蘇州工業(yè)園區(qū)服務外包職業(yè)學院《機器學習原理》2023-2024學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁蘇州工業(yè)園區(qū)服務外包職業(yè)學院《機器學習原理》

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、在使用ROS開發(fā)機器人的過程中，需要對機器人的模型進行參數(shù)校準和優(yōu)化。以下哪種方法能夠基于實際測量數(shù)據(jù)準確地調整模型參數(shù)？（）A.手動試錯法B.基于遺傳算法的優(yōu)化C.隨機設置參數(shù)D.不進行參數(shù)校準，使用默認值2、在基于ROS的機器人集群系統(tǒng)中，當需要協(xié)調多個機器人的行動以完成一個共同目標時，以下哪種協(xié)調算法可能是最有效的？（）A.集中式協(xié)調B.分布式協(xié)調C.混合式協(xié)調D.無協(xié)調，各自行動請詳細解釋每個協(xié)調算法的工作原理和在機器人集群中的應用效果3、假設要在ROS中實現(xiàn)一個能夠自主探索未知環(huán)境的機器人，以下哪種地圖構建和更新方法能夠更好地適應環(huán)境的變化？（）A.增量式地圖構建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性4、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內容？（）（）A.機器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是5、在一個基于ROS的機器人團隊協(xié)作項目中，需要實現(xiàn)不同類型機器人之間的任務分配和協(xié)調。以下哪種策略和機制可能會被用于團隊協(xié)作？（）A.基于任務優(yōu)先級的分配B.基于能力和資源的分配C.基于市場機制的資源交易D.以上都有可能6、在使用ROS進行機器人軟件開發(fā)時，需要進行版本控制。假設一個團隊在開發(fā)一個復雜的機器人項目，以下哪種版本控制系統(tǒng)在ROS開發(fā)中常用？（）A.GitB.SVNC.CVSD.Mercurial7、在ROS中，機器人的運動控制是一個關鍵的部分。假設一個機械臂需要執(zhí)行精確的抓取操作，需要對其關節(jié)進行運動控制。以下關于ROS運動控制的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用PID控制器來實現(xiàn)關節(jié)的位置控制B.運動控制指令可以通過話題或服務的方式發(fā)送給執(zhí)行器C.機械臂的運動學和動力學模型在運動控制中不是必需的D.可以使用逆運動學求解來計算機械臂達到目標位置所需的關節(jié)角度8、機器人的運動控制是實現(xiàn)精確操作的關鍵。假設一個機器人手臂需要執(zhí)行一個復雜的裝配任務，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.模型預測控制（MPC）C.自適應控制D.模糊控制9、在ROS環(huán)境下，為了實現(xiàn)機器人的觸覺感知和交互，需要選擇合適的觸覺傳感器和處理算法。以下哪種觸覺傳感器和算法可能會被用于觸覺感知？（）A.電容式觸覺傳感器和觸覺信號處理B.電阻式觸覺傳感器和模式識別算法C.壓電式觸覺傳感器和特征提取算法D.以上都有可能10、在ROS系統(tǒng)中，對于機器人的動態(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請分別介紹每個選項的特點和在機器人動態(tài)建模與仿真中的應用廣泛性11、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人系統(tǒng)的魯棒性和容錯性，常常采用一些策略。假設一個機器人的傳感器出現(xiàn)故障，以下關于系統(tǒng)的應對措施，哪一項是不正確的？（）A.可以使用冗余傳感器來提高系統(tǒng)的可靠性，當一個傳感器故障時，切換到備用傳感器B.通過故障檢測和診斷算法及時發(fā)現(xiàn)傳感器的故障，并采取相應的補償措施C.一旦傳感器故障，系統(tǒng)就無法正常工作，必須停止運行D.可以設計容錯控制算法，使機器人在部分傳感器故障的情況下仍能完成基本任務12、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機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，為了實現(xiàn)機器人在復雜環(huán)境中的地圖構建和定位，需要選擇合適的SLAM（同時定位與地圖構建）算法?？紤]到計算資源和精度要求，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。考慮到環(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15、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當需要實現(xiàn)多個機器人之間的通信和協(xié)作，以完成一個復雜的任務，例如在倉庫中進行貨物搬運和分揀，以下哪種通信機制最為關鍵？（）A.主題通信B.服務通信C.動作通信D.參數(shù)服務器16、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17、當在ROS中使用多個機器人進行協(xié)作任務時，需要進行分布式通信。如果網(wǎng)絡延遲較高，會對協(xié)作效果產(chǎn)生什么影響？（）A.機器人之間的協(xié)作失調，任務完成質量下降B.機器人自主調整協(xié)作策略，不受影響C.協(xié)作效率提高，任務更快完成D.系統(tǒng)自動優(yōu)化網(wǎng)絡，降低延遲18、在使用ROS開發(fā)水下機器人系統(tǒng)時，需要考慮水的阻力和浮力等特殊因素。以下關于模型建立和控制算法調整的描述，正確的是：（）A.直接使用通用的機器人模型和控制算法，忽略水下環(huán)境的影響B(tài).在通用模型的基礎上，增加水動力參數(shù)進行修正C.開發(fā)全新的水下機器人專用模型和控制算法D.水下環(huán)境對機器人系統(tǒng)影響不大，無需特殊處理19、ROS中的Gazebo是一個常用的機器人仿真環(huán)境。假設需要在Gazebo中模擬一個具有復雜物理特性的機器人和環(huán)境，以下關于Gazebo仿真的描述，正確的是？（）A.Gazebo只能模擬簡單的機器人運動，無法處理復雜的物理交互B.在Gazebo中進行仿真時，不需要考慮機器人的動力學模型C.Gazebo可以與ROS節(jié)點進行集成，實現(xiàn)仿真與實際控制的交互D.Gazebo的仿真結果與實際機器人的行為完全一致，無需進一步驗證20、在機器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機器人動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、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋ROS中的群體機器人協(xié)作算法。2、（本題5分）說明ROS中的藥物研發(fā)科學管理機器人中的管理科學性體現(xiàn)。3、（本題5分）說明ROS中的果園管理機器人中的采摘策略。4、（本題5分）ROS中的目標分配算法。5、（本題5分）說明ROS中的氣象數(shù)據(jù)準確采集機器人中的采集誤差控制。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在ROS框架下，為沙漠救援機器人設計一個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，為沙漠植樹機器人設計一個樹苗種植位置選擇和澆水控制系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS中構建一個鯽魚養(yǎng)殖場鯽魚收集機器人的高效收集與運輸系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS構建一個極地科考機器人的冰層探測與樣本采集系統(tǒng)。5、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個珍珠養(yǎng)殖場珍珠蚌開殼與珍珠采集系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在機器人的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中，探討機器人操作系統(tǒng)如何根據(jù)土壤濕度、氣象數(shù)據(jù)和作物需水情況，實現(xiàn)精準灌溉和水資源的優(yōu)化利用，以及如何降低系統(tǒng)成本和維護難度。2、（本題10分）對于建筑清潔機器人，機器人操作系統(tǒng)在高樓外墻清潔、室內地面清潔等任