浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)

《機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能》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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在機(jī)器人操作系統(tǒng)的通信機(jī)制中，消息傳遞是常用的方式之一。假設(shè)有一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)，機(jī)器人之間需要頻繁地交換大量的傳感器數(shù)據(jù)和控制指令。以下哪種消息傳遞框架能夠提供高可靠、低延遲的通信，并且易于在分布式環(huán)境中擴(kuò)展？（）A.ROS（RobotOperatingSystem）的話題機(jī)制B.TCP/IP協(xié)議C.UDP協(xié)議D.共享內(nèi)存機(jī)制2、在開發(fā)基于ROS的機(jī)器人視覺應(yīng)用時(shí)，需要從攝像頭獲取圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測和跟蹤等功能。對(duì)于圖像數(shù)據(jù)的傳輸和處理，以下哪種方式在ROS中是最有效的？同時(shí)要考慮數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、帶寬占用和處理效率。A.直接在節(jié)點(diǎn)中處理原始圖像數(shù)據(jù)B.將圖像數(shù)據(jù)壓縮后傳輸和處理C.使用ROS的圖像消息（ImageMessage）機(jī)制D.把圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地文件再進(jìn)行處理3、ROS中的Gazebo可以模擬機(jī)器人與環(huán)境的物理交互。當(dāng)需要模擬復(fù)雜的物理材質(zhì)和力學(xué)特性時(shí)，以下哪種方法可以提高模擬的真實(shí)性？（）A.使用更精確的物理模型B.調(diào)整物理參數(shù)和摩擦系數(shù)C.引入第三方物理引擎D.以上方法都可以4、在基于ROS的機(jī)器人學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，當(dāng)需要讓機(jī)器人通過與環(huán)境的交互來不斷改進(jìn)其行為時(shí)，以下哪種學(xué)習(xí)方法可能是最適合的？（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.強(qiáng)化學(xué)習(xí)C.無監(jiān)督學(xué)習(xí)D.半監(jiān)督學(xué)習(xí)請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明每個(gè)學(xué)習(xí)方法在機(jī)器人與環(huán)境交互學(xué)習(xí)中的特點(diǎn)和應(yīng)用可能性5、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)需要長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，以下哪種錯(cuò)誤處理和恢復(fù)機(jī)制是必不可少的？（）A.簡單的錯(cuò)誤日志記錄B.自動(dòng)重啟機(jī)制C.智能錯(cuò)誤診斷和恢復(fù)策略D.忽略錯(cuò)誤，繼續(xù)運(yùn)行請(qǐng)說明每個(gè)選項(xiàng)在保證機(jī)器人應(yīng)用穩(wěn)定性方面的作用和可能存在的問題6、ROS中的Gazebo仿真環(huán)境可以模擬機(jī)器人的物理特性和環(huán)境交互。假設(shè)要在Gazebo中模擬一個(gè)帶有彈性關(guān)節(jié)和摩擦的機(jī)械臂，以下關(guān)于仿真設(shè)置的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以在Gazebo中定義機(jī)械臂的模型、材料屬性和關(guān)節(jié)參數(shù)B.通過添加傳感器插件，可以模擬傳感器的輸出，如力傳感器和位置傳感器C.Gazebo中的仿真結(jié)果完全準(zhǔn)確，無需與實(shí)際實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證D.可以在Gazebo中設(shè)置不同的物理引擎和仿真參數(shù)，以滿足不同的需求7、在機(jī)器人的協(xié)作工作中，需要解決任務(wù)分配和資源共享的問題。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人共同完成一個(gè)大型項(xiàng)目，每個(gè)機(jī)器人具有不同的能力和資源。以下哪種方法能夠有效地協(xié)調(diào)資源分配，提高工作效率？（）A.基于合同的資源分配B.基于市場機(jī)制的資源分配C.基于中央控制的資源分配D.基于分布式協(xié)商的資源分配8、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個(gè)用于極地考察的機(jī)器人，需要應(yīng)對(duì)極寒、大風(fēng)和低光照等極端環(huán)境。以下哪種技術(shù)和裝備可能會(huì)被用于極地機(jī)器人？（）A.耐寒材料和保溫結(jié)構(gòu)B.抗風(fēng)設(shè)計(jì)和能源存儲(chǔ)C.低光照視覺系統(tǒng)和導(dǎo)航設(shè)備D.以上都有可能9、在ROS中，對(duì)于機(jī)器人的軟件開發(fā)過程，需要遵循一定的代碼規(guī)范和風(fēng)格。以下哪種做法能夠提高代碼的可讀性和可維護(hù)性？（）A.統(tǒng)一的變量命名和函數(shù)注釋B.隨意的代碼風(fēng)格，不做規(guī)范C.只關(guān)注功能實(shí)現(xiàn)，不考慮代碼風(fēng)格D.不寫注釋，依靠代碼本身理解10、在ROS環(huán)境下，對(duì)于機(jī)器人的軌跡規(guī)劃，以下哪種方法能夠生成平滑且符合動(dòng)力學(xué)約束的運(yùn)動(dòng)軌跡？（）A.五次多項(xiàng)式插值B.樣條曲線擬合C.貝塞爾曲線D.B樣條曲線。假設(shè)機(jī)器人需要執(zhí)行復(fù)雜的連續(xù)動(dòng)作，如機(jī)械臂的抓取操作，軌跡需要滿足關(guān)節(jié)速度、加速度等動(dòng)力學(xué)約束，同時(shí)保證運(yùn)動(dòng)的平滑性，上述哪種方法能夠更好地生成理想的軌跡，并詳細(xì)解釋其原理和參數(shù)設(shè)置11、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的能耗優(yōu)化，以下哪種方法可能在不降低性能的前提下實(shí)現(xiàn)最大的節(jié)能效果？（）A.動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整B.關(guān)閉部分傳感器C.降低運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度D.