stringtranslate.com

Информационная инженерия

Информационная инженерия — это инженерная дисциплина, которая занимается созданием, распространением, анализом и использованием информации, данных и знаний в системах. [1] [2] [3] [4] [5] Месторождение впервые стало известно в начале 21 века.

Пример обнаружения объекта (знака остановки) в компьютерном зрении.
Обнаружение объекта для знака остановки

Компоненты информационной инженерии включают в себя больше теоретических областей, таких как машинное обучение , искусственный интеллект , теория управления , обработка сигналов и теория информации , а также более прикладные области, такие как компьютерное зрение , обработка естественного языка , биоинформатика , обработка медицинских изображений , хеминформатика , автономная робототехника. , мобильная робототехника и телекоммуникации. [1] [2] [5] [6] [7] Многие из них происходят из информатики , а также других отраслей техники, таких как компьютерная инженерия , электротехника и биоинженерия .

Пример кластеризации в машинном обучении.
Пример кластеризации в машинном обучении

Область информационной инженерии в значительной степени основана на математике, особенно на вероятности , статистике, исчислении , линейной алгебре , оптимизации , дифференциальных уравнениях , вариационном исчислении и комплексном анализе .

Информационные инженеры часто [ нужна ссылка ] имеют степень в области информационной инженерии или смежной области и часто являются частью профессиональной организации , такой как Институт инженерии и технологий или Институт измерений и контроля . [8] [9] [10] Они используются практически во всех отраслях промышленности из-за широкого использования информационной инженерии.

История

В 1980-х/1990-х годах термин «информационная инженерия» относился к области разработки программного обеспечения, которая в 2010-х/2020-х годах стала известна как инженерия данных . [11]

Элементы

Машинное обучение и статистика

Машинное обучение — это область, которая предполагает использование статистических и вероятностных методов, позволяющих компьютерам «обучаться» на данных без явного программирования. [12] Наука о данных предполагает применение машинного обучения для извлечения знаний из данных.

Подобласти машинного обучения включают глубокое обучение , обучение с учителем , обучение без учителя , обучение с подкреплением , полуконтролируемое обучение и активное обучение .

Причинно-следственный вывод — еще один связанный компонент информационной инженерии.

Теория управления

Теория управления относится к управлению ( непрерывными ) динамическими системами с целью избежать задержек, выбросов или нестабильности . [13] Информационные инженеры, как правило, больше сосредотачиваются на теории управления, а не на физическом проектировании систем и схем управления (что, как правило, подпадает под электротехнику).

Подобласти теории управления включают классическое управление , оптимальное управление и нелинейное управление .

Обработка сигнала

Обработка сигналов относится к генерации, анализу и использованию сигналов , которые могут принимать различные формы, такие как изображение , звук , электрическая или биологическая. [14]

Пример применения обработки изображений в рентгенографии.
Пример того, как можно использовать двумерное преобразование Фурье для удаления нежелательной информации из рентгеновского сканирования.

Теория информации

Теория информации изучает анализ, передачу и хранение информации. Основные разделы теории информации включают кодирование и сжатие данных . [15]

Компьютерное зрение

Компьютерное зрение — это область, которая помогает компьютерам понимать изображения и видеоданные на высоком уровне. [16]

Обработка естественного языка

Обработка естественного языка направлена ​​на то, чтобы компьютеры понимали человеческие (естественные) языки на высоком уровне. Обычно это означает текст , но также часто включает обработку и распознавание речи . [17]

Биоинформатика

Биоинформатика — это область, которая занимается анализом, обработкой и использованием биологических данных. [18] Обычно это подразумевает такие темы, как геномика и протеомика , а иногда также включает в себя вычисления медицинских изображений .

Хеминформатика

Хеминформатика — это область, которая занимается анализом, обработкой и использованием химических данных. [19]

Робототехника

Робототехника в информационной инженерии фокусируется в основном на алгоритмах и компьютерных программах, используемых для управления роботами . Таким образом, информационная инженерия имеет тенденцию больше сосредотачиваться на автономных, мобильных или вероятностных роботах. [20] [21] [22] Основные области, изучаемые информационными инженерами, включают управление , восприятие , SLAM и планирование движения . [20] [21]

