（一）自动灌溉
自动灌溉，在国内外已得到广泛的应用。如曲埠市西余村，建成了山区果园自动化微喷工程。各检测点的传感器测量土壤的湿度、温度等，自动地把数据送给微机房的电脑，进行分析，算出什么地方，该什么时候喷灌。电脑发出指令，控制各电动闸门及水泵开启或关闭，不用人上山下田就可适时下起雨来。
（二）帮助农民种田
用电脑，可提供管理农田、良种、产品价格及其他信息，以便农民种田获得最好的收益。例如，英国有很多农场主就使用电脑网络获得一周的天气预报及其他信息，以便更好地安排播种、浇灌、除草、收割等农活。我国不少农民上了网。1999年2月11日，一条"鲁西南最大菠菜市场"的信息，打入因特网。七八天后，辽宁等十多个省市的客商蜂拥而至，菠菜卖了个好价钱。金乡县几十户农民争先上网，使20多万吨大蒜、圆葱销往美日等十几个国家和地区，获利2亿多元。
（三）利用电脑"种"桃
新西兰一家研究所开发出用电脑"种"猕猴桃：屏幕上，树芽破土而出，逐渐长大，展开叶片，鲜花盛开，结出果实，由小而大，由青而熟。从种到熟，还不足一分钟，真神奇。不过，用虚拟技术种出的猕猴桃，只能看，不能吃，电脑一关，什么都没有了。它完全是按照果树生长的实际条件，如土壤、气候、水分等，在电脑中使果树长起来的。用它就可以获得作物各种信息。另外，用它开发新作物品种就很方便和容易了，开发的周期大大缩短，效益明显提高。
（四）利用电脑除草
电脑和全球定位系统结合起来，用于种田除草就更加有用处了。英国研究出电脑全球定位系统和智能拖拉机的除草系统：农民带着全球定位系统接收机在田地中行走，若有野草时就向电脑输入信号，存入野草所在的位置。等回到农场后，再把数据输入到拖拉机上面的电脑中，开动拖拉机，接收全球定位系统信号，在有野草的地方喷洒农药除草。这样可减少除草剂用量，提高农作物无污染的程度。
（五）农业工厂
农业工厂是一种全过程自动化种植体系。日本一家公司的蔬菜工厂采用无土栽培方式生产水芹、鸭儿芹等蔬菜。栽培室，用切成四方形的塑料块代替土壤。塑料块有很多孔眼，每个孔眼中放一颗种子，灌上水，两天发芽后，幼苗植入塑料块的定植孔中，孔中有细长的栽培杆，由它供应营养液。用人工光照射菜苗，由电脑控制照射时间和强度、室内的二氧化碳的浓度（大约是大气中的三倍）、室温（冬天为15℃～20℃，夏天20℃～25℃）。随菜苗生长，要拉开间距，使它得到长大。
这种生产系统真有点像工厂，底座的加工、灌水、播种、育苗、定苗、间苗、添加营养液、控制室温、控制二氧化碳浓度，是一道"工序"一道"工序"自动进行的。另外，生产中没有土壤，生长过程中所需的营养，运输和包装都很方便，重量轻，成本低，容易实现自动化和专业化生产。更主要的是，提高了生产率和产品的质量，是无污染的农产品。现仅在少数国家出现了蔬菜工厂、农业工厂。但它是发展方向，将会在21世纪蓬勃地发展开来。
此外，自动化在农业生产中还有许多方面的应用。例如，机器稻草人驱赶鸟雀、机器人摘水果、机器人收割成熟的大田作物等等。总之，自动化技术在农业生产中的应用是越来越广泛。
五、自动化在其他领域的应用
（一）办公自动化
办公自动化（OA）是自动化技术的一个重要应用领域。它于20世纪50年代首先在美国兴起，到70年代后期，办公自动化系统已在世界发达国家得到广泛应用。随着科学技术和社会信息化的发展，高集成化、多媒体化和智能化将会是21世纪办公自动化系统发展的趋势。
1．高集成化
OA系统高集成化，可消除各单位间办公结构系统的差异。计算机网络通信技术的不断发展使高集成化日趋明显。其发展主要是网络、数据和应用程序的高集成化。网络的高集成化是利用局域网或远程网络将各种信息处理设备集成为能够相互通信、共享资源的综合OA系统。办公人员通过网络工作站访问网络，可在任何地方完成办公室的各种业务。在此基础上实现OA系统数据和应用程序的高集成化，异构系统数据共享，使应用程序具有可移植性，不同的应用程序可以在同一环境中运行。