以上方法結(jié)合使用請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明每個(gè)選項(xiàng)在能耗優(yōu)化中的作用和可能存在的限制12、在ROS控制的機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)中，如果訓(xùn)練模式設(shè)置不合理，會(huì)對(duì)患者的康復(fù)效果產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.康復(fù)效果不佳或產(chǎn)生副作用B.加速康復(fù)進(jìn)程C.系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整訓(xùn)練模式D.對(duì)康復(fù)沒有影響13、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的容錯(cuò)機(jī)制對(duì)于系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。假設(shè)機(jī)器人在關(guān)鍵任務(wù)中出現(xiàn)傳感器故障或執(zhí)行器異常。以下哪種容錯(cuò)方法能夠使機(jī)器人在部分組件失效的情況下繼續(xù)完成任務(wù)，或者采取安全的應(yīng)對(duì)措施？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.故障檢測與診斷D.以上方法綜合運(yùn)用14、在ROS中，消息（Message）是節(jié)點(diǎn)之間通信的數(shù)據(jù)單元。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的圖像采集節(jié)點(diǎn)需要將采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。以下關(guān)于ROS消息的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.消息的定義使用特定的編程語言結(jié)構(gòu)，如C++中的結(jié)構(gòu)體或Python中的類B.可以自定義消息類型，以滿足特定的應(yīng)用需求C.消息在發(fā)送和接收過程中會(huì)自動(dòng)進(jìn)行序列化和反序列化D.一旦定義了消息類型，就不能再添加或刪除其中的字段15、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)具有多個(gè)自由度的機(jī)器人關(guān)節(jié)時(shí)，需要進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)解算。以下哪種方法和工具可能會(huì)被用于關(guān)節(jié)控制？（）A.正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解器和動(dòng)力學(xué)庫B.智能優(yōu)化算法和模型預(yù)測控制C.自適應(yīng)控制和反饋線性化D.以上都有可能16、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)作時(shí)，以下哪種通信機(jī)制通常被廣泛應(yīng)用？（）A.基于消息隊(duì)列的通信B.共享內(nèi)存通信C.網(wǎng)絡(luò)套接字通信D.藍(lán)牙通信請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明每個(gè)選項(xiàng)在多機(jī)器人通信場景中的優(yōu)缺點(diǎn)和適用情況17、ROS中的動(dòng)作（Action）與服務(wù)（Service）的主要區(qū)別在于（）（）A.動(dòng)作支持反饋和結(jié)果B.服務(wù)支持反饋和結(jié)果C.動(dòng)作是一次性的D.服務(wù)是異步的18、ROS中的機(jī)器人控制框架需要具備穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。假設(shè)有一個(gè)需要高精度和快速響應(yīng)的機(jī)器人操作任務(wù)，以下哪種控制策略可能最為合適？（）A.PID控制B.模糊控制C.自適應(yīng)控制D.開環(huán)控制請(qǐng)分別說明每個(gè)控制策略的工作原理以及在該任務(wù)中的表現(xiàn)19、在機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，模型不確定性是一個(gè)常見的問題。假設(shè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型存在一定的誤差。以下哪種控制方法能夠?qū)δＰ筒淮_定性具有較強(qiáng)的魯棒性，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能？（）A.滑?？刂艬.自適應(yīng)控制C.魯棒控制D.以上方法均可20、在機(jī)器人的軌跡規(guī)劃中，需要考慮機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)約束和環(huán)境約束。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人手臂在有限的工作空間內(nèi)進(jìn)行操作，同時(shí)要避免與周圍的障礙物碰撞。以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠有效地處理這些約束，并生成平滑的軌跡？（）A.人工勢場法結(jié)合優(yōu)化算法B.隨機(jī)路徑規(guī)劃方法C.基于樣條曲線的約束規(guī)劃D.基于模型預(yù)測的軌跡生成21、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。假設(shè)系統(tǒng)對(duì)控制周期有嚴(yán)格的限制，以下關(guān)于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的方法，正確的是：（）A.使用ROS的默認(rèn)配置，不進(jìn)行特殊優(yōu)化B.采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）與ROS結(jié)合，滿足實(shí)時(shí)性要求C.降低控制算法的復(fù)雜度，犧牲精度以保證實(shí)時(shí)性D.實(shí)時(shí)控制在ROS中無法實(shí)現(xiàn)，需要更換開發(fā)框架22、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的計(jì)算平臺(tái)上。當(dāng)節(jié)點(diǎn)之間的計(jì)算能力差異較大時(shí)，如何平衡系統(tǒng)的負(fù)載？（）A.將計(jì)算任務(wù)分配給能力較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)B.對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分割，分配給不同的節(jié)點(diǎn)C.