西南財經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院《機器學(xué)習(xí)技術(shù)及應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西南財經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院

《機器學(xué)習(xí)技術(shù)及應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲參數(shù)？（）（）A.字典B.列表C.數(shù)組D.樹2、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點（Node）是重要的組成部分。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)中有多個功能模塊，如傳感器數(shù)據(jù)采集、運動控制、路徑規(guī)劃等，每個模塊作為一個獨立的節(jié)點運行。當(dāng)一個節(jié)點需要向另一個節(jié)點發(fā)送消息時，通常使用以下哪種通信機制？（）A.話題（Topic）通信，發(fā)布者發(fā)布消息，訂閱者接收消息B.服務(wù)（Service）通信，客戶端發(fā)送請求，服務(wù)器響應(yīng)請求C.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer），用于存儲和共享全局參數(shù)D.動作（Action）通信，支持長時間的任務(wù)執(zhí)行和反饋3、在ROS中，進行機器人的機器學(xué)習(xí)應(yīng)用開發(fā)時，假設(shè)要使用深度學(xué)習(xí)模型進行物體識別。以下關(guān)于數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和模型訓(xùn)練的描述，正確的是：（）A.隨機收集數(shù)據(jù)，不進行預(yù)處理，直接用于模型訓(xùn)練B.對收集的數(shù)據(jù)進行清洗、標(biāo)注和增強，然后進行模型訓(xùn)練C.使用現(xiàn)有的預(yù)訓(xùn)練模型，不進行進一步的訓(xùn)練和優(yōu)化D.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和模型訓(xùn)練對識別效果影響不大4、ROS中的仿真環(huán)境（Gazebo）可以用于機器人的模擬測試。假設(shè)要在仿真環(huán)境中準(zhǔn)確模擬機器人與環(huán)境的物理交互，以下關(guān)于環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整的描述，正確的是：（）A.使用默認(rèn)的環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)，進行簡單的模擬B.根據(jù)實際物理特性，精細調(diào)整環(huán)境參數(shù)和機器人模型的物理屬性C.仿真環(huán)境無法準(zhǔn)確模擬物理交互，主要用于功能驗證D.環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整對模擬結(jié)果影響不大5、在一個ROS控制的服務(wù)機器人系統(tǒng)中，需要與用戶進行自然的交互。以下哪種技術(shù)可以用于實現(xiàn)語音交互的情感識別？（）A.語音語調(diào)分析B.詞匯和語法分析C.面部表情識別D.以上技術(shù)都可能有用6、在機器人的協(xié)作控制中，多個機器人需要協(xié)同完成一個復(fù)雜任務(wù)。假設(shè)一組機器人需要共同搬運一個大型物體，并且要保持物體的平衡和穩(wěn)定。以下哪種協(xié)作控制策略能夠有效地協(xié)調(diào)各個機器人的動作，實現(xiàn)目標(biāo)？（）A.集中式控制B.分布式控制C.主從式控制D.混合式控制7、ROS支持機器人的遠程控制和監(jiān)控。假設(shè)需要在遠程位置對機器人進行實時操作和狀態(tài)查看。以下哪種遠程控制和監(jiān)控的實現(xiàn)方式在安全性和穩(wěn)定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網(wǎng)絡(luò)直接連接C.依賴第三方的遠程控制平臺D.不進行遠程控制和監(jiān)控8、當(dāng)使用ROS控制機器人的關(guān)節(jié)運動時，以下哪種控制器類型常用于實現(xiàn)精確的位置控制？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自適應(yīng)控制器D.魯棒控制器。假設(shè)機器人的關(guān)節(jié)需要高精度地到達指定位置，并且在受到外界干擾時仍能保持穩(wěn)定，上述哪種控制器能夠更好地滿足這一要求，并詳細說明其控制原理和參數(shù)調(diào)整方法9、在機器人操作系統(tǒng)中，用于啟動機器人控制器的命令通常是？（）（）A.roslaunchcontroller_managercontroller_manager.launchB.rosruncontroller_managercontroller_managerC.controller_startD.以上都不是10、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機器人導(dǎo)航狀態(tài)信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/PathB.nav_msgs/OdometryC.nav_msgs/StatusD.