2．多媒体化
兴起于20世纪90年代的多媒体技术将数据、文字、语音、图像、图形等多种信息综合为一体，它的引入使OA系统可以获得多种形象、直观的信息，为办公人员提供一个更好且完全符合人们自然活动行为的，图、文、声为一体的界面，从而推动OA系统向更高层次发展。
3．智能化
要把人从繁重的工作中解放出来就必须要求OA系统智能化，即要求采用各种基于知识的系统，如决策支持系统、电子秘书等，这样越来越多的人工职能将由计算机在更大的范围内更迅速、更准确地完成。
OA系统的高集成化、多媒体化、智能化不是独立的，而是相互联系、相互渗透的。随着OA系统的三化，人们的办公方式将发生一场革命，传统的许多人挤在一起的办公模式将被打破，居家办公不再是天方夜谭，一个美好的办公环境将展现在人们面前。
（二）智能大厦
现在越来越多的新建大厦力求成为具有国际先进水平的智能大厦，创造一个高度安全、优雅、舒适、方便、快捷的内部环境，并采用具有人工智能的智慧卡系统，用于大厦内的保安管理、电梯运行控制、物业管理、商业结算和停车场收费管理等。
智能大厦即通常所说的"具有3A功能的大厦"。"3A"是智能大厦管控系统的3个组成部分：大厦管理自动化系统（BMA）、办公自动化系统（OA）和通讯自动化系统（CA）。智能大厦管理控制系统综合采用了国际上最先进的4C技术（Control，Computer，Communication and CRT）和一体化集成系统，具有以下特点：
1．一体化集成系统
智能大厦管控系统将建筑物内所有设备的监控集成为一个一元化的系统，采用自己的计算机操作系统，由计算机网络进行并行全面的管理。由于各系统由中央计算机系统集中管理、监视和控制，因而能充分利用硬件设备，降低整个系统的造价。
2．并行处理与分布式计算机系统
智能大厦管控系统是典型的分布式计算机系统，由多台分散的PC机连接成网络，并采用分布式操作系统。系统中各智能单元既相互协同又高度自治，能在全系统范围内实现资源管理，动态地进行任务或功能分配。它强调资源、任务、功能和控制的全面分布。系统的工作方式也是分布的，其中各智能单元之间可根据两种原则进行分工：一种是把任务分解成多个可并行执行的子系统，分散给各智能单元协同完成（任务分布）；另一种是把系统的总功能划分成若干子功能，分配给各智能单元分别承担（功能分布）。无论是哪种分布，各智能单元都能较均等地分担控制功能，独立发挥自身的控制作用，但它们又能相互配合，在彼此通信协调的基础上实现系统的集成管理。
3．实时多用户任务操作系统
智能大厦管控系统的操作系统是一个实时多用户操作系统，可以有多个用户程序同时运行；而任一用户又可以有多个任务并发操作。系统CPU可轮流为多个任务服务，具有系统进程管理和存储器管理的功能和开放型系统的特点，并提供各种操作优先级别，高优先级的操作首先得到处理。
　4．丰富的用户界面
智能大厦管控系统的操作系统具有处理图像和声音的功能，结合系统的通讯模式和智慧卡技术，可以指导和提示用户作出正确决策。中央监示器配有彩色动态全仿真图形显示／控制器，提供全中文的菜单和图形表格。系统采用多窗口图形技术，可在同一显示器上显示多个窗口图形。系统以建筑平面图、设备运行图或系统联动图作为静态基本图形，并在基本图形上嵌入采样输入点、调控输出点或智慧卡读卡机控制输出点等动态图形符号和动态数据。当信息点状态改变时，动态图形符号会以相应的图形变化来显示该点的实时状态。同时系统操作员也可以通过鼠标器激活该信息点图形符号，进行资料查询、参数设定及手动控制等。
5．智慧卡的综合利用
智能大厦管控系统中使用具有人工智能的"智慧卡"系统可为用户的商务活动提供方便快捷的服务。智慧卡，又称" IC卡"，"集成电路卡"，英文名称为" Integrated Cir－
