蘇州工業(yè)園區(qū)服務(wù)外包職業(yè)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)原理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人的過(guò)程中，需要對(duì)機(jī)器人的模型進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)和優(yōu)化。以下哪種方法能夠基于實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地調(diào)整模型參數(shù)？（）A.手動(dòng)試錯(cuò)法B.基于遺傳算法的優(yōu)化C.隨機(jī)設(shè)置參數(shù)D.不進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)，使用默認(rèn)值2、在基于ROS的機(jī)器人集群系統(tǒng)中，當(dāng)需要協(xié)調(diào)多個(gè)機(jī)器人的行動(dòng)以完成一個(gè)共同目標(biāo)時(shí)，以下哪種協(xié)調(diào)算法可能是最有效的？（）A.集中式協(xié)調(diào)B.分布式協(xié)調(diào)C.混合式協(xié)調(diào)D.無(wú)協(xié)調(diào)，各自行動(dòng)請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)協(xié)調(diào)算法的工作原理和在機(jī)器人集群中的應(yīng)用效果3、假設(shè)要在ROS中實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠自主探索未知環(huán)境的機(jī)器人，以下哪種地圖構(gòu)建和更新方法能夠更好地適應(yīng)環(huán)境的變化？（）A.增量式地圖構(gòu)建B.全局地圖重建C.固定地圖，不更新D.隨機(jī)地圖生成請(qǐng)分別解釋每個(gè)選項(xiàng)在自主探索未知環(huán)境中的可行性和適應(yīng)性4、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內(nèi)容？（）（）A.機(jī)器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是5、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)協(xié)作項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)不同類型機(jī)器人之間的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)。以下哪種策略和機(jī)制可能會(huì)被用于團(tuán)隊(duì)協(xié)作？（）A.基于任務(wù)優(yōu)先級(jí)的分配B.基于能力和資源的分配C.基于市場(chǎng)機(jī)制的資源交易D.以上都有可能6、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，需要進(jìn)行版本控制。假設(shè)一個(gè)團(tuán)隊(duì)在開(kāi)發(fā)一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人項(xiàng)目，以下哪種版本控制系統(tǒng)在ROS開(kāi)發(fā)中常用？（）A.GitB.SVNC.CVSD.Mercurial7、在ROS中，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是一個(gè)關(guān)鍵的部分。假設(shè)一個(gè)機(jī)械臂需要執(zhí)行精確的抓取操作，需要對(duì)其關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。以下關(guān)于ROS運(yùn)動(dòng)控制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用PID控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的位置控制B.運(yùn)動(dòng)控制指令可以通過(guò)話題或服務(wù)的方式發(fā)送給執(zhí)行器C.機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型在運(yùn)動(dòng)控制中不是必需的D.可以使用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解來(lái)計(jì)算機(jī)械臂達(dá)到目標(biāo)位置所需的關(guān)節(jié)角度8、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)精確操作的關(guān)鍵。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人手臂需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的裝配任務(wù)，要求高精度的位置和姿態(tài)控制。以下哪種控制方法能夠更好地滿足這種需求，同時(shí)處理系統(tǒng)中的不確定性和干擾？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模型預(yù)測(cè)控制（MPC）C.自適應(yīng)控制D.模糊控制9、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的觸覺(jué)感知和交互，需要選擇合適的觸覺(jué)傳感器和處理算法。以下哪種觸覺(jué)傳感器和算法可能會(huì)被用于觸覺(jué)感知？（）A.電容式觸覺(jué)傳感器和觸覺(jué)信號(hào)處理B.電阻式觸覺(jué)傳感器和模式識(shí)別算法C.壓電式觸覺(jué)傳感器和特征提取算法D.以上都有可能10、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的動(dòng)態(tài)建模和仿真，以下哪種工具或軟件包可能是最常用的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.OpenRAVE請(qǐng)分別介紹每個(gè)選項(xiàng)的特點(diǎn)和在機(jī)器人動(dòng)態(tài)建模與仿真中的應(yīng)用廣泛性11、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)的魯棒性和容錯(cuò)性，常常采用一些策略。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的傳感器出現(xiàn)故障，以下關(guān)于系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)措施，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用冗余傳感器來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)一個(gè)傳感器故障時(shí)，切換到備用傳感器B.通過(guò)故障檢測(cè)和診斷算法及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器的故障，并采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施C.一旦傳感器故障，系統(tǒng)就無(wú)法正常工作，必須停止運(yùn)行D.