วิศวกรรมเมคาทรอนิกส์หรือเรียกอีกอย่างว่าเมคาทรอนิกส์คือการบูรณาการเชิงประสานของระบบกลไก ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์ โดยใช้วิศวกรรมเครื่องกลวิศวกรรมไฟฟ้าวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมคอมพิวเตอร์[ ^{1 ] และ}รวม ถึง การผสมผสานของหุ่นยนต์วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์โทรคมนาคมระบบการควบคุมระบบอัตโนมัติและวิศวกรรมผลิตภัณฑ์^{[ 2 ] [ 3 ]}

เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาไปเรื่อย ๆ สาขาย่อยต่าง ๆ ของวิศวกรรมก็ประสบความสำเร็จในการปรับตัวและขยายตัว จุดประสงค์ของเมคาทรอนิกส์คือการสร้างโซลูชันการออกแบบที่รวมเอาสาขาย่อยต่าง ๆ เหล่านี้เข้าไว้ด้วยกัน เดิมที สาขาเมคาทรอนิกส์ตั้งใจที่จะเป็นเพียงการผสมผสานระหว่างกลศาสตร์ ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นชื่อจึงเป็นการ รวม คำว่า " กลศาสตร์ " และ " อิเล็กทรอนิกส์ " เข้าด้วยกันอย่างไรก็ตาม เมื่อความซับซ้อนของระบบทางเทคนิคพัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ คำจำกัดความจึงขยายออกไปเพื่อรวมเอาพื้นที่ทางเทคนิคอื่น ๆ เข้ามาด้วย

หลายคนมองว่าเมคาทรอนิกส์เป็นคำศัพท์สมัยใหม่ที่มีความหมายเหมือนกับระบบอัตโนมัติหุ่นยนต์และวิศวกรรมไฟฟ้าเครื่องกล^{[ 4 ]}

มาตรฐานฝรั่งเศส NF E 01-010 ให้คำจำกัดความดังต่อไปนี้: "แนวทางที่มุ่งเน้นการบูรณาการเชิงประสานของกลศาสตร์ อิเล็กทรอนิกส์ ทฤษฎีการควบคุม และวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ภายในการออกแบบและการผลิตผลิตภัณฑ์ เพื่อปรับปรุงและ/หรือเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน" ^{[ 5 ]}

ไม่เกินปี 1951 คำว่าเมคาทรอนิกส์ถูกนำมาใช้ในโฆษณาของบริษัท Servomechanisms, Inc. ดังที่เห็นได้ในวารสารNucleonicsเล่มที่ 9 ฉบับที่ 3 หน้า 99 ^{[ 6 ]}

คำว่าเมคาทรอนิกส์มีต้นกำเนิดมาจากภาษาญี่ปุ่น-อังกฤษและถูกสร้างขึ้นโดย เท็ตสึโร โมริ วิศวกรของบริษัท Yaskawa Electric Corporationคำว่าเมคาทรอนิกส์ได้รับการจดทะเบียนเป็นเครื่องหมายการค้าโดยบริษัทในญี่ปุ่นด้วยหมายเลขทะเบียน "46-32714" ในปี 1971 ต่อมาบริษัทได้มอบสิทธิ์ในการใช้คำนี้ให้แก่สาธารณะ และคำนี้ก็เริ่มถูกนำไปใช้ทั่วโลก ปัจจุบันคำนี้ได้รับการแปลเป็นหลายภาษาและถือเป็นคำศัพท์สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมอัตโนมัติขั้นสูง^{[ 7 ]}

ด้วยการถือกำเนิดของเทคโนโลยีสารสนเทศในช่วงทศวรรษ 1980 ไมโครโปรเซสเซอร์จึงถูกนำมาใช้ในระบบกลไก ทำให้ประสิทธิภาพดีขึ้นอย่างมาก และในช่วงทศวรรษ 1990 ความก้าวหน้าในด้านปัญญาประดิษฐ์เชิงคำนวณถูกนำมาประยุกต์ใช้กับเมคาทรอนิกส์ในรูปแบบที่ปฏิวัติวงการนี้ไปอย่างสิ้นเชิง