cuit Card"或"Smart Card"，它包含了现代微电子技术和计算机技术，是人与社会信息系统间信息交流的最佳纽带，大大提高了人们生活和工作的现代化程度。今天，智能卡的应用程度已成为一个国家科技发展水平的标志之一。
（三）家务劳动自动化
自动化技术被广泛地应用于家务劳动。比如用电脑设计和控制制作衣服，保证穿起来称心又时新。智能微波炉，不但能按时自动进行烹调，做出美味可口的饭菜，而且安全省电。智能冰箱，不仅能自动控温，保证食物鲜美不变，而且能告诉你食物存贮的数量、时间，能作什么样的佳肴，用料多少等等。多用智能空调机能为你提供温暖如春的环境，可以送出凉气，排出水分而去湿，滤去空气中的尘埃净化空气。全自动洗衣机，不用人动手就能把衣服洗得干干净净。会说话的智能洗衣机，若是主人忘记关洗衣机门或没接水源，微电脑控制话筒说："请关上门！"、"请接水龙头！"；洗毛料衣物，若水温调到95℃，它就说："洗毛料只能用20℃温水"；衣服洗完后，它会说："洗好了，请把衣服拿出"；如果洗完后主人不及时擦洗机器，它就会大叫："爱护我！"
国外几年前兴起"智慧屋"，就有利用家庭计算机当管家的，主人外出，可命令各个自动系统工作，关掉冷气系统、音响和电视机的电源，关上百叶窗，接电话、自动留言；当主人回家时，发出指令，开动空调，调节室内光线，开动自动做饭系统做饭，煮咖啡，准备洗澡水等。晚上，打开卧室的灯，同时把大厅和厨房的灯自动关掉，也可以将客厅播放的电影，通过遥控设备转到卧室的电视机上，等等。
新近出现的一项技术，使得在上班的人们可通过因特网来监控自己家中的情况：只要在计算机运行的网络浏览器软件中用鼠标点击一下，即可以控制门锁，家中的恒温设备、安全设备及娱乐设备等。医生在医院可用它监控住在家中的病人。
国外的科学家正在构思未来智能化厨房，它将完全自动化，并通过互联网与超市相接。仓储柜内的扫描仪检查物品的条形码，将信息送给计算机，计算机根据这些信息，以及冰箱和冷冻室存储的食品快要用完时，打印出订购的清单，并通过互联网送给超市。而商店会及时发送当天订购的食品。计算机也会及时提出购买其他半成品的建议，当储存的食品将超过保质期时，冰箱会自动发出警告。将来的烹饪也变得容易了，各种锅内都有测温装置并与控制装置相联，可以保证菜肴不过热爆炸或外溢，而微波炉根据条形码的指令烹制所配置的饭菜，会做得又香又可口。
（四）自动购物与电子货币
现代的自动售货机已获得普遍的应用，而且是各式各样的，如自动售饮料机，自动售香烟机，自动服务机等。韩国的自动煎蛋机，只要投入一枚硬币、一份油煎蛋就会落入纸盘上，并有一个小餐叉和一小包盐。蛋壳用紫外线进行无菌处理，防腐烂后再丢进垃圾箱。半分钟可自动提供一份煎蛋。
日本西武开设了世界上第一家全自动百货公司。当顾客走进来，就有"机器人跟班"跟着，顾客挑选货物时，它就会停下来。若是顾客想查查有什么货物，只要一按按钮，荧光屏上就会显示出商品的目录，或用电视电话向咨询小姐咨询。顾客想试一试衣服，自动装置便会把顾客及衣服一起显示到荧光屏上，让顾客看衣服合适不。若是顾客购食品，只要按下相应按钮，就可把诸如火腿切成片，自动计算数量、价钱，并递出包装好的食品，只需几分钟。
现在，在互联网络上可以逛虚构的"商业街"，用户使用鼠标敲击各个商店的店门，就可进入商店内浏览商品，如果想买，通过互联网就能够购买。当然，用计算机通过互联网购物还有待发展。
现在，联机银行服务系统使用自动取款机（柜员机），能代替银行出纳员完成大多数服务性业务。用户可持信用卡取款。自动取款机能完成自动提取现金、在有关账户之间自动转移资金和账户收支以及自动查询等业务。
电子货币正在蓬勃发展开来。电子货币就是银行的智能卡之类的东西。人可以通过特种取款机或利用其他方法，把你的账号上的钱"装到"这个卡里。你用这个卡就可到处买东西，打电话，付各种税款。使用它不必用密码，也不用身份证。它和现金一样，在谁手内就归谁所有。在国内外的一些地区，已经开始使用这种电子货币。
