廣西民族師范學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)及其應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)廣西民族師范學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)及其應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、ROS中的動(dòng)作客戶端（ActionClient）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些回調(diào)函數(shù)？（）（）A.active回調(diào)函數(shù)B.done回調(diào)函數(shù)C.feedback回調(diào)函數(shù)D.以上都是2、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)機(jī)器人的協(xié)作抓取任務(wù)時(shí)，以下哪種力控制策略能夠確保抓取的穩(wěn)定性和安全性？（）A.位置力混合控制B.阻抗控制C.力位控制D.以上都是。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人需要協(xié)作抓取一個(gè)物體，需要精確控制抓取力和位置，避免物體滑落或損壞，上述哪種力控制策略能夠更好地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和安全的抓取，并詳細(xì)說(shuō)明其在ROS中的應(yīng)用和參數(shù)調(diào)整3、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機(jī)器人狀態(tài)信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_statusB./robot_infoC./status/robotD./info/robot4、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)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(shí)現(xiàn)最大的節(jié)能效果？（）A.動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整B.關(guān)閉部分傳感器C.降低運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度D.以上方法結(jié)合使用請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明每個(gè)選項(xiàng)在能耗優(yōu)化中的作用和可能存在的限制5、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)具有人機(jī)交互功能的機(jī)器人時(shí)，需要選擇一種合適的用戶界面（UI）框架來(lái)實(shí)現(xiàn)與用戶的通信和控制指令輸入。假設(shè)要考慮界面的美觀性、易用性和與ROS系統(tǒng)的集成性，以下哪個(gè)UI框架是較好的選擇？（）A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets6、在ROS中，動(dòng)作（Action）是一種更復(fù)雜的通信模式，結(jié)合了目標(biāo)設(shè)定、反饋和結(jié)果。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的抓取任務(wù)使用動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，在執(zhí)行過(guò)程中會(huì)不斷反饋?zhàn)ト〉倪M(jìn)度和狀態(tài)。以下關(guān)于ROS動(dòng)作通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.動(dòng)作客戶端可以在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中隨時(shí)取消動(dòng)作B.動(dòng)作服務(wù)器在執(zhí)行動(dòng)作時(shí)，只能按照預(yù)定的步驟進(jìn)行，不能根據(jù)反饋進(jìn)行調(diào)整C.動(dòng)作的反饋信息可以幫助客戶端了解任務(wù)的執(zhí)行情況，并做出相應(yīng)的決策D.動(dòng)作通信可以用于需要長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行且具有中間狀態(tài)的復(fù)雜任務(wù)7、在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人抓取任務(wù)中，需要精確控制機(jī)械手的抓取力度。以下哪種傳感器可以提供有關(guān)抓取力度的信息？（）A.壓力傳感器B.扭矩傳感器C.位置傳感器D.速度傳感器8、在基于ROS的機(jī)器人系統(tǒng)中，需要對(duì)機(jī)器人的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和降噪處理，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。假設(shè)傳感器數(shù)據(jù)存在大量噪聲，以下哪種濾波方法是常用且有效的？（）A.均值濾波B.中值濾波C.高斯濾波D.不進(jìn)行濾波處理9、在ROS中，對(duì)于機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)融合，以下哪種方法通常被用于將來(lái)自多個(gè)不同類型傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和校準(zhǔn)？（）A.卡爾曼濾波B.粒子濾波C.擴(kuò)展卡爾曼濾波D.以上都是10、當(dāng)使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的仿真和調(diào)試時(shí)，需要選擇合適的仿真工具和環(huán)境。考慮到真實(shí)性和可擴(kuò)展性，以下哪種仿真工具可能更適合？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.以上都有可能11、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的容錯(cuò)機(jī)制對(duì)于系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。假設(shè)機(jī)器人在關(guān)鍵任務(wù)中出現(xiàn)傳感器故障或執(zhí)行器異常。以下哪種容錯(cuò)方法能夠使機(jī)器人在部分組件失效的情況下繼續(xù)完成任務(wù)，或者采取安全的應(yīng)對(duì)措施？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.故障檢測(cè)與診斷D.以上方法綜合運(yùn)用12、當(dāng)使用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)用于考古挖掘的機(jī)器人時(shí)，需要考慮對(duì)文物的保護(hù)和精細(xì)操作。以下哪種控制方式和工具可能會(huì)被用于考古挖掘？（）A.力控操作和精細(xì)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃B.