วิศวกรเมคาทรอนิกส์รวมหลักการของกลศาสตร์ ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และการคำนวณเข้าด้วยกันเพื่อสร้างระบบที่เรียบง่าย ประหยัด และเชื่อถือได้มากขึ้น^{[ 8 ]}

วิศวกรรมไซเบอร์เนติกส์เกี่ยวข้องกับประเด็นด้านวิศวกรรมควบคุมของระบบเมคาทรอนิกส์ โดยใช้ในการควบคุมหรือกำกับดูแลระบบดังกล่าว (ดูทฤษฎีการควบคุม ) ผ่านการทำงานร่วมกัน โมดูลเมคาทรอนิกส์จะบรรลุเป้าหมายการผลิตและสืบทอด คุณสมบัติ การผลิตที่ยืดหยุ่นและคล่องตัวในแผนการผลิต อุปกรณ์การผลิตสมัยใหม่ประกอบด้วยโมดูลเมคาทรอนิกส์ที่บูรณาการตามสถาปัตยกรรมควบคุม สถาปัตยกรรมที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด ได้แก่แบบลำดับชั้นแบบหลายลำดับ ชั้น แบบเฮ เทอ ราคีและแบบไฮบริด วิธีการเพื่อให้ได้ผลทางเทคนิคจะอธิบายโดยอัลกอริธึม ควบคุม ซึ่งอาจใช้หรือไม่ใช้ระเบียบวิธีที่เป็นทางการในการออกแบบก็ได้ ระบบไฮบริดที่สำคัญต่อเมคาทรอนิกส์ ได้แก่ระบบการผลิต ระบบขับเคลื่อนแบบซินเนอร์จี ยาน สำรวจระบบย่อยของยานยนต์ เช่นระบบเบรกป้องกันล้อล็อกและระบบช่วยหมุน และอุปกรณ์ในชีวิตประจำวัน เช่น กล้องออโต้โฟกัส วิดีโอฮาร์ดดิสก์เครื่องเล่นซีดี และโทรศัพท์

วิศวกรรมเครื่องกลเป็นส่วนสำคัญของวิศวกรรมเมคาทรอนิกส์ ซึ่งรวมถึงการศึกษาธรรมชาติเชิงกลของการทำงานของวัตถุ องค์ประกอบเชิงกลหมายถึงโครงสร้างเชิงกล กลไก เทอร์โมฟลูอิด และไฮดรอลิกของระบบเมคาทรอนิกส์ รวมถึงการศึกษาด้านอุณหพลศาสตร์ พลศาสตร์ กลศาสตร์ของไหล นิวแมติกส์ และไฮดรอลิกส์ วิศวกรเมคาทรอนิกส์ที่ทำงานเป็นวิศวกรเครื่องกลสามารถเชี่ยวชาญด้านระบบไฮดรอลิกส์และนิวแมติกส์ได้โดยมักพบเห็นได้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ วิศวกรเมคาทรอนิกส์ยังสามารถออกแบบยานยนต์ได้ เนื่องจากมีพื้นฐานด้านเครื่องกลและอิเล็กทรอนิกส์ที่แข็งแกร่ง ความรู้เกี่ยวกับแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์เช่นการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD)และการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย ( CMMS) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ เมคาทรอนิกส์ครอบคลุมส่วนหนึ่งของหลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกล ซึ่งมีการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมยานยนต์