电子支票也会逐渐使用起来。在电子支票中，用高级加密技术，把使用者的代号编成数字代码。电子支票从电子信箱中传送，可以在个人计算机，可视电话上使用，也可通过自动取款机，公司的财务系统使用。
目前，电子货币，电子支票的使用和推广还存在不少问题，有待逐步加以解决。
（五）救死扶伤
　医院用机器人早已在世界上得到了应用。它能"带领"患者就诊，送病历，送化验单及药品等，能自动地在规定的地区行走。机器人之父英格伯格的飞跃研究公司，研制的"护士助手"机器人，能在医院的走廊里穿梭似地来回奔忙，为病人倒水送饭，端茶送药，运送病历和化验单及信件，运送医疗器材和设备。它是用轮子走路的，当遇见道被堵塞时会发出叫声，提醒人们把障碍物搬开。它能自动绕开障碍行走，也会乘电梯上下楼。
外科手术机器人已发展到很高水平了，做了很多手术。英国一医院开发出前列腺外科手术机器人。瑞士联邦理工学院工程师和医科大学医生共同研制出可进行大脑手术的机器人。德国柏林洪堡大学菲尔柯夫附属医院建造了世界上的第一个机器人手术室，有两台机器人帮助口腔、颌部、脸部外科医生做手术。
我国也于1997年开发出机器人医生，为患者李志鹏作了脑肿瘤手术：机器人手臂将直径2毫米的穿刺针准确地插到靶点，机械手通过"穿刺针"吸出脑肿瘤中的肿瘤囊液，并将治疗药物注入脑瘤内。机器人进行手术获得成功。
更有趣的，也是很有发展前途的远距离外科手术：外科医生坐在远离前线的地方，而真正的伤员在几百千米之外。医生看着显示器传送来的图像，进行手术，医生动作完全传送到远方的机器人手上，它的手上手术刀也进行相同的动作，对伤员进行手术。
盲人用手杖探路，可以用电子仪器带路，也可以用机器人（导盲犬）带路。当走到交叉路口时，机器人会及时地告诉自己的主人，根据主人的命令，或按预先存入电脑中的指令，带领盲人走到目的地。当与其他物体接近了，也就是遇到障碍物时，电脑会发出命令，驱使导盲犬停下来或绕过去。在行进中，遇到汽车、行人、树木、栏杆等障碍物，导盲犬会自动地避免与这些物体相撞，能带领盲人绕过障碍物。
人们研制出智能假肢。这种假肢是由传感器、微型电脑和驱动装置组成。智能假肢的传感器能感觉出行走的速度，这个信号输入到微计算机中。计算机经过分析，可以控制气压系统中空气压缩度，安装在膝部的传感器测出它的松弛度，然后由微型计算机根据这一信号，控制一个阀门，调节压气气缸内压力，压力高时，膝部活动就快，行动速度就加快了。反之，则速度就慢一点。
费城有一位叫菲拉德费斯的青年，在一次事故中失去了右腿。莫斯整形医院把九个电极装在他的大腿断部的九条行走肌肉上，九个电极与计算机相连。让菲拉德费斯在脑中想像，自己的腿向前迈进，残留肌肉就有电脉冲。电极测出肌肉的电脉冲，计算机接收这些脉冲，然后再加以分析，变成控制信号，控制假肢，假肢使他向前迈进。同样，他想像自己上楼梯，假肢也会完成上楼梯的动作。
智能机器帮助残疾人重新站了起来，在国外已有多例，这是人工智能的一大应用，是自动化技术创造的奇迹。
（六）模拟训练器
借助模拟训练系统，可使老人跳伞，小孩驾赛车，一般人开飞机。72岁的美国前总统布什，借助虚拟训练器在地面上进行跳伞练习，真的实现了从飞机上好好跳一次的多年夙愿。
为了训练飞机驾驶员、跳伞运动员、伞兵和空降森林灭火员跳伞，过去要用跳伞塔，费钱又容易出事故。现在用跳伞虚拟现实仿真器进行训练，人双脚稳定着地，用双手抓着降落伞的背带进行练习，显示器显示出跳伞者可能看到的景像，并且十分逼真；并用十字线表示着陆目标。受训的人拉动着套环控制方向，幕上的景像随着套环被拉动方向而慢慢旋转，不断改变自己"下降"路径和方向，躲避障碍物，以求正好落在目标处。指导人员可以随时改变环境中的风力、风向和障碍，对受训人进行训练，一点危险都没有。
飞行模拟训练器已达到以假乱真的地步。20世纪90年代，虚拟现实技术的发展，使飞行模拟训练器有了新的发展。
