賀州學院《機器學習及實踐》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《機器學習及實踐》2023-2024學年第二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、對于ROS中的機器人操作系統(tǒng)安全，以下哪種措施能夠有效地防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和控制？（）A.身份認證B.數(shù)據(jù)加密C.訪問控制D.以上都是。假設(shè)機器人系統(tǒng)涉及敏感信息和關(guān)鍵任務(wù)，需要采取一系列安全措施來保障系統(tǒng)的安全性和可靠性，上述哪些措施能夠共同發(fā)揮作用，有效地保護機器人操作系統(tǒng)，并說明其在ROS中的實現(xiàn)和配置方法2、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3、假設(shè)要在ROS中實現(xiàn)一個能夠自主探索未知環(huán)境的機器人，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.隨機地圖生成請分別解釋每個選項在自主探索未知環(huán)境中的可行性和適應(yīng)性4、ROS中的坐標變換在機器人控制中非常重要。假設(shè)機器人的傳感器坐標系和機械臂坐標系不同，需要進行坐標變換。以下哪種工具在ROS中常用于坐標變換的計算？（）A.tfB.cv_bridgeC.rospyD.message_filters5、在ROS中，進行機器人的軟件架構(gòu)設(shè)計時，假設(shè)要考慮系統(tǒng)的可擴展性和可維護性。以下關(guān)于架構(gòu)設(shè)計原則的描述，正確的是：（）A.采用緊耦合的架構(gòu)，提高系統(tǒng)的性能B.設(shè)計分層架構(gòu)，將不同功能模塊清晰分離C.優(yōu)先考慮功能實現(xiàn)，架構(gòu)設(shè)計不重要D.軟件架構(gòu)對系統(tǒng)的可擴展性和可維護性沒有影響6、ROS中的服務(wù)（Service）通信模式常用于請求-響應(yīng)類型的交互。假設(shè)有一個機器人的導航節(jié)點提供了一個獲取當前位置的服務(wù)，其他節(jié)點可以向其發(fā)送請求并獲取響應(yīng)。以下關(guān)于ROS服務(wù)通信的描述，哪一項是不正確的？（）A.服務(wù)通信是一對一的，即一個服務(wù)請求只能由一個服務(wù)提供者響應(yīng)B.服務(wù)請求和響應(yīng)的數(shù)據(jù)類型是在定義服務(wù)時確定的，并且在通信過程中不能更改C.服務(wù)通信的響應(yīng)時間通常比話題通信更快，因為它是直接的請求-響應(yīng)模式D.多個服務(wù)請求可以同時發(fā)送給同一個服務(wù)提供者，服務(wù)提供者會按照發(fā)送的順序依次處理7、機器人操作系統(tǒng)中，用于管理機器人傳感器數(shù)據(jù)的模塊通常是？（）（）A.運動控制模塊B.感知模塊C.規(guī)劃模塊D.通信模塊8、當在ROS中開發(fā)機器人應(yīng)用時，需要對機器人的模型進行描述。假設(shè)一個輪式移動機器人，需要定義其幾何形狀、關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和運動學參數(shù)等。以下關(guān)于ROS中機器人模型描述的方式，哪一項是不正確的？（）A.使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件來描述機器人的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.可以在URDF文件中定義機器人的傳感器和執(zhí)行器C.一旦定義了機器人的URDF模型，就不能對其進行修改和擴展D.可以使用第三方工具將CAD模型轉(zhuǎn)換為ROS可識別的URDF格式9、ROS中的仿真環(huán)境可以用于機器人的開發(fā)和測試。如果仿真環(huán)境與實際物理環(huán)境差異較大，會對實際應(yīng)用產(chǎn)生什么影響？（）A.實際應(yīng)用中機器人性能可能不如預(yù)期B.實際應(yīng)用中機器人性能更好C.對實際應(yīng)用沒有影響D.實際應(yīng)用更易于調(diào)試10、ROS中的節(jié)點可以在不同的計算機上運行，通過網(wǎng)絡(luò)進行通信。當網(wǎng)絡(luò)延遲較大時，可能會影響系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。以下哪種方法可以減輕網(wǎng)絡(luò)延遲的影響？（）A.減少節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸量B.使用更高效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議C.在本地進行更多的計算和處理，減少遠程通信需求D.以上方法都可以11、機器人的自主學習能力對于適應(yīng)新環(huán)境和任務(wù)非常重要。假設(shè)一個機器人需要在不同的房間內(nèi)自主探索并學習環(huán)境的布局。以下哪種學習方法能夠幫助機器人快速建立環(huán)境模型，并不斷優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學習B.無監(jiān)督學習C.強化學習D.遷移學習12、ROS中的動作（Action）是一種用于長時間任務(wù)的通信機制。假設(shè)一個機器人需要執(zhí)行一個復雜的搜索任務(wù)，其狀態(tài)包括正在搜索、找到目標和任務(wù)完成。以下關(guān)于動作通信的描述，正確的是？（）A.動作通信只能單向傳遞信息，從客戶端到服務(wù)器B.客戶端可以在任務(wù)執(zhí)行過程中隨時取消任務(wù)C.