ระบบเมคาทรอนิกส์เป็นส่วนสำคัญของฟังก์ชันต่างๆ ของรถยนต์ วงจรควบคุมที่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์—การประมวลผลข้อมูล—แอคทูเอเตอร์—การเปลี่ยนแปลงทางกล (ทางกายภาพ) พบได้ในระบบหลายระบบ ขนาดของระบบอาจแตกต่างกันมากระบบเบรกป้องกันล้อล็อก (ABS) ก็เป็นระบบเมคาทรอนิกส์ เบรกเองก็เป็นระบบเมคาทรอนิกส์เช่นกัน และวงจรควบคุมที่ประกอบด้วยการควบคุมการขับขี่ (เช่น ระบบควบคุมความเร็วอัตโนมัติ) เครื่องยนต์ ความเร็วในการขับขี่ของรถยนต์ในโลกแห่งความเป็นจริง และการวัดความเร็ว ก็เป็นระบบเมคาทรอนิกส์เช่นกัน^{[ 9 ]}ความสำคัญอย่างยิ่งของเมคาทรอนิกส์สำหรับวิศวกรรมยานยนต์ยังเห็นได้ชัดจากข้อเท็จจริงที่ว่าผู้ผลิตรถยนต์มักจะมีแผนกพัฒนาที่มีคำว่า "เมคาทรอนิกส์" อยู่ในชื่อ

วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคมเชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์โทรคมนาคมของระบบเมคาทรอนิกส์ วิศวกรเมคาทรอนิกส์ที่เชี่ยวชาญด้านอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคมมีความรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ การส่งสัญญาณเป็นแอปพลิเคชันหลักของสาขาย่อยนี้ของเมคาทรอนิกส์ โดยที่ระบบดิจิทัลและอนาล็อกก็เป็นส่วนสำคัญของระบบเมคาทรอนิกส์เช่นกัน วิศวกรรมโทรคมนาคมเกี่ยวข้องกับการส่งข้อมูลผ่านตัวกลาง

วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์มีความเกี่ยวข้องกับวิศวกรรมคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมไฟฟ้าวิศวกรรมควบคุมมีแอปพลิเคชันทางอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลาย ตั้งแต่ระบบการบินและระบบขับเคลื่อนของเครื่องบินพาณิชย์ไปจนถึงระบบควบคุมความเร็วอัตโนมัติ (Cruise Control ) ในรถยนต์สมัยใหม่หลายรุ่นการ ออกแบบ VLSIมีความสำคัญสำหรับการสร้างวงจรรวม วิศวกรเมคาทรอนิกส์มีความรู้ลึกซึ้งเกี่ยวกับไมโครโปรเซสเซอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโครชิป และเซมิคอนดักเตอร์ การประยุกต์ใช้เมคาทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์สามารถดำเนินการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ กล้องถ่ายรูป เป็นต้น สำหรับวิศวกรเมคาทรอนิกส์ จำเป็นต้องเรียนรู้การใช้งานโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่นMATLABและSimulinkเพื่อออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์

วิศวกรรมเมคาทรอนิกส์เป็นสาขาวิชาสหวิทยาการที่ครอบคลุมทั้งแนวคิดของระบบไฟฟ้าและระบบกลไก วิศวกรเมคาทรอนิกส์มีส่วนร่วมในการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูงหรือ ตัว ส่ง สัญญาณโมดูลความถี่วิทยุ

สาขาวิศวกรรมอุตสาหกรรมครอบคลุมการออกแบบเครื่องจักร การประกอบ และสายการผลิตของอุตสาหกรรมการผลิตต่างๆ สาขานี้อาจกล่าวได้ว่าคล้ายคลึงกับระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ วิศวกรเมคาทรอนิกส์ที่ทำงานเป็นวิศวกรอุตสาหกรรมจะออกแบบและพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานของโรงงานผลิต อาจกล่าวได้ว่าพวกเขาเป็นสถาปนิกของเครื่องจักร บุคคลหนึ่งสามารถทำงานเป็นนักออกแบบอุตสาหกรรมเพื่อออกแบบผังโรงงานและวางแผนการจัดตั้งอุตสาหกรรมการผลิต หรือเป็นช่างเทคนิคอุตสาหกรรมเพื่อดูแลความต้องการทางเทคนิคและการซ่อมแซมของโรงงานนั้นๆ