Инструменты

В прошлом в некоторых областях информационной инженерии, таких как обработка сигналов, использовалась аналоговая электроника , но в настоящее время большая часть информационной инженерии выполняется с помощью цифровых компьютеров . Многие задачи в информационной инженерии можно распараллелить , и поэтому в настоящее время информационная инженерия выполняется с использованием центральных процессоров , графических процессоров и ускорителей искусственного интеллекта . [23] [24] Также существует интерес к использованию квантовых компьютеров в некоторых областях информационной инженерии, таких как машинное обучение и робототехника . [25] [26] [27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab «Лекция 2009 года | Прошлые лекции | Лекция Тьюринга BCS / IET | События | BCS - Сертифицированный институт информационных технологий» . www.bcs.org . Проверено 11 октября 2018 г.
  2. ^ аб Брэди, Майкл (2009). «Информационная инженерия и ее будущее». Институт инженерии и технологий, лекция Тьюринга . Проверено 4 октября 2018 г.
  3. ^ Робертс, Стивен. «Введение в информационную инженерию» (PDF) . Оксфордская информационная инженерия . Проверено 4 октября 2018 г.
  4. ^ «Департамент информационной инженерии, CUHK». www.ie.cuhk.edu.hk. _ Проверено 3 октября 2018 г.
  5. ^ ab «Информационная инженерия | Инженерный факультет». www.eng.cam.ac.uk. _ Проверено 3 октября 2018 г.
  6. ^ "Главная/домашняя страница информационной инженерии" . www.robots.ox.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.
  7. ^ «Информационная инженерия». Warwick.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.
  8. ^ «Академические партнеры и филиалы 2017/2018 - IET» . www.theiet.org . Архивировано из оригинала 4 октября 2018 года . Проверено 3 октября 2018 г.
  9. ^ «Электронная и информационная инженерия - Имперский колледж Лондона». Высшее образование Times (THE) . Проверено 3 октября 2018 г.
  10. ^ «Аккредитация преподавания бакалавриата MEng | CUED» . Learning.eng.cam.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.
  11. ↑ Блэк, Натан (15 января 2020 г.). «Что такое инженерия данных и почему это так важно?». Квантхаб . Проверено 31 июля 2022 г.
  12. ^ Бишоп, Кристофер (2007). Распознавание образов и машинное обучение . Нью-Йорк: Springer-Verlag New York Inc. ISBN 978-0387310732.
  13. ^ Найз, Норман (2015). Инженерия систем управления . Уайли. ISBN 978-1118170519.
  14. ^ Лайонс, Ричард (2010). Понимание цифровой обработки сигналов . Прентис Холл. ISBN 978-0137027415.
  15. ^ Обложка, Томас (2006). Элементы теории информации . Уайли-Интерсайенс. ISBN 978-0471241959.
  16. ^ Дэвис, Эмлин (2017). Компьютерное зрение: принципы, алгоритмы, приложения, обучение . Академическая пресса. ISBN 978-0128092842.
  17. ^ Юрафски, Дэниел (2008). Речевая и языковая обработка . Прентис Холл. ISBN 978-0131873216.
  18. ^ Леск, Артур (2014). Введение в биоинформатику . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0199651566.
  19. ^ Лич, Эндрю (2007). Введение в хемоинформатику . Спрингер. ISBN 978-1402062902.
  20. ^ ab Зигварт, Роланд (2011). Введение в автономных мобильных роботов . МТИ Пресс. ISBN 978-0262015356.
  21. ^ Аб Келли, Алонзо (2013). Мобильная робототехника . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1107031159.
  22. ^ Трун, Себастьян (2005). Вероятностная робототехника . МТИ Пресс. ISBN 978-0262201629.
  23. ^ Баркер, Колин. «Как графический процессор стал сердцем искусственного интеллекта и машинного обучения | ZDNet». ЗДНет . Проверено 3 октября 2018 г.
  24. ^ Кобелус, Джеймс. «Энергия искусственного интеллекта: взрыв новых аппаратных ускорителей искусственного интеллекта». Инфомир . Проверено 3 октября 2018 г.
  25. ^ Виттек, Питер (2014). Квантовое машинное обучение . Академическая пресса. ISBN 978-0128100400.
  26. ^ Шульд, Мария (2018). Контролируемое обучение с помощью квантовых компьютеров . Спрингер. ISBN 978-3319964232.
  27. ^ Тандон, Пратик (2017). Квантовая робототехника . Издательство Морган и Клейпул. ISBN 978-1627059138.