国产ChatGPT百度文心一言在超高真空度控制装置研发中的应用探索

  摘要：本文采用国产版本ChatGPT百度“文心一言”作为一种辅助工具，针对超高真空度精密控制装置的开发进行了初期的技术路线设计，对话调研的重点是了解可调节式微流量进气阀门和可用于连接非线性输出信号型真空计的PID控制器。总体而言，目前的人工智能技术所能提供的帮助十分有限，还无法替代研究人员的基本专业能力及网络技术的应用能力，但更适合用来进行某个未知领域的入门级学习。

  ChatGPT作为新新一代知识增强大语言模型，使用特定的学习算法，能够适用于对话方式的头脑风暴。正如最近的文献和各种报道所证明的那样，这种大语言模型的人工智能技术可能会给众多领域带来一场革命。然而，考虑到目前围绕这种人工智能技术的大肆宣传，也可能意味着对其当前能力存在着错误认识，虽然ChatGPT的应用场景范围似乎十分普遍，但在工业和科学界也存在一些问题。

  最近的很多报道都提出了一个严重的问题：虽然生成性聊天机器人是未来的变革工具，但大多数职业都需要快速解答来解决不确定性所带来的问题。聊天机器人有时会给出看似合理但完全错误的信息，这也是一个严重的问题。然而，无需置疑的是该工具能加速研究，改善工作流程，降低语言障碍和展示新的想法。

  为了解ChatGPT能否有效地帮助仪器设施的研发，我们参考了有些文献中介绍的方法和途径，采用ChatGPT国产版百度“文心一言”研究ChatGPT在研发中的适用性，其中我们的重点是一个工业技术探讨研究的主题：超高真空度的精密控制。问题是：ChatGPT能成为仪器设施研发人员的工具或有用的伙伴吗？本文介绍了实验方法、使用聊天机器人进行的查询以及对结果的讨论。我们工作的主要特征是展示了基于大语言模型的AI在未涉及的自动化控制领域中的适用性，并且我们的发现可能有助于从专业工业领域到教育和学术研究应用人工智能的讨论。

  我们想调查ChatGPT是不是能够帮助我们开发各种仪器设备，我们的案例研究是超高真空度精密控制，这是因为超高真空度控制技术是最近在半导体行业（如镀膜、沉积、封装检漏、光刻机等）和仪器设施（如质谱仪、电子显微镜、加速器等）逐渐得到了重视。因此，聊天机器人能在此超高真空度控制技术主题上开展工作，这从实际的软硬件开发角度来看也是十分有趣。此外，该主题的复杂性足以测试这种大语言模型AI对问题的各个层面给出答案的能力。本研究涉及以下几个技术层面：

  （2）对超高真空度控制装置进行分解，如分解为传感器、控制器和执行器三部分内容。

  （1）文心一言是通过第一个查询来引入问题：真空度一般如何定义，分为哪几个范围。这样的一个问题是一个一般性问题，以了解机器人对超高真空范围的理解，并为后续工作界定范围。

  （2）之后，更具体的问题被问及：超高真空度控制装置一般由几部分所组成，各自的功能是什么。这是为了让机器人进行项目分解，以便后续针对每个部分接着来进行查询工作。

  （3）然后，机器人被问及：超高真空度操控方法有哪些。这是此项目的关键内容，这决定了开发工作的技术方向和具体技术路线，希望能够通过机器人的帮助能更全面的了解超高真空度操控方法，尽可能避免技术层面的缺失。

  （4）机器人还被问及超高真空度控制装置中每个部分的厂家、型号和技术指标。

  （5）最后，机器人被提示提供一个文献概要、相关专利和其他参考，包括DOI（数字对象标识符）号码。由于机器人的性质，这一步是在我们的查询结束时完成的。一旦户建立了主题，机器人就可以更深入地讨论这个主题。

  文心一言：真空度是指处于真空状态下的气体稀薄程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。具体来说，真空度等于大气压强减去绝对压强，即真空度=大气压强-绝对压强。绝对压强等于大气压强加上表压强，即绝对压强=大气压强+表压强（-真空度）。