以上都不是11、在ROS中，進行機器人的任務(wù)規(guī)劃時，需要將高層的任務(wù)目標(biāo)分解為具體的動作序列。假設(shè)一個機器人需要完成一個物品搬運的任務(wù)。以下關(guān)于ROS任務(wù)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(wù)規(guī)劃B.任務(wù)規(guī)劃需要考慮環(huán)境的不確定性和變化C.一旦任務(wù)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(xué)習(xí)，來優(yōu)化任務(wù)規(guī)劃策略12、ROS中的可視化工具（RViz）對于機器人開發(fā)和調(diào)試非常有用。假設(shè)要在RViz中同時顯示機器人的模型、傳感器數(shù)據(jù)和規(guī)劃路徑，以下關(guān)于配置和使用RViz的描述，正確的是：（）A.手動逐個添加所需的顯示元素，進行復(fù)雜的配置B.使用預(yù)定義的配置文件，快速加載和顯示相關(guān)信息C.RViz功能有限，無法滿足同時顯示多種信息的需求D.不需要使用RViz，通過代碼打印信息進行調(diào)試13、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個機器人的語音交互模塊時，需要進行語音識別和合成。假設(shè)要實現(xiàn)高準(zhǔn)確率的語音識別和自然流暢的語音合成，以下哪種技術(shù)組合可能最合適？（）A.使用傳統(tǒng)的隱馬爾可夫模型（HMM）進行語音識別，文語轉(zhuǎn)換（TTS）技術(shù)進行語音合成B.采用深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）進行語音識別，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語音合成模型C.依賴開源的語音識別和合成庫，不進行定制優(yōu)化D.以上技術(shù)組合都不合適，需要自行研發(fā)全新的技術(shù)14、在ROS中，進行機器人的軌跡規(guī)劃時，需要考慮機器人的動力學(xué)約束。假設(shè)機器人的關(guān)節(jié)具有速度和加速度限制，以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠滿足這些約束？（）A.三次樣條曲線規(guī)劃，能夠保證連續(xù)性但不一定滿足動力學(xué)約束B.基于模型預(yù)測控制（MPC）的規(guī)劃方法，能夠考慮動力學(xué)約束C.直線插補規(guī)劃，簡單但無法滿足復(fù)雜的約束條件D.以上方法都不能滿足動力學(xué)約束，需要特殊設(shè)計15、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個能夠適應(yīng)不同地形和環(huán)境的移動機器人，需要對機器人的底盤控制進行優(yōu)化。以下哪種控制算法能夠更好地處理地形變化和不確定性，提高機器人的通過性和穩(wěn)定性？（）A.PID控制算法B.模糊控制算法C.開環(huán)控制算法D.不進行控制算法優(yōu)化，使用默認(rèn)設(shè)置16、假設(shè)要在ROS中實現(xiàn)一個能夠在高溫環(huán)境下正常工作的機器人，以下哪種散熱設(shè)計和材料選擇是合適的？（）A.風(fēng)冷散熱與鋁合金材料B.水冷散熱與銅材料C.熱管散熱與陶瓷材料D.不考慮散熱，依靠自然冷卻請分別分析每個選項在高溫環(huán)境下的散熱效果和可行性17、在ROS中，為了提高機器人系統(tǒng)的可靠性和容錯性，通常會采用分布式架構(gòu)。假設(shè)一個分布式機器人系統(tǒng)中的某個節(jié)點出現(xiàn)故障，以下哪種機制可以幫助系統(tǒng)繼續(xù)運行而不受到嚴(yán)重影響？（）A.故障節(jié)點會自動重啟，并恢復(fù)到故障前的狀態(tài)B.其他節(jié)點會接管故障節(jié)點的任務(wù)，保證系統(tǒng)功能的完整性C.系統(tǒng)會停止所有操作，等待故障節(jié)點修復(fù)后再繼續(xù)運行D.系統(tǒng)會切換到一個備用的完全相同的機器人系統(tǒng)，繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)18、ROS中的控制模塊負責(zé)根據(jù)規(guī)劃的路徑生成機器人的控制指令。假設(shè)一個輪式移動機器人需要沿著給定的路徑行駛，以下關(guān)于控制算法的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器常用于簡單的速度和位置控制B.LQR（LinearQuadraticRegulator）控制器可以在系統(tǒng)模型已知的情況下實現(xiàn)最優(yōu)控制C.模糊控制可以處理系統(tǒng)的不確定性和非線性，但控制規(guī)則的設(shè)計較為復(fù)雜D.控制算法的選擇只取決于機器人的類型，與任務(wù)需求和環(huán)境條件無關(guān)19、在ROS中，為了提高代碼的可讀性和可維護性，常常使用命名空間（Namespace）。假設(shè)一個大型機器人系統(tǒng)中有多個相似的功能模塊，以下關(guān)于命名空間的作用，哪一項是不正確的？（）A.命名空間可以避免話題和服務(wù)名稱的沖突，提高系統(tǒng)的可擴展性B.通過使用不同的命名空間，可以將相關(guān)的節(jié)點和資源組織在一起，便于管理C.命名空間對節(jié)點之間的通信沒有影響，節(jié)點可以跨越命名空間進行通信D.命名空間可以增加代碼的復(fù)雜性，一般情況下應(yīng)盡量避免使用20、當(dāng)使用ROS控制一個無人機進行自主飛行時，需要考慮空氣動力學(xué)、姿態(tài)控制和避障等多個方面。