自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁錦州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)療學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的故障診斷和容錯(cuò)控制，需要監(jiān)測(cè)機(jī)器人的狀態(tài)和建立故障模型。以下哪種方法和技術(shù)可能會(huì)被用于故障診斷和容錯(cuò)？（）A.傳感器監(jiān)測(cè)和故障樹分析B.模型參考自適應(yīng)診斷和冗余設(shè)計(jì)C.基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障檢測(cè)和恢復(fù)策略D.以上都有可能2、ROS中的動(dòng)作目標(biāo)（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目標(biāo)狀態(tài)B.執(zhí)行時(shí)間C.兩者皆有D.以上都不是3、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，任務(wù)規(guī)劃是一項(xiàng)關(guān)鍵功能。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要在一個(gè)倉庫中完成貨物搬運(yùn)任務(wù)，倉庫布局復(fù)雜，存在多個(gè)貨架和通道。以下哪種任務(wù)規(guī)劃算法最適合在這種環(huán)境中生成高效的搬運(yùn)路徑，同時(shí)考慮到障礙物避讓和能源消耗？（）A.A*算法B.蟻群算法C.模擬退火算法D.遺傳算法4、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的定位和建圖時(shí)，需要處理傳感器的噪聲和誤差。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人使用輪式里程計(jì)和激光雷達(dá)進(jìn)行定位和建圖。以下關(guān)于ROS定位建圖的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用粒子濾波等算法來處理里程計(jì)的累積誤差B.激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)可以用于糾正里程計(jì)的偏差C.定位和建圖的結(jié)果不受傳感器噪聲和誤差的影響D.可以通過回環(huán)檢測(cè)來消除建圖過程中的累積誤差5、ROS中的包（Package）用于組織相關(guān)的功能代碼和資源。如果一個(gè)包的依賴關(guān)系沒有正確配置，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（）A.相關(guān)功能無法正常使用B.系統(tǒng)自動(dòng)安裝缺失的依賴C.對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒有影響D.該包的性能提升6、ROS中的參數(shù)調(diào)優(yōu)對(duì)于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。如果關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置過于保守，會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.系統(tǒng)性能無法充分發(fā)揮B.系統(tǒng)穩(wěn)定性提高C.資源消耗降低D.系統(tǒng)適應(yīng)性增強(qiáng)7、ROS中的機(jī)器人安全機(jī)制是至關(guān)重要的。當(dāng)機(jī)器人在人類環(huán)境中工作時(shí)，以下哪種安全措施是首先應(yīng)該考慮的？（）A.碰撞檢測(cè)和避障B.數(shù)據(jù)加密C.訪問權(quán)限控制D.外觀設(shè)計(jì)請(qǐng)解釋每個(gè)選項(xiàng)在機(jī)器人工作環(huán)境安全中的重要性以及為何某個(gè)選項(xiàng)應(yīng)優(yōu)先考慮8、ROS支持機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用，例如圖像識(shí)別和語音處理。假設(shè)要在機(jī)器人上部署一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型，需要考慮模型的大小、計(jì)算量和實(shí)時(shí)性要求。以下哪種深度學(xué)習(xí)框架和模型壓縮方法的選擇最為合適？（）A.TensorFlow結(jié)合模型量化B.PyTorch結(jié)合模型剪枝C.自行開發(fā)深度學(xué)習(xí)框架和不進(jìn)行模型壓縮D.選擇大型復(fù)雜的模型，不考慮資源限制9、在ROS中，節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)和管理是通過特定的命令和工具實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要按照一定的順序啟動(dòng)，并在運(yùn)行過程中進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)試。以下關(guān)于ROS節(jié)點(diǎn)管理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用roslaunch命令來啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置它們的參數(shù)和運(yùn)行環(huán)境B.通過ROS的節(jié)點(diǎn)管理器，可以查看節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)、日志和通信情況C.節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，ROS會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)該節(jié)點(diǎn)，無需人工干預(yù)D.可以使用ROS提供的調(diào)試工具來查看節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的變量和數(shù)據(jù)10、ROS中的話題可以有多個(gè)發(fā)布者和訂閱者，這種特性被稱為（）（）A.多對(duì)多通信B.一對(duì)多通信C.多對(duì)一通信D.一對(duì)一通信11、在ROS環(huán)境下，要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制，需要考慮運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。