英国有一个公司，用计算机模拟出一架虚拟飞机。当然，很快就会虚拟出虚拟驾驶员，让一位真正的战斗机驾驶员驾驶虚拟的飞机，在空战的环境中，与虚拟的驾驶员驾驶的虚拟飞机进行空战训练。
汽车训练模拟器的用处，和飞机训练模拟器的用处是相同的，但是汽车训练模拟器的构造简单得多了，造价低多了，所以用得更广泛。
有一种系统，能构造出驾驶方程式赛车的虚拟环境。驾驶真实的方程式赛车是很不容易的，全世界方程式赛车车手只有一二百名。可是，人人都可以在虚拟环境里驾驶方程式赛车，玩一玩。它有三条赛车道和三辆赛车。你可以选用初学者的赛车，也可选用800马力的高级赛车。启动后，你可以加速、自动换档、开出公路、扬起灰尘、紧急掉头、自动刹车、甚至使用平行滑动等高难动作，不过驾驶不好，甚至发生碰撞和翻车事故也没有关系，因为没有真正危险。
东京一家公司开发滑雪训练系统。当你戴上头盔显示器，穿上滑雪鞋，站到由驱动装置驱动的金属板上，就可滑雪了。在你的头盔显示器里就显示出高山雪道和斜坡石崖，当你手持滑雪杆，向下滑去，脚下的金属板在驱动装置驱动下，模拟人从高山上滑下来的过程以及撞击情况。你站在金属板上，身体的感觉就是顺雪道飞驰而下，头盔里可以看到皑皑白雪从你身边掠过，而前面的山崖向你冲来。这真好像是你在滑雪道上滑下一样。
（七）极限作业自动化
完成作业所需要的能力超过了人的作业能力和生理忍耐极限，这就是极限作业。用自动化装置或者机器人去完成那些既危险又难干的任务，诸如抢险、防暴、探险等，这不仅解放了人类，而且扩大人类的活动领域。
例如，在城市的地下，有暖气管道、煤气管道、下水管道、输油管道等，真象迷宫一样，特别是煤气和输油管道，如果发生泄漏并遇火种，就会造成严重灾害。所以，地下管道需要经常检查。用机器人走地下迷宫，检查地下管道，是大有好处的。
芝加哥有一种能走进煤气管道的机器人叫提修斯。它的身价很高（研制费几百万美元），但本领也很大：可以在10.2厘米～15.2厘米管道内爬行，能穿过复杂的弯道，通过T型接头，拐直角的弯，能够垂直向上爬，甚至在管道内掉头返回。
再比如，核电站在运行中，人不能进入它的"安全壳"内，必须由自动化装置，特别是机器人代替人进行工作。用它代替人操作，即人在很安全的地点，而机器人在危险的环境中完成操作，可以避免人直接接触放射物质的辐射。20年前，美国三里岛核电站发生核污染事故，当时用机器人观测了2号反应堆状态及放射水平，并清理了几十万加仑的放射性垃圾，不但提前了很多时间完成，而且节省了大量资金。
在水下,特别是深海，人不能自由呼吸，还有浮力、阻力、低温、黑暗、涌浪、水下生物的侵害、潜水疾病等，人在水下工作有很大危险，人直接下潜最深是500多米。每下潜10米就增加一个大气压，下潜90米，全身受压力为150吨~160吨。用机器人开发探测大海则是非常合适的。水下机器人过去做出了许多惊人的业绩，例如打捞出美军掉在西班牙附近海底的氢弹，打捞前苏联失事沉没的潜艇，打捞起美海军掉入大西洋下的 F～14战斗机及不死鸟导弹，找到印度航空公司一架失事的波音747客机上的黑匣子，捞回美挑战者号航天飞机爆炸的残骸碎片，等等。
除此之外，人们还可以利用机器人探测和开发太空等。
（八）治安保卫自动化
1.交通安全保护"神"
现代社会，交通事故已成为人类头号灾害，用自动化提高交通安全已是最重要的一个问题。国内外大力开发司机瞌睡报警器，如用摄像机拍摄眼珠移动、用传感器监视脉搏跳动次数和方向盘操纵情况，经过分析发现司机打瞌睡了，就发出指示和报警声，警告灯闪光，司机座位产生振动，必要时可自动使汽车停下来。
航行中常常会遭遇风暴、碰撞、触礁、搁浅、设备失灵及其它人祸。现代的航船上有的安装了海上遇险安全系统，保证船只能够及时接收到有关警告信息以便及时采取措施，在万一遇险时可以发出求救信息，获得及时搜救，确保安全航行。
