自動化：創造人機共舞的未來

本文主角：自動化

講述人：嵇涵琦（電子科技大學）

適合人群：數理基礎扎實，邏輯思維清晰，具備好奇心與探索欲，自學能力和編程能力強的同學

你對自動化知多少？

《流浪地球2》中酷炫的機械手臂，《007之擇日而亡》中可以隱身的自動駕駛車，《西部世界》里“大變活人”的3D打印，《機械姬》中擁有獨立思考能力的仿人機器人Ava……這些看起來不可能實現的黑科技，已經悄然走進我們的生活，小到智能掃地機器人，大到無人駕駛汽車，都讓我們感受到：“未來”已至。你知道嗎？這些黑科技背后，有一個神秘的專業在支撐，它就是自動化專業。

那么，自動化專業是個怎樣的專業？

從定義來講，自動化是指在不受人直接干預的情況下，機器能夠自動地按照指令實現預期目標的過程，其核心為自動控制。因此，自動化專業的核心課程為控制理論，主要涉及如何分析控制系統的穩定性、快速性和準確性以及如何調節和設計系統來滿足性能指標要求。而這個系統，可以是一個龐大的無人機集群，也可以是冰箱的溫控系統。以無人機集群為例，如何控制無人機集群，使其能夠根據命令準確地完成指定動作，是自動化學子需要學習的內容。

自動化隱匿于我們生活的方方面面，支持著各行各業的創新性發展，如國防軍工、航空航天、工業生產、康復醫療、智能家居等，這使得自動化成為未來不可或缺的專業之一。

自動化人都是“六邊形戰士”

自動化專業的課程往往會包含計算機、通信、機電這幾類專業的相關課程，專業所學覆蓋龐大的知識體系，因此我們也戲稱自己為“六邊形戰士”。要想學好自動化，僅僅擁有扎實的數理基礎還不夠，我們還需要有強大的實踐操作能力，因為專業學習過程中會接觸到編程、焊接電路、電路設計與搭建等。

通常情況下，學校會為學生安排相應的實踐課程和提供自主學習的實踐平臺。例如，電子科技大學開設有新生研討課——智能循跡避障小車。在課程學習過程中，同學們五人一組，自主搭建一輛智能循跡小車，通過機械安裝、編寫程序、調試參數等步驟，使得小車可以規避障礙，并且沿著復雜的軌跡跑起來！在最后一堂課上，老師還安排了趣味小車競速挑戰賽，我們在緊張的比賽環境中反復調試參數，確保小車循跡又快又穩。小組成員通力合作，在完賽的瞬間成就感滿滿。

課余時間，我們參加學院組織的訓練營和電路設計比賽。完美的波形，多彩的LED立方體，可以聲控的智能門鎖，3D打印出來的金字塔……在一個個自己動手完成的科技作品中，我們感受著自動化專業的魅力，也體悟著技術對生活的改變。

多維嘗試，然后選擇熱愛

很多人將自動化專業稱為“萬金油”專業，并將“萬金油”與“學不精”畫上等號。于我而言，與其說是學不精，倒不如說是自動化專業為我們提供了更多的選擇與機會。自動化專業涉及數學、力學、電學等方面的理學課程，同時系統地培養學生的編程能力、邏輯思維能力等工學素養，這樣的多維知識體系使我們的“軟硬件能力”都得到了提高，并指引著我們主動發掘并選擇自己真正熱愛的研究方向。

本科期間，我有幸接觸到“人工智能+醫療”的交叉學科方向。目前，有超過6000萬的殘障人士和1億的老人有康復需求，中國康復醫療市場需求巨大，供給嚴重缺乏，而以新一代人工智能為核心的電子信息技術為傳統康復治療注入了新的動能，為重塑康復醫學提供了無限可能。比如，外骨骼機器人助力千余名截癱、偏癱患者重新站立，緩解了患者心理和生理上的雙重壓力，讓原本只能在輪椅上度過后半生的他們成為站起來的“鋼鐵俠”。我想，這就是自動化帶給我們的價值與意義，用技術解決問題，以熱愛重塑新生。

人機共舞的未來，由我們創造！

在新工科人才培養體系下，自動化專業越來越展現出其優勢與價值。從“制造大國”到“制造強國”，創新驅動發展戰略的實施，人類雙手的解放，生產效率的提高，都離不開自動化專業的支撐。

未來社會是人類與機器人共融的社會。目前，基于自動化而發展起來的人工智能蓬勃發展，人工智能算法對我們的生活產生了越來越大的影響與改變。ChatGPT，AlphaGo，這些挑戰人類潛能的人工智能，也不斷引起我們對這個神秘領域的思考與探索，我們無法預知人工智能的邊界在哪里。未來的社會是什么樣子的？我們能否真正實現與機器共舞？也許在不遠的將來，我們可以尋找到答案。

專業小貼士

不同院校的自動化專業通常會有一定的特點偏向，但是大多數院校的專業課程都涵蓋控制理論類（自動控制原理、現代控制理論、運動控制、過程控制等）、電路類（電路分析、模擬電路、數字電路等）、計算機類（C語言、軟件技術基礎、嵌入式系統等）、機械類（機械工程基礎、電機拖動等）、人工智能類（模式識別、數字圖像處理等）以及專業基礎類（信號與系統、通信與網絡技術等）的相關課程，吃透它們需要數學、物理等扎實的學科基礎支撐。同時，除了理論學習，自動化專業對學生的實踐能力要求較高，如果你對編程、人工智能、嵌入式開發等感興趣，并且暢想自己可以設計出一款獨家智能小車或機器人，那么你可以在自動化專業中實現自己的夢想。

職業小貼士

一般來說，自動化學子就業口徑寬，畢業后主要從事以下五類工作。

1.軟件類

目前，多數自動化學子畢業后選擇了與編程相關的工作，此類工作通常需要根據目標需求完成代碼的編寫與調試，覆蓋互聯網、機器人、金融等行業，對編程、英語等能力要求較高。此類工作的優勢是薪資待遇較高；缺點是每天需要和電腦打交道，工作強度和競爭壓力較大。

2.硬件類

目前，硬件工程師較為稀缺，崗位需求大，其需要掌握數字電路、模擬電路、嵌入式、PCB/原理圖設計等基礎知識與能力，主要工作是按照計劃完成符合功能、性能要求和質量標準的硬件產品。相較于軟件工程師，硬件工程師的薪資待遇、發展前景都要更優，但是也意味著這一崗位對從業者的技術能力要求更高。

3.控制類

自動化工程師通常需要在工業控制現場作業，這一崗位在PLC編程、電路等方面有一定的技術要求，且與自動化專業相關性強，主要任務為在項目中根據技術方案選擇控制元件、設計控制框架、編寫和測試控制程序等。其缺點是工作環境較為艱苦，且出差頻繁。

4.非技術類

典型的崗位代表為產品經理。此類工作的技術要求相對較低，但是對從業者的溝通能力、創新能力、團隊協作能力等有一定的要求。

5.科研類

自動化專業包含的子方向多，同時易于和其他學科交叉融合，因此畢業生可選擇的科研院所很多，如自動化、航天等相關領域的研究所。該專業畢業生如果進入高校執教，可以自由地選擇自己喜歡的方向去深研探索。當然，此類工作的門檻相對較高，通常對畢業生的學歷、科研經歷、研究成果等有嚴格的標準和要求，同時自身需要具備科研熱情與持之以恒的探索精神。