南充文化旅游職業(yè)學院《機器學習及醫(yī)學應用》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《機器學習及醫(yī)學應用》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、當使用ROS開發(fā)多機器人協(xié)作系統(tǒng)時，以下哪種通信模式能夠實現(xiàn)高效的任務分配和協(xié)調？（）A.廣播模式B.組播模式C.發(fā)布/訂閱模式D.請求/響應模式。假設多個機器人需要根據(jù)環(huán)境變化動態(tài)地分配任務，快速共享信息和協(xié)同工作，上述哪種通信模式能夠提供更靈活和實時的協(xié)作支持，并分析其在多機器人系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢2、在ROS中，服務（Service）用于節(jié)點之間的請求/響應通信。假設一個機器人需要執(zhí)行特定的復雜操作，如抓取物體，并且這個操作的參數(shù)和結果需要在節(jié)點之間準確傳遞。以下關于使用服務進行通信的描述，正確的是？（）A.服務通信是異步的，請求節(jié)點發(fā)送請求后可以立即進行其他操作，無需等待響應B.服務通信只能在同一臺計算機上的節(jié)點之間進行，無法跨計算機通信C.服務通信保證了請求的唯一性，即同一時間只能有一個請求在處理D.服務通信的響應速度通常比話題通信慢，因為涉及更多的協(xié)議開銷3、ROS中的話題（Topic）通信是一種常見的數(shù)據(jù)傳輸方式。在一個復雜的機器人系統(tǒng)中，多個節(jié)點可能會同時訂閱同一個話題。當發(fā)布者發(fā)布的數(shù)據(jù)量較大時，以下哪種情況可能會發(fā)生？（）A.訂閱者能夠快速接收和處理所有數(shù)據(jù)，不會有任何問題B.由于網(wǎng)絡帶寬限制，部分數(shù)據(jù)可能會丟失C.系統(tǒng)會自動降低發(fā)布者的數(shù)據(jù)發(fā)送速度，以適應訂閱者的處理能力D.訂閱者會按照優(yōu)先級順序接收和處理數(shù)據(jù)4、ROS中的動作（Action）與服務（Service）的主要區(qū)別在于（）（）A.動作支持反饋和結果B.服務支持反饋和結果C.動作是一次性的D.服務是異步的5、ROS支持多種編程語言來開發(fā)節(jié)點。假設一個團隊中有不同編程背景的開發(fā)者，需要選擇一種語言來統(tǒng)一開發(fā)ROS應用，以確保代碼的可讀性、可維護性和可擴展性。以下哪種編程語言在ROS開發(fā)中通常被認為具有這些優(yōu)勢？（）A.C++B.PythonC.JavaD.由開發(fā)者自行選擇喜歡的語言6、ROS中的消息隊列（MessageQueue）用于存儲待發(fā)送的消息。如果消息隊列溢出，會發(fā)生什么？（）A.新的消息被丟棄B.系統(tǒng)自動擴展隊列容量C.消息發(fā)送速度加快D.對通信沒有影響7、在ROS中，進行機器人的仿真可以幫助開發(fā)者在實際硬件之前進行測試和驗證。假設需要對一個自主移動機器人在復雜環(huán)境中的行為進行仿真。以下關于ROS仿真的描述，哪一項是不正確的？（）A.Gazebo可以提供物理模擬，包括重力、摩擦力等B.可以在仿真環(huán)境中模擬傳感器的數(shù)據(jù)，如激光雷達和攝像頭C.仿真結果與實際硬件運行結果完全一致，無需進一步的實際測試D.可以通過修改仿真參數(shù)來模擬不同的環(huán)境和場景8、在一個ROS系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)機器人的能源管理和優(yōu)化，以延長機器人的工作時間。以下哪種方法和策略可能會被用于能源管理？（）A.動態(tài)電源管理和能量回收B.低功耗組件選擇和任務調度C.電池狀態(tài)監(jiān)測和節(jié)能算法D.以上都有可能9、假設要在ROS中開發(fā)一個能夠自主充電的機器人，以下哪個模塊或功能是關鍵的？（）A.電池電量監(jiān)測B.充電接口識別C.路徑規(guī)劃到充電點D.充電協(xié)議支持請詳細說明每個選項在自主充電功能實現(xiàn)中的必要性和作用10、在基于ROS的機器人倉儲應用中，需要實現(xiàn)貨物的準確抓取和放置。以下哪種傳感器可以幫助確定貨物的位置和姿態(tài)？（）A.深度相機B.激光測距儀C.超聲波傳感器D.視覺標簽11、當使用ROS開發(fā)一個用于考古挖掘的機器人時，需要考慮對文物的保護和精細操作。以下哪種控制方式和工具可能會被用于考古挖掘？（）A.力控操作和精細運動規(guī)劃B.視覺引導和觸覺反饋C.無損檢測技術和文物保護算法D.以上都有可能12、在ROS中，當需要對機器人的行為進行決策時，通常會使用有限狀態(tài)機（FiniteStateMachine）。