为保证航空交通安全，在飞机上以及在飞行保障系统中，越来越多地采用先进的设备，如"综合控制系统与显示系统"、"空中交通警戒和防撞系统"等等，先进的"空中交通警戒和防撞系统"，能帮助驾驶员观察"侵入"自己航道安全区的飞机，向驾驶员提出警告和解决问题的建议，建议飞机在垂直平面内和在水平面内如何作规避机动飞行，防止与入侵的飞机相撞。
2.看门防盗
用电子装置或机器人看门很可靠。当一个人想要进入电子保卫的门时，须先检验指纹、笔迹、声音、面孔图像，并输入电脑，与所存储的资料进行比较和检查，如果相符，就发出信号，自动开门，放人进去。
国外有一种用机器人看管的高层停车场，汽车开到托存间前，门自动打开，汽车驶入后拉上制动闸并锁好车，摄象机拍下这一过程，存车人到门外按下关门按钮，会弹出一张有编码的存车卡。托存间内的传感器检查房间内和汽车内均无人，自动装置将汽车送到电脑指定的位置上。取车时，取车人把存车卡插入一插口内并付清存车费，汽车就可送到出车间开走。人进不了库内，盗车贼无法进库盗车。
自动看家看门系统很多。比如，一种家用防盗系统，有八个摄象机，分别监视室内、窗外、汽车库、门厅等处，若是有不速之客闯入，摄象机不仅能拍摄下入侵者，而且可打印出其现场照片，同时，自动系统会向警方报警。
3.防火救火
建筑物内设置烟感传感器、红外线和紫外线火光传感器，以及报警监视装置。当有烟雾、火光发生并有温度变化时，这些传感器发出信号，报警装置接收这些信号，再经过分析、判断确认是火灾萌发阶段，就会自动报警。
1998年，由中国科技大学火灾科学重点实验室研制成新型防火"电子眼"。它是一种高智能火灾探测系统，是利用红外光摄象机，获得红外光源在被探测空间形成的多光束红外光截面，再用高性能计算机进行分析，以识别和判断早期火灾。它反应快，能监控的距离达100米，适用于会堂、商场、银行、车站等防火用。
采用自动灭火系统，在接到报警后，先要关断有关区域的空调机、送风机，并且启动排烟机、防烟管道。当确认是发生了火灾，要能自动关闭有关放火门、放火卷帘门，切断非防火用电源，接通火灾事故专用照明灯和疏散标志灯，并使电梯都停到一层，开动防火灭火系统，喷灭火焰。
六、自动技术展望
展望未来，自动化技术的发展方向与开发策略，可归结为智能化、集成化和协调化。
（一）智能化
自动化技术与人工智能相结合，向更高的智能水平发展，进一步开发高智能的各种自动化技术工具，发展智能化系统的分析和设计理论和方法，建造和实现各种智能自动化应用系统。例如，自动控制与人工智能相结合，开发智能控制系统；管理科学与人工智能相结合，开发智能管理技术；知识工程与系统工程相结合开发智能系统工程等。自动化将进一步向寻优、自适应、自学习、自组织、自推理、自识别、自修复、自协调等"拟人多层智能"方向发展，模拟、延伸与扩展人的智能，实现高级脑力劳动自动化，具有更高的人工智能水平。
（二）集成化
自动化技术将通过"技术集成"实现"功能集成"，进一步向应用领域的广度发展。研究与开发各种集成自动化技术，包括：模型集成、方法集成、媒体集成、硬件集成、软件集成、系统集成等。例如，集成广义模型，集成优化方法，多库协同软件，多媒体智能接口，计算机网络与现场总线，过程控制与企业管理一体化等。实现自动化系统的功能集成。例如，决策支持、信息管理、事务处理等功能集成；楼宇管理、人工气候、防盗报警、通信服务等功能集成。规划和建设各种大规模集成自动化系统工程，扩大自动化技术在工业、农业、国防、科技及社会经济生态环境等领域的应用。
（三）协调化
自动化技术将进一步为人们提供友好的、高效的、可靠的辅助工具和先进的服务设施，与用户构成人机协调的各种自动化应用系统。在系统设计中，进行人机合理分工，适当设置人机分界线。通过多媒体人机智能接口，声、图、文并茂的动画式、可视化界面，进行人机双向通信。实现人机智能结合，取长补短，促进人机智能共生，提高人机系统的集成智能水平。研究与开发各种人机协调自动化系统，为人们的工作、生活和文化娱乐，提供人机协调的先进手段和优美环境，进一步扩展、延伸人们认识世界、改造世界的能力。