浙江中醫(yī)藥大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)算法與應(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，共3頁浙江中醫(yī)藥大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)算法與應(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ROS中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，常常使用分布式架構(gòu)。假設(shè)有一個(gè)由多個(gè)機(jī)器人組成的系統(tǒng)，它們需要協(xié)同工作完成任務(wù)。以下關(guān)于分布式ROS系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過ROS主題和服務(wù)在不同的機(jī)器人之間進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)共享B.分布式系統(tǒng)中的每個(gè)機(jī)器人都可以作為一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，具有自己的計(jì)算資源C.網(wǎng)絡(luò)延遲和帶寬限制對(duì)分布式ROS系統(tǒng)的性能沒有影響D.可以使用主從式架構(gòu)或?qū)Φ燃軜?gòu)來構(gòu)建分布式ROS系統(tǒng)2、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的動(dòng)作客戶端可以取消正在執(zhí)行的動(dòng)作請(qǐng)求嗎？（）（）A.可以B.不可以C.取決于具體實(shí)現(xiàn)D.以上都不是3、假設(shè)在一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人任務(wù)中，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)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(shì)場(chǎng)法D.隨機(jī)漫步算法請(qǐng)分別闡述每個(gè)選項(xiàng)在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃中的特點(diǎn)和適用條件4、ROS中的傳感器驅(qū)動(dòng)開發(fā)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)要開發(fā)一個(gè)新型傳感器的驅(qū)動(dòng)程序，以下關(guān)于開發(fā)過程和注意事項(xiàng)的描述，正確的是：（）A.參考現(xiàn)有類似傳感器的驅(qū)動(dòng)代碼，進(jìn)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(qū)動(dòng)C.忽略傳感器的特性，開發(fā)通用的驅(qū)動(dòng)框架D.傳感器驅(qū)動(dòng)開發(fā)復(fù)雜且困難，建議使用現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)5、ROS中的節(jié)點(diǎn)通信可以使用加密技術(shù)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(duì)稱加密B.非對(duì)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(jìn)行機(jī)器人的路徑規(guī)劃和避障算法的性能評(píng)估時(shí)，假設(shè)要比較不同算法在不同場(chǎng)景下的效果。以下關(guān)于評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的描述，正確的是：（）A.只考慮路徑長度作為評(píng)估指標(biāo)，簡單直觀B.綜合考慮路徑長度、時(shí)間消耗、安全性等多個(gè)指標(biāo)，并設(shè)計(jì)多樣化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景C.隨機(jī)選擇評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，不進(jìn)行系統(tǒng)性的比較D.評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)算法比較沒有影響7、在ROS環(huán)境下，為了開發(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8、ROS中的消息隊(duì)列（MessageQueue）用于存儲(chǔ)待發(fā)送的消息。如果消息隊(duì)列溢出，會(huì)發(fā)生什么？（）A.新的消息被丟棄B.系統(tǒng)自動(dòng)擴(kuò)展隊(duì)列容量C.消息發(fā)送速度加快D.對(duì)通信沒有影響9、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10、在ROS環(huán)境下，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和響應(yīng)速度，需要對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化和硬件進(jìn)行選型。以下哪種方法和硬件配置可能會(huì)有助于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)？（）A.多核處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)B.高速通信總線和專用運(yùn)動(dòng)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(jìn)行節(jié)點(diǎn)開發(fā)。如果在一個(gè)項(xiàng)目中同時(shí)使用了C++和Python編寫的節(jié)點(diǎn)，并且它們之間需要進(jìn)行通信，可能會(huì)遇到什么問題？（）A.語言兼容性問題，導(dǎo)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(dāng)在ROS中使用視覺傳感器進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，如果測(cè)量范圍受限，會(huì)對(duì)機(jī)器人的避障能力產(chǎn)生什么影響？（）A.無法檢測(cè)到遠(yuǎn)距離障礙物，增加碰撞風(fēng)險(xiǎn)B.避障能力增強(qiáng)C.系統(tǒng)自動(dòng)擴(kuò)展測(cè)量范圍D.對(duì)避障沒有影響13、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)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(jī)控制器請(qǐng)分別說明每個(gè)控制器在應(yīng)對(duì)干擾和不確定性時(shí)的特點(diǎn)和性能14、在機(jī)器人的力控制中，需要根據(jù)與環(huán)境的接觸力來調(diào)整機(jī)器人的動(dòng)作。