視覺(jué)引導(dǎo)和觸覺(jué)反饋C.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和文物保護(hù)算法D.以上都有可能13、假設(shè)在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人教育項(xiàng)目中，需要為初學(xué)者提供一個(gè)易于理解和使用的編程接口。以下哪種方式能夠更好地降低學(xué)習(xí)門檻，提高編程效率？（）A.提供高級(jí)編程語(yǔ)言的封裝接口B.要求初學(xué)者直接使用底層的ROS接口C.不提供任何接口，讓初學(xué)者自己探索D.只提供命令行操作接口14、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法評(píng)估，以下哪個(gè)指標(biāo)通常被用來(lái)衡量規(guī)劃結(jié)果的優(yōu)劣？（）A.路徑長(zhǎng)度B.規(guī)劃時(shí)間C.碰撞次數(shù)D.以上都是。假設(shè)需要比較不同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法在各種場(chǎng)景下的性能，上述哪些指標(biāo)能夠全面地反映算法的效率和安全性，并說(shuō)明如何根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行算法的選擇和優(yōu)化15、ROS中的導(dǎo)航功能包集（NavigationStack）提供了機(jī)器人自主導(dǎo)航的基本框架。假設(shè)要對(duì)導(dǎo)航功能進(jìn)行定制和擴(kuò)展，以下關(guān)于操作方法的描述，正確的是：（）A.直接修改導(dǎo)航功能包集的源代碼，實(shí)現(xiàn)定制需求B.利用導(dǎo)航功能包集提供的接口和參數(shù)，進(jìn)行配置和擴(kuò)展C.重新開(kāi)發(fā)一個(gè)全新的導(dǎo)航框架，替代原有的功能包集D.導(dǎo)航功能包集無(wú)法進(jìn)行定制和擴(kuò)展16、ROS中的話題（Topic）是一種常見(jiàn)的通信機(jī)制。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中不斷發(fā)布其位置信息作為一個(gè)話題。多個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)這個(gè)位置信息感興趣并進(jìn)行訂閱。在這種情況下，如果發(fā)布節(jié)點(diǎn)突然停止發(fā)布，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.訂閱節(jié)點(diǎn)會(huì)繼續(xù)使用最后收到的位置信息，直到新的發(fā)布信息到來(lái)B.訂閱節(jié)點(diǎn)會(huì)立即停止運(yùn)行，等待發(fā)布節(jié)點(diǎn)重新開(kāi)始發(fā)布C.訂閱節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)切換到其他可用的類似話題進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取D.整個(gè)系統(tǒng)會(huì)崩潰，因?yàn)槭チ岁P(guān)鍵的位置信息源17、在機(jī)器人的協(xié)作工作中，需要解決任務(wù)分配和資源共享的問(wèn)題。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人共同完成一個(gè)大型項(xiàng)目，每個(gè)機(jī)器人具有不同的能力和資源。以下哪種方法能夠有效地協(xié)調(diào)資源分配，提高工作效率？（）A.基于合同的資源分配B.基于市場(chǎng)機(jī)制的資源分配C.基于中央控制的資源分配D.基于分布式協(xié)商的資源分配18、在ROS中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能路徑規(guī)劃和避障，以下哪種機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.遷移學(xué)習(xí)。假設(shè)機(jī)器人需要通過(guò)不斷的實(shí)踐和學(xué)習(xí)來(lái)改進(jìn)其路徑規(guī)劃和避障策略，以適應(yīng)不同的環(huán)境和任務(wù)，上述哪種機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠提供更有效的學(xué)習(xí)機(jī)制，并說(shuō)明其在ROS中的應(yīng)用和訓(xùn)練過(guò)程19、在一個(gè)使用ROS的多機(jī)器人系統(tǒng)中，如果機(jī)器人之間的通信協(xié)議選擇不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致什么后果？（）A.通信延遲增加或通信失敗B.通信速度加快C.系統(tǒng)資源消耗降低D.機(jī)器人協(xié)作更順暢20、ROS中的機(jī)器人導(dǎo)航功能需要考慮環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，例如行人的移動(dòng)或其他障礙物的突然出現(xiàn)。為了使機(jī)器人能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)這些動(dòng)態(tài)變化，以下哪種導(dǎo)航策略和算法的改進(jìn)最為關(guān)鍵？（）A.引入實(shí)時(shí)的環(huán)境感知和動(dòng)態(tài)路徑重規(guī)劃B.增加導(dǎo)航的預(yù)測(cè)時(shí)間和提前規(guī)劃路徑C.保持原有的導(dǎo)航算法，不做任何改進(jìn)D.隨機(jī)選擇新的路徑二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的模擬環(huán)境對(duì)于機(jī)器人開(kāi)發(fā)的重要性。2、（本題5分）解釋ROS中的軌跡生成算法。3、（本題5分）如何在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的避障功能？三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于ROS的工業(yè)機(jī)器人的裝配任務(wù)控制程序，能夠完成復(fù)雜的裝配操作。2、（本題5分）利用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)水下焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤與焊接質(zhì)量控制系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的手勢(shì)識(shí)別和響應(yīng)系統(tǒng)。4、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的圖像識(shí)別和分類系統(tǒng)，對(duì)不同物體進(jìn)行準(zhǔn)確分類。5、（本題5分）使用ROS為水下探測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)聲納數(shù)據(jù)處理和目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1