華北理工大學輕工學院《機器學習與人工智能導論》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁華北理工大學輕工學院

《機器學習與人工智能導論》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在ROS系統(tǒng)中，對于機器人的能耗優(yōu)化，以下哪種方法可能在不降低性能的前提下實現(xiàn)最大的節(jié)能效果？（）A.動態(tài)電壓頻率調(diào)整B.關閉部分傳感器C.降低運動復雜度D.以上方法結合使用請詳細說明每個選項在能耗優(yōu)化中的作用和可能存在的限制2、ROS中的節(jié)點可以在不同的編程語言中實現(xiàn)，并且能夠相互通信，這是因為（）（）A.ROS提供了統(tǒng)一的通信接口B.編程語言的兼容性C.兩者皆有D.以上都不是3、在機器人操作系統(tǒng)中，用于啟動RViz可視化工具的命令是？（）（）A.rvizB.roslaunchrvizrviz.launchC.rosrunrvizrvizD.以上都不是4、ROS中的服務響應（ServiceResponse）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是5、在基于ROS的機器人系統(tǒng)中，當需要對多個傳感器的數(shù)據(jù)進行融合以獲得更準確和全面的環(huán)境感知時，以下哪種數(shù)據(jù)融合方法通常是首選？（）A.加權平均法B.卡爾曼濾波C.貝葉斯估計D.簡單拼接請分別闡述每個選項在多傳感器數(shù)據(jù)融合中的原理和適用場景6、機器人的自主學習能力對于適應新環(huán)境和任務非常重要。假設一個機器人需要在不同的房間內(nèi)自主探索并學習環(huán)境的布局。以下哪種學習方法能夠幫助機器人快速建立環(huán)境模型，并不斷優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學習B.無監(jiān)督學習C.強化學習D.遷移學習7、ROS支持多種機器人硬件平臺和傳感器。當為一個新的機器人平臺配置ROS時，以下關于硬件驅動和接口的描述，哪一項是錯誤的？（）A.需要為機器人的各種硬件設備（如電機、傳感器）編寫相應的驅動程序，使其能與ROS通信B.可以使用通用的硬件接口標準（如USB、Ethernet）來連接機器人硬件和主機C.所有的機器人硬件都有現(xiàn)成的ROS驅動可用，無需自行開發(fā)D.硬件驅動程序需要考慮實時性和穩(wěn)定性的要求8、ROS中的機器人導航功能需要考慮環(huán)境的動態(tài)變化，例如行人的移動或其他障礙物的突然出現(xiàn)。為了使機器人能夠及時應對這些動態(tài)變化，以下哪種導航策略和算法的改進最為關鍵？（）A.引入實時的環(huán)境感知和動態(tài)路徑重規(guī)劃B.增加導航的預測時間和提前規(guī)劃路徑C.保持原有的導航算法，不做任何改進D.隨機選擇新的路徑9、在ROS中開發(fā)機器人的遠程控制功能時，如果網(wǎng)絡延遲不穩(wěn)定，以下哪種策略可以提高控制的可靠性？（）A.增加本地緩存和預測機制B.降低控制指令的發(fā)送頻率C.完全依賴遠程控制，不進行本地處理D.忽略網(wǎng)絡延遲，照常發(fā)送指令10、在ROS中，進行機器人的任務規(guī)劃時，需要將高層的任務目標分解為具體的動作序列。假設一個機器人需要完成一個物品搬運的任務。以下關于ROS任務規(guī)劃的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用基于狀態(tài)機的方法來進行任務規(guī)劃B.任務規(guī)劃需要考慮環(huán)境的不確定性和變化C.一旦任務規(guī)劃完成，就不能在執(zhí)行過程中進行修改和調(diào)整D.可以使用人工智能算法，如強化學習，來優(yōu)化任務規(guī)劃策略11、在一個ROS驅動的農(nóng)業(yè)機器人系統(tǒng)中，需要根據(jù)不同的農(nóng)作物和地形進行作業(yè)。以下哪種方法可以提高機器人的適應性？（）A.使用機器學習算法進行自適應控制B.預定義多種作業(yè)模式供選擇C.在線調(diào)整機器人的參數(shù)D.以上方法都可以12、機器人的定位精度對于許多任務至關重要。假設一個機器人需要在高精度制造環(huán)境中進行操作，定位誤差要求在毫米級別以下。以下哪種定位技術能夠滿足這種高精度要求？（）A.GPS定位B.激光跟蹤定位C.視覺定位D.慣性導航定位13、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節(jié)點和配置參數(shù)。假設一個機器人系統(tǒng)的啟動需要同時啟動多個傳感器節(jié)點和控制節(jié)點，并設置一些全局參數(shù)。以下關于啟動文件的描述，正確的是？（）A.啟動文件只能以XML格式編寫，語法復雜B.啟動文件中不能包含條件判斷和循環(huán)語句C.可以在啟動文件中指定節(jié)點的運行順序和依賴關系D.啟動文件不能動態(tài)修改節(jié)點的參數(shù)值14、在一個ROS系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)機器人的視覺伺服控制，即根據(jù)視覺反饋來調(diào)整機器人的運動。以下哪種視覺特征和控制算法可能會被用于視覺伺服？（）A.基于圖像的特征和比例積分微分控制B.基于深度信息的特征和模型預測控制C.基于目標跟蹤的特征和自適應控制D.以上都有可能15、在使用ROS控制機器人的機械臂時，需要精確的運動控制算法。假設機械臂需要按照預定的軌跡進行運動，同時要考慮到關節(jié)的限制和動力學特性。以下哪種控制方法可能最為適用？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模糊控制C.隨機控制D.開環(huán)控制二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的環(huán)境適應性改進方法。2、（本題5分）解釋ROS中的機器人操作系統(tǒng)升級策略。3、（本題5分）解釋ROS中的救援機器人中的關鍵技術。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）考慮一個基于ROS的地質(zhì)勘探機器人項目，用于在山區(qū)進行地質(zhì)數(shù)據(jù)采集。綜合分析ROS在山地地形穿越、地質(zhì)樣本采集、通信信號穩(wěn)定以及能源續(xù)航方面的要點和困難。2、（本題5分）在機器人的智能建筑施工監(jiān)控系統(tǒng)中，探討機器人操作系統(tǒng)如何實時監(jiān)測施工進度、質(zhì)量和安全狀況，以及如何利用傳感器數(shù)據(jù)和圖像分析進行風險預警和問題診斷，保障建筑施工的順利進行和質(zhì)量安全。3、（本題5分）對于反恐排爆機器人，機器人操作系統(tǒng)在危險環(huán)境感知、爆炸物處理和遠程精確操作等方面面臨嚴峻挑戰(zhàn)。請全面綜合分析其在傳感器融合、防爆設計、行動策略制定等方面的技術解決方案，探討反恐排爆機器人在保障公共安全和應對突發(fā)事件中的作用，以及在技術研發(fā)和實戰(zhàn)應用中的困難和突破方向。4、（本題5分）在考古挖掘現(xiàn)場，機器人需要在脆弱的環(huán)境中進行精細作業(yè)。仔細分析機器人操作系統(tǒng)在文物保護意識、精細動作控制、環(huán)境監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)記錄方面的特殊需求，研究操作系統(tǒng)如何保障考古工作的準確性和安全性。5、（本題5分）ROS在機器人的畜牧養(yǎng)殖應用中，如何實現(xiàn)動物監(jiān)測、飼料投放和環(huán)境控制。請全面綜合分析ROS的功能實現(xiàn)、系統(tǒng)穩(wěn)定性和農(nóng)