วิทยาการหุ่นยนต์เป็นหนึ่งในสาขาย่อยใหม่ล่าสุดของวิศวกรรมเมคาทรอนิกส์ เป็นการศึกษาเกี่ยวกับหุ่นยนต์ วิธีการผลิตและการใช้งานหุ่นยนต์ นับตั้งแต่ปี 2000 สาขาวิศวกรรมเมคาทรอนิกส์นี้ได้ดึงดูดผู้สนใจจำนวนมาก วิทยาการหุ่นยนต์มีความสัมพันธ์กับระบบอัตโนมัติ เนื่องจากในด้านนี้ไม่จำเป็นต้องอาศัยการแทรกแซงจากมนุษย์มากนัก ในโรงงานจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานผลิตรถยนต์ จะพบหุ่นยนต์ในสายการประกอบ ซึ่งทำหน้าที่เจาะ ติดตั้ง และประกอบชิ้นส่วน ทักษะการเขียนโปรแกรมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความเชี่ยวชาญในด้านวิทยาการหุ่นยนต์ ความรู้เกี่ยวกับภาษาโปรแกรมROBOTCมีความสำคัญต่อการทำงานของหุ่นยนต์ หุ่นยนต์ อุตสาหกรรมเป็นตัวอย่างสำคัญของระบบวิศวกรรมเมคาทรอนิกส์ ซึ่งประกอบด้วยด้านอิเล็กทรอนิกส์ กลศาสตร์ และการคำนวณ เพื่อทำงานในแต่ละวัน

อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ (IoT) คือการเชื่อมต่อเครือข่ายของอุปกรณ์ทางกายภาพที่ฝังด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซอฟต์แวร์เซ็นเซอร์แอคทูเอเตอร์และการเชื่อมต่อเครือข่ายซึ่งช่วยให้วัตถุเหล่านี้สามารถรวบรวมและแลกเปลี่ยนข้อมูล ได้ IoT และเมคาทรอนิกส์เป็นส่วนเสริมซึ่งกันและกัน ส่วนประกอบอัจฉริยะจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ จะเป็นเมคาทรอนิกส์โดยพื้นฐาน การพัฒนา IoT กำลังบังคับให้วิศวกรเมคาทรอนิกส์ นักออกแบบ ผู้ปฏิบัติงาน และนักการศึกษาต้องวิจัยวิธีการที่ระบบและส่วนประกอบเมคาทรอนิกส์ถูกรับรู้ ออกแบบ และผลิต ซึ่งช่วยให้พวกเขาเผชิญกับปัญหาใหม่ๆ เช่น ความปลอดภัยของข้อมูลจริยธรรมของเครื่องจักรและอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร^{[ 10 ]}

ความรู้ด้านการเขียนโปรแกรมมีความสำคัญ วิศวกรเมคาทรอนิกส์ต้องเขียนโปรแกรมในระดับต่างๆ เช่นการเขียนโปรแกรม PLCการเขียนโปรแกรมโดรนการเขียนโปรแกรมฮาร์ดแวร์การเขียน โปรแกรม CNCเป็นต้น ภาษาโปรแกรมที่สำคัญสำหรับวิศวกรเมคาทรอนิกส์ที่ควรเรียนรู้ ได้แก่Java , Python , C++และC

ตามข้อมูลจากสำนักงานสถิติแรงงานของสหรัฐอเมริกาแนวโน้มการจ้างงานด้านเมคาทรอนิกส์ระหว่างปี 2016 ถึง 2026 คาดว่าจะเติบโต 4% จากนั้นลดลง 4% ในช่วงปี 2021 ถึง 2031 และฟื้นตัวกลับมาลดลง 1% ในช่วงปี 2023 ถึง 2033 ปัจจุบันคาดการณ์ว่าการเติบโตในช่วงปี 2024 ถึง 2034 จะอยู่ที่ 1% ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