以下哪種控制算法和傳感器組合能夠提供穩(wěn)定和安全的飛行？（）A.PID控制器結(jié)合GPS和慣性傳感器B.模型預(yù)測控制器結(jié)合激光雷達和視覺傳感器C.自適應(yīng)控制器結(jié)合超聲波傳感器和氣壓計D.以上都有可能21、在使用ROS進行機器人的群體協(xié)作開發(fā)時，假設(shè)多個團隊同時對不同的功能模塊進行開發(fā)。以下關(guān)于代碼集成和版本管理的描述，正確的是：（）A.每個團隊獨立開發(fā)和管理代碼，最后進行合并B.使用版本控制系統(tǒng)，定期進行代碼集成和測試C.不進行版本管理，依靠人工溝通協(xié)調(diào)代碼修改D.版本管理會增加開發(fā)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量避免22、ROS中的動作客戶端（ActionClient）需要實現(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23、對于ROS中的機器人視覺SLAM（同時定位與地圖構(gòu)建）系統(tǒng)，以下哪種特征提取方法能夠提高地圖的精度和魯棒性？（）A.SIFT特征B.SURF特征C.ORB特征D.以上都是。假設(shè)機器人在未知環(huán)境中進行探索和地圖構(gòu)建，需要從圖像中提取穩(wěn)定和獨特的特征來準(zhǔn)確估計自身位置和構(gòu)建環(huán)境地圖，上述哪種特征提取方法在這種情況下表現(xiàn)更為出色，并解釋其特點和在ROS中的應(yīng)用24、在ROS中，對于機器人的安全機制設(shè)計，需要考慮防止機器人對人員和環(huán)境造成傷害。假設(shè)機器人在工作過程中遇到異常情況，以下哪種安全措施能夠及時停止機器人的運動，保障安全？（）A.依靠人工緊急停止按鈕B.設(shè)置軟件的安全閾值，自動停止C.不采取任何安全措施D.降低機器人的運動速度，減少危險25、在ROS系統(tǒng)中，對于機器人的任務(wù)優(yōu)先級分配，以下哪種策略能夠更好地平衡不同任務(wù)的需求？（）A.固定優(yōu)先級B.動態(tài)優(yōu)先級C.隨機優(yōu)先級D.不設(shè)置優(yōu)先級請詳細說明每個優(yōu)先級分配策略在任務(wù)管理中的效果和適用場景26、在使用ROS進行機器人路徑跟蹤控制時，假設(shè)機器人需要根據(jù)預(yù)設(shè)路徑實時調(diào)整速度和方向。以下哪種控制器可能最為適用？（）A.比例控制器B.積分控制器C.模糊控制器D.模型預(yù)測控制器27、在ROS控制的機器人系統(tǒng)中，如果電源管理不當(dāng)，可能會引發(fā)什么問題？（）A.機器人突然斷電，任務(wù)中斷B.機器人續(xù)航能力增強C.對系統(tǒng)運行沒有影響D.系統(tǒng)自動節(jié)能28、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29、當(dāng)在ROS中進行機器人的動力學(xué)仿真時，以下哪種仿真軟件通常與ROS結(jié)合使用？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.MuJoCo。假設(shè)需要在虛擬環(huán)境中對機器人的運動和力學(xué)特性進行精確模擬，以驗證控制算法和規(guī)劃策略的有效性，上述哪個仿真軟件能夠提供更真實和全面的仿真支持，并說明其與ROS的集成方法和應(yīng)用場景30、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人的遠程控制，通常會使用網(wǎng)絡(luò)通信。假設(shè)需要在遠程計算機上控制一個位于本地的機器人，以下哪種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可能最為適合？（）A.客戶端-服務(wù)器架構(gòu)B.對等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)C.分布式架構(gòu)D.總線型架構(gòu)二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）ROS在機器人的康復(fù)治療應(yīng)用中，需要根據(jù)患者的個體差異和康復(fù)進程進行定制化的控制。請綜合分析ROS在康復(fù)機器人中的應(yīng)用，包括運動模式生成、力反饋控制和康復(fù)效果評估方法。2、（本題5分）在機器人的物流分揀和倉儲管理應(yīng)用中，分析機器人操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)貨物識別、路徑規(guī)劃和高效搬運，以及如何與倉庫管理系統(tǒng)進行無縫集成，提高物流作業(yè)的效率和準(zhǔn)確性。3、（本題5分）在機器人的化妝品生產(chǎn)應(yīng)用中，ROS怎樣精確控制配料比例和包裝操作。請詳細綜合分析ROS的計量精度、包裝工藝和質(zhì)量檢測技術(shù)。4、（本題5分）機器人操作系統(tǒng)中的仿真技術(shù)對于算法驗證和系統(tǒng)優(yōu)化至關(guān)重要。詳細分析各種仿真工具和方法，如物理仿真、行為仿真等，以及如何將仿真結(jié)果有效地應(yīng)用于實際機器人系統(tǒng)的開發(fā)和改進。5、（本題5分）隨著機器人在城市管理中的應(yīng)用不斷拓展，如路燈維修、道路清掃等，機器人操作系統(tǒng)需要具備應(yīng)對復(fù)雜城市環(huán)境和多樣化任務(wù)的能力。請深入綜合分析其在自主作業(yè)規(guī)劃、能源管理、與城市基礎(chǔ)設(shè)施的交互等方面的技術(shù)創(chuàng)新，研究城市管理機器人的發(fā)展前