可以設(shè)計(jì)容錯(cuò)控制算法，使機(jī)器人在部分傳感器故障的情況下仍能完成基本任務(wù)12、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人傳感器融合信息的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.sensor_msgs/ImuC.nav_msgs/OdometryD.以上都不是13、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的地圖構(gòu)建和定位，需要選擇合適的SLAM（同時(shí)定位與地圖構(gòu)建）算法?？紤]到計(jì)算資源和精度要求，以下哪種SLAM算法可能更合適？（）A.ORB-SLAMB.CartographerC.GMappingD.以上都有可能14、在ROS環(huán)境下，為了開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠自主避障并規(guī)劃最優(yōu)路徑的移動(dòng)機(jī)器人，需要選擇合適的路徑規(guī)劃算法?？紤]到環(huán)境的復(fù)雜性和動(dòng)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15、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人之間的通信和協(xié)作，以完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，例如在倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行貨物搬運(yùn)和分揀，以下哪種通信機(jī)制最為關(guān)鍵？（）A.主題通信B.服務(wù)通信C.動(dòng)作通信D.參數(shù)服務(wù)器16、在基于ROS的機(jī)器人教育應(yīng)用中，為了讓學(xué)生更好地理解機(jī)器人的工作原理，以下哪種教學(xué)方法較為有效？（）A.通過(guò)實(shí)際編程操作讓學(xué)生親身體驗(yàn)B.利用可視化工具展示機(jī)器人的內(nèi)部狀態(tài)C.結(jié)合理論講解和案例分析D.以上方法綜合使用17、當(dāng)在ROS中使用多個(gè)機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作任務(wù)時(shí)，需要進(jìn)行分布式通信。如果網(wǎng)絡(luò)延遲較高，會(huì)對(duì)協(xié)作效果產(chǎn)生什么影響？（）A.機(jī)器人之間的協(xié)作失調(diào)，任務(wù)完成質(zhì)量下降B.機(jī)器人自主調(diào)整協(xié)作策略，不受影響C.協(xié)作效率提高，任務(wù)更快完成D.系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，降低延遲18、在使用ROS開(kāi)發(fā)水下機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，需要考慮水的阻力和浮力等特殊因素。以下關(guān)于模型建立和控制算法調(diào)整的描述，正確的是：（）A.直接使用通用的機(jī)器人模型和控制算法，忽略水下環(huán)境的影響B(tài).在通用模型的基礎(chǔ)上，增加水動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行修正C.開(kāi)發(fā)全新的水下機(jī)器人專用模型和控制算法D.水下環(huán)境對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)影響不大，無(wú)需特殊處理19、ROS中的Gazebo是一個(gè)常用的機(jī)器人仿真環(huán)境。假設(shè)需要在Gazebo中模擬一個(gè)具有復(fù)雜物理特性的機(jī)器人和環(huán)境，以下關(guān)于Gazebo仿真的描述，正確的是？（）A.Gazebo只能模擬簡(jiǎn)單的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，無(wú)法處理復(fù)雜的物理交互B.在Gazebo中進(jìn)行仿真時(shí)，不需要考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型C.Gazebo可以與ROS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)仿真與實(shí)際控制的交互D.Gazebo的仿真結(jié)果與實(shí)際機(jī)器人的行為完全一致，無(wú)需進(jìn)一步驗(yàn)證20、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機(jī)器人動(dòng)作指令的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_actionB./action/robotC./cmd_action/robotD.以上都不是二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋ROS中的群體機(jī)器人協(xié)作算法。2、（本題5分）說(shuō)明ROS中的藥物研發(fā)科學(xué)管理機(jī)器人中的管理科學(xué)性體現(xiàn)。3、（本題5分）說(shuō)明ROS中的果園管理機(jī)器人中的采摘策略。4、（本題5分）ROS中的目標(biāo)分配算法。5、（本題5分）說(shuō)明ROS中的氣象數(shù)據(jù)準(zhǔn)確采集機(jī)器人中的采集誤差控制。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在ROS框架下，為沙漠救援機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)被困人員定位和救援路徑規(guī)劃系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS框架下，為沙漠植樹(shù)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)樹(shù)苗種植位置選擇和澆水控制系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個(gè)鯽魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)鯽魚(yú)收集機(jī)器人的高效收集與運(yùn)輸系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)極地科考機(jī)器人的冰層探測(cè)與樣本采集系統(tǒng)。5、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個(gè)珍珠養(yǎng)殖場(chǎng)珍珠蚌開(kāi)殼與珍珠采集系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在機(jī)器人的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中，探討機(jī)器人操作系統(tǒng)如何根據(jù)土壤濕度、氣象數(shù)據(jù)和作物需水情況，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉和水資源的優(yōu)化利用，以及如何降低系統(tǒng)成本和維護(hù)難度。2、（本題10分）對(duì)于建筑清潔機(jī)器人，機(jī)器人操作系統(tǒng)在高樓外墻清潔、室內(nèi)地面清潔等任