• วิศวกรรมระบบอัตโนมัติ  – สาขาวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาระบบอัตโนมัติสำหรับกิจกรรมทางกายภาพ
• วิศวกรรมคอมพิวเตอร์  – สาขาวิศวกรรมที่เชี่ยวชาญด้านการออกแบบฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์
• วิทยาการคอมพิวเตอร์  – การศึกษาเกี่ยวกับการคำนวณ
• ทฤษฎีการควบคุม  – สาขาหนึ่งของวิศวกรรมและคณิตศาสตร์
• ไซเบอร์เนติกส์  – การศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการเชิงสาเหตุแบบวงกลม
• อีโคเมคาทรอนิกส์  – เทคโนโลยีเมคาทรอนิกส์ที่ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเครื่องจักร
• กลศาสตร์ไฟฟ้า  – สาขาวิศวกรรมสหวิทยาการ
• วิศวกรรมวัสดุ  – การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• เทคโนโลยีวิศวกรรมเครื่องกล
• วิทยาการหุ่นยนต์  – การออกแบบ การสร้าง การใช้งาน และการประยุกต์ใช้หุ่นยนต์
• วิศวกรรมระบบ  – สาขาวิชาวิศวกรรมสหวิทยาการ
• ไบโอเมคาทรอนิกส์  – วิทยาศาสตร์สหวิทยาการที่บูรณาการชีววิทยาและเมคาทรอนิกส์

• Bradley, Dawson และคณะ, เมคาทรอนิกส์, อิเล็กทรอนิกส์ในผลิตภัณฑ์และกระบวนการ , สำนักพิมพ์ Chapman and Hall, ลอนดอน , 1991
• Karnopp, Dean C., Donald L. Margolis, Ronald C. Rosenberg, System Dynamics: Modeling and Simulation of Mechatronic Systems , ฉบับที่ 4, Wiley, 2006. ISBN 0-471-70965-4หนังสือขายดีเกี่ยวกับพลวัตของระบบโดยใช้แนวทางกราฟพันธะ
• Cetinkunt, Sabri, Mechatronics , John Wiley & Sons, Inc, 2007 ISBN 978-0-471-47987-1
• James J. Nutaro (2010). การสร้างซอฟต์แวร์สำหรับการจำลอง: ทฤษฎีและอัลกอริทึม พร้อมการประยุกต์ใช้ในภาษา C++ . Wiley.
• Zhang, Jianhua. วิศวกรรมเมคาทรอนิกส์และระบบอัตโนมัติ. เอกสารประกอบการประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยวิศวกรรมเมคาทรอนิกส์และระบบอัตโนมัติ (ICMAE2016). เซียะเหมิน ประเทศจีน, 2016.

• บิชอป, โรเบิร์ต เอช., เมคาทรอนิกส์: บทนำ . สำนักพิมพ์ซีอาร์ซี , 2006.
• เดอ ซิลวา, คลาเรนซ์ ดับเบิลยู., เมคาทรอนิกส์: แนวทางแบบบูรณาการ . สำนักพิมพ์ซีอาร์ซี, 2005
• Onwubolu, Godfrey C., เมคาทรอนิกส์: หลักการและการประยุกต์ใช้ . Butterworth-Heinemann, 2005.
• แร็งเกอร์ส, เอเดรียน เอ็ม., พลศาสตร์ของเครื่องจักรในระบบเมคาทรอนิกส์มหาวิทยาลัยทเวนเต้, 1997

• วารสาร IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
• วารสารเมคาทรอนิกส์ – เอลเซเวียร์
• การประยุกต์ใช้งานและการนำระบบเมคาทรอนิกส์ไปใช้จริงรายชื่อเอกสารตีพิมพ์เกี่ยวกับตัวอย่าง
• สถาบันวิศวกรเครื่องกล - กลุ่มวิศวกรรมเมคาทรอนิกส์ สารสนเทศ และการควบคุม (MICG)
• NF E 01-010 2008 – AFNOR ( มาตรฐานฝรั่งเศส NF E 01-010 )
• XP E 01-013 2009 – AFNOR (มาตรฐานฝรั่งเศส NF E 01-013)