浙江中醫(yī)藥大學《機器學習算法與應用》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頁浙江中醫(yī)藥大學《機器學習算法與應用》

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20個小題，每小題1分，共20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中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和可維護性，常常使用分布式架構。假設有一個由多個機器人組成的系統(tǒng)，它們需要協(xié)同工作完成任務。以下關于分布式ROS系統(tǒng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以通過ROS主題和服務在不同的機器人之間進行通信和數(shù)據(jù)共享B.分布式系統(tǒng)中的每個機器人都可以作為一個獨立的節(jié)點運行，具有自己的計算資源C.網(wǎng)絡延遲和帶寬限制對分布式ROS系統(tǒng)的性能沒有影響D.可以使用主從式架構或對等架構來構建分布式ROS系統(tǒng)2、機器人操作系統(tǒng)中的動作客戶端可以取消正在執(zhí)行的動作請求嗎？（）（）A.可以B.不可以C.取決于具體實現(xiàn)D.以上都不是3、假設在一個復雜的機器人任務中，需要對機器人的運動軌跡進行精確規(guī)劃。在ROS中，以下哪種算法或工具可能是最適合的？（）A.A*算法B.RRT算法C.人工勢場法D.隨機漫步算法請分別闡述每個選項在機器人運動軌跡規(guī)劃中的特點和適用條件4、ROS中的傳感器驅動開發(fā)是一個重要的環(huán)節(jié)。假設要開發(fā)一個新型傳感器的驅動程序，以下關于開發(fā)過程和注意事項的描述，正確的是：（）A.參考現(xiàn)有類似傳感器的驅動代碼，進行簡單修改B.深入了解傳感器的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，按照ROS規(guī)范開發(fā)驅動C.忽略傳感器的特性，開發(fā)通用的驅動框架D.傳感器驅動開發(fā)復雜且困難，建議使用現(xiàn)成的驅動5、ROS中的節(jié)點通信可以使用加密技術來保障數(shù)據(jù)安全。以下哪種加密方式在ROS中較為常用？（）A.對稱加密B.非對稱加密C.哈希加密D.以上加密方式都可以根據(jù)需求選擇6、在ROS中，進行機器人的路徑規(guī)劃和避障算法的性能評估時，假設要比較不同算法在不同場景下的效果。以下關于評估指標和實驗設計的描述，正確的是：（）A.只考慮路徑長度作為評估指標，簡單直觀B.綜合考慮路徑長度、時間消耗、安全性等多個指標，并設計多樣化的實驗場景C.隨機選擇評估指標和實驗場景，不進行系統(tǒng)性的比較D.評估指標和實驗設計對算法比較沒有影響7、在ROS環(huán)境下，為了開發(fā)一個能夠自主避障并規(guī)劃最優(yōu)路徑的移動機器人，需要選擇合適的路徑規(guī)劃算法?？紤]到環(huán)境的復雜性和動態(tài)變化，以下哪種算法可能更適合？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.RRT算法D.蟻群算法8、ROS中的消息隊列（MessageQueue）用于存儲待發(fā)送的消息。如果消息隊列溢出，會發(fā)生什么？（）A.新的消息被丟棄B.系統(tǒng)自動擴展隊列容量C.消息發(fā)送速度加快D.對通信沒有影響9、在基于ROS的機器人教育應用中，為了讓學生更好地理解機器人的工作原理，以下哪種教學方法較為有效？（）A.通過實際編程操作讓學生親身體驗B.利用可視化工具展示機器人的內(nèi)部狀態(tài)C.結合理論講解和案例分析D.以上方法綜合使用10、在ROS環(huán)境下，為了提高機器人系統(tǒng)的實時性能和響應速度，需要對軟件進行優(yōu)化和硬件進行選型。以下哪種方法和硬件配置可能會有助于實現(xiàn)這個目標？（）A.多核處理器和實時操作系統(tǒng)B.高速通信總線和專用運動控制卡C.優(yōu)化算法和內(nèi)存管理D.以上都有可能11、ROS支持多種編程語言進行節(jié)點開發(fā)。如果在一個項目中同時使用了C++和Python編寫的節(jié)點，并且它們之間需要進行通信，可能會遇到什么問題？（）A.語言兼容性問題，導致通信失敗B.通信正常，沒有任何問題C.通信速度變慢D.系統(tǒng)資源消耗增加12、當在ROS中使用視覺傳感器進行距離測量時，如果測量范圍受限，會對機器人的避障能力產(chǎn)生什么影響？（）A.