服務(wù)器無法向客戶端反饋任務(wù)的中間狀態(tài)D.動作通信不支持任務(wù)的超時處理13、在ROS框架下，對于機器人的軌跡跟蹤控制，以下哪種控制器能夠處理模型不確定性和外部干擾？（）A.自適應(yīng)控制器B.滑?？刂破鰿.魯棒控制器D.以上都是。假設(shè)機器人的模型存在參數(shù)變化和未知的外部干擾，需要一種控制器能夠保證軌跡跟蹤的精度和穩(wěn)定性，上述哪種控制器能夠更好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，并詳細說明其控制原理和在ROS中的實現(xiàn)方式14、ROS中的動態(tài)重新配置（DynamicReconfigure）功能允許在運行時修改節(jié)點的參數(shù)。假設(shè)一個機器人的運動速度參數(shù)需要根據(jù)環(huán)境實時調(diào)整，以下關(guān)于動態(tài)重新配置的描述，正確的是？（）A.動態(tài)重新配置只能在節(jié)點啟動前進行設(shè)置，運行時無法修改B.可以通過圖形界面或命令行工具進行參數(shù)的動態(tài)修改C.動態(tài)重新配置會導致節(jié)點重新初始化，影響系統(tǒng)性能D.不是所有的參數(shù)都支持動態(tài)重新配置，需要在代碼中特別指定15、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個用于極地考察的機器人，需要應(yīng)對極寒、大風和低光照等極端環(huán)境。以下哪種技術(shù)和裝備可能會被用于極地機器人？（）A.耐寒材料和保溫結(jié)構(gòu)B.抗風設(shè)計和能源存儲C.低光照視覺系統(tǒng)和導航設(shè)備D.以上都有可能16、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個用于空間探索的機器人，需要應(yīng)對極端的溫度、輻射和通信延遲等問題。以下哪種技術(shù)和設(shè)計方法可能有助于解決這些挑戰(zhàn)？（）A.熱防護設(shè)計和抗輻射電子設(shè)備B.自主決策算法和深空通信協(xié)議C.能源管理系統(tǒng)和容錯設(shè)計D.以上都有可能17、機器人在執(zhí)行重復任務(wù)時，容易出現(xiàn)疲勞和磨損，影響其性能和壽命。假設(shè)一個機器人需要長時間進行同一種裝配操作。以下哪種方法能夠有效地監(jiān)測機器人的健康狀況，并提前預(yù)測可能的故障？（）A.基于振動分析的監(jiān)測B.基于溫度監(jiān)測的診斷C.基于電流監(jiān)測的評估D.以上方法綜合運用18、假設(shè)在一個ROS驅(qū)動的機器人教育項目中，需要為初學者提供一個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習門檻，提高編程效率？（）A.提供高級編程語言的封裝接口B.要求初學者直接使用底層的ROS接口C.不提供任何接口，讓初學者自己探索D.只提供命令行操作接口19、在基于ROS的機器人團隊開發(fā)中，需要制定統(tǒng)一的代碼規(guī)范和開發(fā)流程。假設(shè)團隊成員具有不同的開發(fā)習慣和經(jīng)驗水平。以下哪種方式在確保代碼質(zhì)量和開發(fā)效率方面最為有效？（）A.制定詳細的代碼規(guī)范文檔和培訓團隊成員B.允許團隊成員自由發(fā)揮，不做統(tǒng)一要求C.參考其他項目的代碼規(guī)范，不完全適應(yīng)本項目D.不制定代碼規(guī)范，后期統(tǒng)一修改20、在使用ROS進行機器人的遠程監(jiān)控和控制時，需要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄?。以下哪種加密和認證方法能夠有效地保護通信內(nèi)容不被竊取和篡改？（）A.不進行加密和認證B.使用簡單的對稱加密算法C.采用公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）進行加密和認證D.依靠網(wǎng)絡(luò)防火墻進行保護二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）ROS中的自主導航可靠性保障。2、（本題5分）簡述ROS中的氣象預(yù)報精準預(yù)測機器人中的預(yù)測模型改進。3、（本題5分）解釋ROS中的地質(zhì)勘探樣本分析機器人中的分析算法選擇。4、（本題5分）解釋ROS中的海洋科學研究機器人中的防水設(shè)計。5、（本題5分）解釋ROS中的群體機器人協(xié)作算法。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）開發(fā)一個使用ROS的飲料廠灌裝機器人的精準灌裝與液位控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計一個使用ROS的燈具廠燈具組裝機器人的快速組裝與調(diào)試系統(tǒng)。3、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個鯧魚養(yǎng)殖場鯧魚捕撈機器人的高效捕撈與保鮮系統(tǒng)。4、（本題5分）在ROS框架下，為沙漠救援機器人設(shè)計一個被困人員定位和救援路徑規(guī)劃系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個機器人的智能燈光控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線調(diào)整燈光。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）對于人形機器人，機器人操作系統(tǒng)的復雜度和性能要求更高。請綜合分析在實現(xiàn)人體動作模擬、平衡控制、情感交互等方面的技術(shù)難點和解決方案，探討人形機器人在娛樂、養(yǎng)老等領(lǐng)域的應(yīng)用價值和社會影響，以及面臨的倫理和法律爭議。