  评述：从上回答可见，机器人按照低、中、高三级对真空度进行划分，将超高真空度划分为高线 超高真空度控制装置的主要构成及相应部分的功能

  文心一言：高真空度控制是指在更高真空度下的压力测量和过程控制，高真空控制装置一般由以下几部分组成：

  其中，真空压力变送器是高真空度控制装置中的核心部件，其功能是将真空压力信号转换为电信号，并通过智能化控制仪做处理和控制输出。智能化控制仪则是高真空度控制装置中的智能化核心，它可以对接收到的电信号做处理、运算和控制，实现高精度的压力测量和过程控制。气动阀门是实现真空系统开启和关闭的核心部件，连接管道则是保证真空系统稳定运行的重要组成部分。

  文心一言：在超高真空度控制中，压力控制器具体的功能是监测真空腔室内的压力，并根据预设的压力范围作比较和分析，然后输出相应的控制信号，以控制真空泵、阀门等设备的动作，以此来实现对真空腔室内压力的自动控制。压力控制器可以与压力变送器、电气转换器、电气阀门等设备一起使用，实现高精度的压力控制，以保证真空系统的稳定性和精度。

  文心一言：可变泄漏阀的功能主要是通过改变进气压力来实现微小进气流量调节，以维持真空系统的稳定性。在超高真空度控制中，超低漏率和超低流量调节阀是核心部件，国内外所采用的技术基本都是在超低漏率的前提下，通过调节阀门开度来进行流量调节。然而，对于微小流量调节而言，阀门的微小开度调节功能势必会大幅度的增加阀门的复杂和精密程度，自动调节要增加机械结构的电动装置，甚至还需采用一些特别的材料，这是造成进口调节阀价格高昂的主要原因。

  可变泄漏阀的优点是，在保证超低漏率的前提下，它固定了阀门开度大小，通过改变进气压力来调节气体流量，由此直接将微流量调节技术升级到自动控制水平。这种阀门的出现，降低了进口调节阀的价格，并且达到了相同的调节效果。同时，可变泄漏阀还具有自适应能力，能适应不同的真空泵抽气速率，达到更好的抽气效果。

  （1）真空计采用适用于超高真空度范围的相应线）真空泵采用分子泵、低温泵和离子泵等相应的超高线）真空度控制器采用双通道PID控制器，用来进行不同量程的线）实现超高真空度控制的关键是采用可变泄漏阀对进气流量进行调节。在自身具有超低漏率前提下，可变泄漏阀可采用两种形式进行微小进气流量调节，一是改变泄漏阀的开度大小以控制流经气体的流量，二是改变泄漏阀进气压力大小以改变流经气体的流速。

  型号为 FJL20-1/2-300-A 的真空阀门，该阀门采用波纹管密封，上装式结构，锻钢阀体，适用于高真空系统的截止阀。

  评述：进一步细化提问后，机器人给出了较准确的回答，我们根据回答进行了核实，所提到的三家国外公司确实有超低漏率可变泄漏阀，其中VAT公司产品的功能和型号都完全正确，而安捷伦和MDC公司其实就是同一款产品，但给出的型号不对。为了进一步了解VAT公司和安捷伦公司可变泄漏阀的工作原理，进行了追问。

  安捷伦公司的调节泄漏阀具有小于10^-10 Pa·L/s的超低漏率，以及微小流量调节功能。它采用了具有专利技术的超低漏率阀座和微型喷嘴，并通过改变阀口开度和压力差来控制气体流量。此外，该阀门还采用了压力反馈机制，通过PID控制器将实际压力与预设压力作比较，然后根据误差信号进行自动调节，使真空系统保持恒定的真空度。

  通过与机器人的对话和产品的具体核实，至少可以勾画出超高真空度控制装置中的整体结构和核心部件所需达到的功能。确定了采用低漏率可变泄漏阀是正确的技术路线，而可变泄漏阀有阀门开度调节式和进气压力调节式两种形式，国外产品采用的是阀门开度调节式结构，而我们的产品开发则能够使用压力调节式结构。

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