假設(shè)機(jī)器人在執(zhí)行裝配任務(wù)時(shí)，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(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化具有較強(qiáng)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(yīng)力控制15、在基于ROS的機(jī)器人語音交互系統(tǒng)中，需要對(duì)語音指令進(jìn)行識(shí)別和解析。以下哪種語音識(shí)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(gè)基于ROS的機(jī)器人集群中，需要實(shí)現(xiàn)高效的編隊(duì)控制和協(xié)同運(yùn)動(dòng)。以下哪種控制策略和通信協(xié)議可能會(huì)被用于編隊(duì)控制？（）A.基于領(lǐng)航者-跟隨者的控制策略B.分布式一致性控制C.虛擬結(jié)構(gòu)法D.以上都有可能17、在ROS中，實(shí)時(shí)性是某些應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵要求。假設(shè)一個(gè)工業(yè)機(jī)器人需要在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)完成特定的操作。以下關(guān)于ROS實(shí)時(shí)性的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.ROS本身可以滿足硬實(shí)時(shí)的要求，無需額外的配置和優(yōu)化B.可以通過使用實(shí)時(shí)內(nèi)核和相關(guān)的配置來提高ROS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能C.在實(shí)時(shí)應(yīng)用中，需要仔細(xì)考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略D.實(shí)時(shí)性的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的資源利用和性能產(chǎn)生一定的影響18、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)機(jī)械臂進(jìn)行精確的抓取操作時(shí)，需要對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模。為了實(shí)現(xiàn)高效和準(zhǔn)確的控制，以下哪種建模方法和控制策略通常會(huì)被采用？（）A.正運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和PID控制B.逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和模糊控制C.動(dòng)力學(xué)建模和自適應(yīng)控制D.以上都有可能19、在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的力控制時(shí)，如果力傳感器的精度不夠，會(huì)對(duì)控制效果產(chǎn)生什么影響？（）A.力控制不準(zhǔn)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(dòng)校準(zhǔn)力傳感器D.提高力控制的響應(yīng)速度20、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和實(shí)時(shí)性，常常需要進(jìn)行優(yōu)化。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的計(jì)算量較大，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)延遲，以下關(guān)于優(yōu)化的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化，減少計(jì)算復(fù)雜度B.使用多線程或多進(jìn)程技術(shù)并行處理任務(wù)，提高效率C.減少節(jié)點(diǎn)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(guān)注軟件層面，硬件性能對(duì)系統(tǒng)性能沒有影響二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡述ROS中的森林火災(zāi)撲救機(jī)器人中的滅火策略選擇。2、（本題5分）ROS中的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用一般如何實(shí)現(xiàn)？3、（本題5分）解釋ROS中的生物實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)輔助機(jī)器人中的輔助精度提高。4、（本題5分）說明ROS中的化學(xué)試劑精確調(diào)配機(jī)器人中的調(diào)配誤差降低。5、（本題5分）說明ROS中的安防巡邏機(jī)器人中的目標(biāo)檢測(cè)方法。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)使用ROS的菌菇種植場(chǎng)采摘機(jī)器人的成熟菌菇識(shí)別與采摘系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個(gè)鐵路軌道檢測(cè)機(jī)器人的軌道變形監(jiān)測(cè)與維護(hù)系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為水下考古機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)文物定位和打撈系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS為糧倉巡檢機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)糧食質(zhì)量檢測(cè)和蟲害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的地圖構(gòu)建與更新模塊，能夠?qū)崟r(shí)反映環(huán)境變化。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)石油開采平臺(tái)，ROS控制的機(jī)器人進(jìn)行設(shè)備巡檢和維護(hù)。請(qǐng)深入探討ROS在海洋環(huán)境腐蝕防護(hù)、設(shè)備故障診斷、危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)以及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸方面的重點(diǎn)