本节书摘来异步社区《自己动手做智能机器人》一书中的第1章，第1.4节，作者：李卫国 , 陈巍 , 梁建宏 , 胡涛，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看
1.4 成为卓越的机电一体化工程师要掌握哪些技能
和别人打交道，就要学会语言表达，和外国人打交道，就要学会外语。同样的，当我们的研究对象是机电系统时，我们就需要学习“机”的语言和“电”的语言，这些专门的语言，是不会发出声音的，甚至看不到它们的存在，但是在每一个机电系统里却真实存在，并且时时刻刻发挥作用。比如机械系统尺寸精度的传递、强度的传递、运动的传递、能量的传递，都可以在机械原理、机械设计、材料力学和理论力学等课程里找到答案；又如控制系统里精度的传递、检测信息的传递、动态响应特性的传递等，又可以在数字电路、微机原理、检测技术、自动控制和机电控制工程等课程里找到答案。
初学者往往不能从实际出发，从机电产品的各项指标来推导其采用的方案和关键指标实现过程，从而也就无法带着问题开展课堂理论学习。机电一体化产品本是非常有趣动感的产品，如果不掌握理论联系实际、实际工程项目反过来考问课本知识的学习方法，就容易失去学习兴趣和动力。这里给本书的读者提一些实用的建议：
1.4.1 扎实掌握一些机械装置的设计方法
作为一名优秀的机电工程师，首先要知道机械工程是站在前人肩膀上缓慢前进的一门学科，每一次原理或者结构上的重大创新、发明，都会带来翻天覆地的变化和商机。对于初学者来说，最好的方法就是针对具体的案例进行横向类比，引发思考、调研，从而迅速地扩充自己的认知。简单来讲，机械结构里优秀的设计太多了，只有比较再比较，才会发现其中的奥妙，才会联系课本知识，提高自己的理论运用水平。
比如，高速列车的电力牵引系统和数控机床的一个数控轴，同样都是一维的伺服控制系统，他们的机械结构有何异同呢？表1-1列出了比较学习的要点。
1.4.2 熟练掌握一门和硬件打交道的语言
我们要知道，机器是不长嘴巴的，绝对不是靠声音来传递情报和下达命令。为此，人类发明了二进制，从而可以用晶体管的“0”和“1”两个状态来表达信息，进而就有了数字电路里的十六进制和“字节”的概念。尽管现在有了32位、64位的计算机，但是我们在用数字表达整个世界的时候，仍然是以8位二进制数组成的字节为基础。为了基于字节来表达世界，来沟通机器和人类，就有了很多的翻译。例如，计算机和英文之间的编码叫作ASC II编码，大写字母“A”的编码是十进制的65；而古老的汉字要走进计算机里，就有了GB2312—1980字符集，即国家标准字符集，这个编码收入汉字6763个，符号682个，总计7445个字符，这是中国大陆普遍使用的简体字字符集，楷体_GB2312、仿宋_GB2312、华文行楷等市面上绝大多数字体支持显示这个字符集 ，它也是大多数输入法所采用的字符集。
机器能听懂的话太少了，所以我们必须把复杂的事情分解为很简单的程序，这样就有了编程的语言，从最早的晦涩的汇编语言，到现在个人计算机和嵌入式计算机普遍流行的C语言，再到图形化的高级语言，这些都是人类自然语言和计算机之间的翻译。
一个优秀的机电工程师，必须理解从人类自然语言到字符再到二进制信号的传递过程，以及最后在不同的总线之间转换，向下一个机器传递的过程。
1.4.3 保持对新器件新技术的好奇心
一个好的时装设计师会把新的布料和最新的时尚元素、文化创意加入他的作品当中。同理，一个“时髦”的机电工程师，或者所谓“创客”，他们总是在最新的芯片、传感器，新的算法或者高性能的机械零部件上寻找商业机会。谁最先发现并且验证了“时髦”的组合，谁就有可能取得成功。著名的特斯拉电动汽车就是一个很好的例子，特斯拉汽车的成功，并不是汽车业的成功，从技术上来看，它是笔记本计算机电池的成功。
1996年末，通用汽车研发出EV1，并作为第一款量产电动汽车投放市场，这款车其貌不扬，续航里程140 km，由于投入与产出比不高，在生产了2000多辆之后，通用汽车于2002年宣布放弃，此事让通用汽车背上了骂名。事后，参与EV1项目的工程师艾尔·科科尼（Al Cocconi），在加州创建了一家电动汽车公司AC Propulsion，并生产出仅供一人使用的铅酸电池车T-Zero。
AC Propulsion公司的经营陷入困境时，一名来自硅谷的叫作马丁·艾伯哈德 （Martin Eberhard）的工程师为之投资了15万美元。作为交换，他希望科科尼尝试用数千块笔记本计算机的锂电池作为T-Zero的动力。换用锂电池后，T-Zero行驶里程超过了480 km。马丁·艾伯哈德在寻找创业投资时发现，美国很多停放超级跑车 的私家车道上经常还会出现些丰田混合动力 汽车普锐斯 （Toyota Prius）的身影。他认为，这些人不是为了省油才买普锐斯，普锐斯只是这群人表达对环境问题不满的方式。于是，他有了将跑车 和新能源结合的想法，而客户群就是这群有环保意识的高收入人士和社会名流。
2003年7月1日，马丁·艾伯哈德 在美国加州的硅谷成立了特斯拉汽车公司，并得到了大富豪埃隆·马斯克 的投资，很快成功研发出行驶里程达到480 km的T-Zero原型车。特斯拉电动车引以为傲的续航能力，来自由7000多颗电池组成的电池包，即使短路也不会着火，个别电池损坏不会影响其他。
在这样一个成功的创业故事里，我们可以看到马丁·艾伯哈德对新器件的敏感性和对汽车行业本质的认识，这才是他战胜通用、丰田，取得电动车成功的原因。首先，他认识到电动机的爆发力和功率密度大于内燃机，更适合作为跑车的动力，同时跑车较高的价格定位足以抵消电池带来的成本增加；其次，他认识到笔记本电池具有最大化的重量比能量，而分布式电池管理是一个需要尝试但是风险不大的技术。有了技术和产品定位上契合的方案，马丁·艾伯哈德第一个让纯电动汽车得到了世界人民的认可。