根據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)分配D.以上方法都可以23、在ROS中，創(chuàng)建一個(gè)新的工作空間（Workspace）需要?jiǎng)?chuàng)建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是24、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25、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制，通常會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)通信。假設(shè)需要在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上控制一個(gè)位于本地的機(jī)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(duì)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)C.分布式架構(gòu)D.總線型架構(gòu)26、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的感知融合時(shí)，需要處理不同傳感器的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和校準(zhǔn)問題。假設(shè)傳感器的安裝位置和方向存在偏差，以下哪種方法能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行坐標(biāo)系校準(zhǔn)？（）A.手動(dòng)測量和計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)B.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)校準(zhǔn)C.不進(jìn)行校準(zhǔn)，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機(jī)設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù)27、在ROS環(huán)境中，對(duì)于機(jī)器人的故障診斷和錯(cuò)誤處理，需要一種有效的機(jī)制來檢測和報(bào)告異常情況。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)行過程中出現(xiàn)硬件故障或軟件錯(cuò)誤，以下哪種方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通知相關(guān)人員？（）A.定期人工檢查B.依靠機(jī)器人自動(dòng)恢復(fù)，不進(jìn)行報(bào)告C.使用ROS的日志系統(tǒng)和監(jiān)控工具D.忽略故障，繼續(xù)運(yùn)行28、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，以下哪種編程語言通常被用于編寫控制節(jié)點(diǎn)？（）A.C++B.PythonC.JavaD.Ruby。假設(shè)需要開發(fā)高效、穩(wěn)定且易于維護(hù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序，同時(shí)考慮與ROS庫和其他模塊的集成，上述哪種編程語言在這種情況下更具優(yōu)勢，并闡述其特點(diǎn)和在ROS中的應(yīng)用實(shí)例29、ROS中的動(dòng)作客戶端（ActionClient）需要實(shí)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30、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的任務(wù)規(guī)劃時(shí)，需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和資源分配。假設(shè)同時(shí)有多個(gè)任務(wù)等待執(zhí)行，以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度策略的選擇，正確的是：（）A.采用先來先服務(wù)（FCFS）策略，簡單公平B.基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略，優(yōu)先執(zhí)行重要任務(wù)C.隨機(jī)調(diào)度策略，避免任務(wù)餓死D.以上調(diào)度策略都不適合機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于用于倉庫貨物堆垛的機(jī)器人，分析操作系統(tǒng)在貨物尺寸識(shí)別、堆垛高度規(guī)劃、穩(wěn)定性保障和空間利用優(yōu)化方面的關(guān)鍵功能。討論操作系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)不同形狀和重量的貨物，以及如何提高倉庫存儲(chǔ)的效率和安全性。2、（本題5分）隨著機(jī)器人在舞臺(tái)表演中的創(chuàng)新應(yīng)用，如舞蹈表演、戲劇演出等，機(jī)器人操作系統(tǒng)需要具備藝術(shù)表現(xiàn)力和精準(zhǔn)的動(dòng)作控制。請(qǐng)?jiān)敿?xì)綜合分析其在動(dòng)作編排、情感表達(dá)、與演員和舞臺(tái)設(shè)備的協(xié)同等方面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，探討舞臺(tái)表演機(jī)器人在豐富藝術(shù)形式和提升觀眾體驗(yàn)方面的潛力，以及在藝術(shù)創(chuàng)作和表演中的技術(shù)難度和創(chuàng)新方向。3、（本題5分）在印刷行業(yè)，機(jī)器人用于紙張搬運(yùn)、印刷品質(zhì)量檢測等任務(wù)。深入探討機(jī)器人操作系統(tǒng)在紙張規(guī)格識(shí)別、印刷缺陷檢測、搬運(yùn)速度控制和與印刷設(shè)備集成方面的關(guān)鍵技術(shù)，分析操作系統(tǒng)如何保障印刷生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。4、（本題5分）在一個(gè)化工廠，ROS驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人進(jìn)行危險(xiǎn)化學(xué)品的搬運(yùn)和泄漏檢測。仔細(xì)分析ROS在化學(xué)品防護(hù)、泄漏精準(zhǔn)檢測、搬運(yùn)安全保障以及緊急情況應(yīng)對(duì)方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)策略。5、（本題5分）考慮一個(gè)基于ROS的草原生態(tài)監(jiān)測機(jī)器人項(xiàng)目，用于收集草原生態(tài)數(shù)據(jù)和監(jiān)測動(dòng)物活動(dòng)。綜合分析ROS在草原地形適應(yīng)、數(shù)據(jù)采集多樣性、長距離通