無法檢測到遠距離障礙物，增加碰撞風險B.避障能力增強C.系統(tǒng)自動擴展測量范圍D.對避障沒有影響13、在ROS系統(tǒng)中，對于機器人的路徑跟蹤控制，以下哪種控制器可能在存在干擾和不確定性的情況下表現(xiàn)較好？（）A.線性控制器B.非線性控制器C.魯棒控制器D.隨機控制器請分別說明每個控制器在應對干擾和不確定性時的特點和性能14、在機器人的力控制中，需要根據(jù)與環(huán)境的接觸力來調整機器人的動作。假設機器人在執(zhí)行裝配任務時，需要精確控制施加在零件上的力。以下哪種力控制方法能夠提供高精度的力控制，并且對系統(tǒng)參數(shù)變化具有較強的魯棒性？（）A.直接力控制B.阻抗控制C.力/位混合控制D.自適應力控制15、在基于ROS的機器人語音交互系統(tǒng)中，需要對語音指令進行識別和解析。以下哪種語音識別引擎與ROS集成較為方便？（）A.百度語音B.科大訊飛語音C.谷歌語音D.以上都可以，取決于具體的需求和集成難度16、在一個基于ROS的機器人集群中，需要實現(xiàn)高效的編隊控制和協(xié)同運動。以下哪種控制策略和通信協(xié)議可能會被用于編隊控制？（）A.基于領航者-跟隨者的控制策略B.分布式一致性控制C.虛擬結構法D.以上都有可能17、在ROS中，實時性是某些應用場景的關鍵要求。假設一個工業(yè)機器人需要在嚴格的時間限制內(nèi)完成特定的操作。以下關于ROS實時性的描述，哪一項是不正確的？（）A.ROS本身可以滿足硬實時的要求，無需額外的配置和優(yōu)化B.可以通過使用實時內(nèi)核和相關的配置來提高ROS系統(tǒng)的實時性能C.在實時應用中，需要仔細考慮任務的優(yōu)先級和調度策略D.實時性的實現(xiàn)可能會對系統(tǒng)的資源利用和性能產(chǎn)生一定的影響18、當使用ROS控制一個機械臂進行精確的抓取操作時，需要對機械臂進行運動學和動力學建模。為了實現(xiàn)高效和準確的控制，以下哪種建模方法和控制策略通常會被采用？（）A.正運動學建模和PID控制B.逆運動學建模和模糊控制C.動力學建模和自適應控制D.以上都有可能19、在ROS中進行機器人的力控制時，如果力傳感器的精度不夠，會對控制效果產(chǎn)生什么影響？（）A.力控制不準確，可能損壞物體或影響操作B.控制更穩(wěn)定C.系統(tǒng)自動校準力傳感器D.提高力控制的響應速度20、在ROS中，為了提高機器人系統(tǒng)的性能和實時性，常常需要進行優(yōu)化。假設一個機器人節(jié)點的計算量較大，導致系統(tǒng)響應延遲，以下關于優(yōu)化的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以對算法進行優(yōu)化，減少計算復雜度B.使用多線程或多進程技術并行處理任務，提高效率C.減少節(jié)點之間的通信數(shù)據(jù)量，避免不必要的消息傳遞D.優(yōu)化只需要關注軟件層面，硬件性能對系統(tǒng)性能沒有影響二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述ROS中的森林火災撲救機器人中的滅火策略選擇。2、（本題5分）ROS中的機器學習應用一般如何實現(xiàn)？3、（本題5分）解釋ROS中的生物實驗精準輔助機器人中的輔助精度提高。4、（本題5分）說明ROS中的化學試劑精確調配機器人中的調配誤差降低。5、（本題5分）說明ROS中的安防巡邏機器人中的目標檢測方法。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個使用ROS的菌菇種植場采摘機器人的成熟菌菇識別與采摘系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中構建一個鐵路軌道檢測機器人的軌道變形監(jiān)測與維護系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為水下考古機器人設計一個文物定位和打撈系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS為糧倉巡檢機器人設計一個糧食質量檢測和蟲害監(jiān)測系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個機器人的地圖構建與更新模塊，能夠實時反映環(huán)境變化。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個石油開采平臺，ROS控制的機器人進行設備巡檢和維護。請深入探討ROS在海洋環(huán)境腐蝕防護、設備故障診斷、危險區(qū)域作業(yè)以及數(shù)據(jù)遠程傳輸方面的重點