假設機器人在巡邏任務中有巡邏、發(fā)現(xiàn)異常和返回基地等狀態(tài)，以下關于有限狀態(tài)機的描述，正確的是？（）A.狀態(tài)之間的轉換是隨機的，不受任何條件約束B.有限狀態(tài)機只能處理簡單的任務，不適合復雜的決策邏輯C.可以通過定義狀態(tài)轉換條件和動作來實現(xiàn)機器人的行為決策D.有限狀態(tài)機的性能會隨著狀態(tài)數(shù)量的增加而顯著下降13、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14、在一個ROS控制的服務機器人系統(tǒng)中，需要與用戶進行自然的交互。以下哪種技術可以用于實現(xiàn)語音交互的情感識別？（）A.語音語調分析B.詞匯和語法分析C.面部表情識別D.以上技術都可能有用15、機器人在執(zhí)行重復任務時，容易出現(xiàn)疲勞和磨損，影響其性能和壽命。假設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16、當在ROS中開發(fā)一個具有多傳感器融合功能的機器人時，需要處理不同傳感器數(shù)據(jù)的幀率不一致和時間戳差異的問題。以下哪種方法能夠有效地對齊和融合這些不同步的數(shù)據(jù)？（）A.忽略時間戳，直接融合數(shù)據(jù)B.根據(jù)固定的延遲進行數(shù)據(jù)對齊C.使用時間同步算法精確對齊數(shù)據(jù)D.隨機選擇數(shù)據(jù)進行融合17、在機器人的視覺伺服控制中，通過攝像頭反饋的圖像信息來控制機器人的運動。假設機器人需要將一個物體準確地移動到指定位置。以下哪種視覺伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標遮擋時具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺伺服B.基于圖像的視覺伺服C.2.5D視覺伺服D.混合視覺伺服18、在ROS環(huán)境下，要對機器人的行為進行編程和定義。假設需要機器人根據(jù)不同的環(huán)境條件和任務需求執(zhí)行不同的動作序列。以下哪種方法在實現(xiàn)靈活和可擴展的機器人行為方面最為有效？（）A.使用狀態(tài)機B.編寫大量的條件判斷語句C.依賴固定的腳本D.隨機生成行為19、ROS中的話題可以有多個發(fā)布者和訂閱者，這種特性被稱為（）（）A.多對多通信B.一對多通信C.多對一通信D.一對一通信20、ROS中的機器人模型描述通常使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件。假設需要描述一個具有多個關節(jié)和連桿的復雜機器人結構，以下關于URDF文件的描述，正確的是？（）A.URDF文件只能描述機器人的幾何形狀，不能包含運動學和動力學信息B.URDF文件是一種二進制格式，難以直接編輯和理解C.URDF文件可以通過添加插件來擴展其功能，如描述傳感器和執(zhí)行器D.URDF文件的語法復雜，不適合手動編寫，只能通過自動生成工具創(chuàng)建二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述ROS中的森林火災撲救機器人中的滅火策略選擇。2、（本題5分）ROS中的任務調度優(yōu)化算法。3、（本題5分）解釋ROS中的林業(yè)機器人中的作業(yè)特點。4、（本題5分）說明ROS中的硬件在環(huán)測試技術。5、（本題5分）解釋ROS中的家庭服務機器人中的功能模塊。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在ROS中設計一個機器人的物體形狀識別和分類系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS構建一個機器人的自主目標跟蹤和速度匹配系統(tǒng)。3、（本題5分）創(chuàng)建一個在ROS中的龍蝦種苗養(yǎng)殖場種苗分揀與計數(shù)機器人的高效分揀與準確計數(shù)系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS為玻璃幕墻清洗機器人設計一個幕墻污漬檢測和清洗策略執(zhí)行系統(tǒng)。5、（本題5分）基于ROS設計一個蔬菜大棚種植機器人的澆水與施肥系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）隨著機器人在城市管理中的應用不斷拓展，如路燈維修、道路清掃等，機器人操作系統(tǒng)需要具備應對復雜城市環(huán)境和多樣化任務的能力。請深入綜合分析其在自主作業(yè)規(guī)劃、能源管理、與城市基礎設施的交互等方面的技術創(chuàng)新，研究城市管理機器人的發(fā)展前景和面臨的社會挑戰(zhàn)。2