假設(shè)要控制一個(gè)機(jī)械臂完成一系列復(fù)雜的動(dòng)作，并且要求動(dòng)作的精度和速度都達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。以下哪種方法在構(gòu)建運(yùn)動(dòng)控制模型時(shí)最為有效和準(zhǔn)確？（）A.基于簡(jiǎn)單的幾何模型進(jìn)行控制B.采用經(jīng)驗(yàn)公式和試錯(cuò)法C.利用精確的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程D.忽略模型，僅依靠反饋控制12、當(dāng)在ROS中構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯(cuò)性。假設(shè)有一個(gè)關(guān)鍵的傳感器出現(xiàn)故障，以下哪種策略能夠使系統(tǒng)在這種情況下仍然保持一定的運(yùn)行能力，并及時(shí)通知用戶進(jìn)行維修？（）A.系統(tǒng)直接停止運(yùn)行B.忽略故障傳感器的數(shù)據(jù)，繼續(xù)運(yùn)行C.使用備份傳感器或采用估計(jì)值替代故障數(shù)據(jù)D.隨機(jī)生成數(shù)據(jù)替代故障傳感器的數(shù)據(jù)13、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的機(jī)器人協(xié)作場(chǎng)景中，多個(gè)機(jī)器人需要共同完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)作和任務(wù)分配，以下哪種方法能夠更好地協(xié)調(diào)機(jī)器人之間的工作？（）A.每個(gè)機(jī)器人獨(dú)立決策，隨機(jī)協(xié)作B.由一個(gè)中央控制器統(tǒng)一指揮和分配任務(wù)C.基于分布式的協(xié)商機(jī)制，自主協(xié)作D.不進(jìn)行協(xié)作，各自完成獨(dú)立任務(wù)14、ROS中的機(jī)器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關(guān)節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是15、在機(jī)器人的路徑規(guī)劃中，需要考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性，如慣性和摩擦力。假設(shè)一個(gè)具有較大慣性的機(jī)器人需要在狹窄空間內(nèi)快速移動(dòng)。以下哪種路徑規(guī)劃方法能夠充分考慮這些動(dòng)力學(xué)因素，生成可行的路徑？（）A.基于物理模型的路徑規(guī)劃B.基于啟發(fā)式搜索的路徑規(guī)劃C.基于隨機(jī)采樣的路徑規(guī)劃D.基于人工勢(shì)場(chǎng)的路徑規(guī)劃16、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17、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的分布式控制時(shí)，需要考慮網(wǎng)絡(luò)延遲和數(shù)據(jù)丟失對(duì)系統(tǒng)性能的影響。以下哪種方法能夠有效地減輕這些問題，提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性？（）A.增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，不做其他處理B.使用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)減少傳輸量C.采用分布式容錯(cuò)機(jī)制和數(shù)據(jù)重傳策略D.忽略網(wǎng)絡(luò)問題，依靠硬件性能18、在一個(gè)使用ROS的水下機(jī)器人項(xiàng)目中，如果水的阻力模型不準(zhǔn)確，會(huì)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)生什么影響？（）A.運(yùn)動(dòng)軌跡偏差，能耗增加B.運(yùn)動(dòng)更高效C.阻力自動(dòng)補(bǔ)償D.對(duì)運(yùn)動(dòng)沒有影響19、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人軟件開發(fā)時(shí)，需要進(jìn)行代碼的編譯和部署。假設(shè)對(duì)一個(gè)ROS包進(jìn)行了修改，以下關(guān)于編譯和部署的步驟，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.使用catkin_make或colcon等工具進(jìn)行代碼的編譯B.編譯成功后，生成的可執(zhí)行文件會(huì)自動(dòng)部署到機(jī)器人的控制系統(tǒng)中C.可以通過設(shè)置環(huán)境變量來指定ROS包的搜索路徑和依賴關(guān)系D.在部署到實(shí)際機(jī)器人之前，可以在仿真環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證20、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個(gè)用于物流分揀的機(jī)器人，需要快速準(zhǔn)確地識(shí)別和抓取不同形狀和大小的物品。以下哪種視覺識(shí)別和抓取策略可能會(huì)被用于物流分揀？（）A.深度學(xué)習(xí)物體識(shí)別和自適應(yīng)抓取規(guī)劃B.傳統(tǒng)圖像處理和機(jī)械抓取設(shè)計(jì)C.3D視覺重建和力控抓取D.以上都有可能二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋ROS中的軌跡生成算法。2、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的運(yùn)動(dòng)控制接口和常用的運(yùn)動(dòng)控制算法。3、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的藥物研發(fā)機(jī)器人中的實(shí)驗(yàn)流程控制。4、（本題5分）解釋ROS中的多機(jī)器人協(xié)同避障。5、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在ROS中創(chuàng)建一個(gè)巡檢機(jī)器人的圖像識(shí)別系統(tǒng)，能夠檢測(cè)設(shè)備異常。2、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配系統(tǒng)，合理安排工作順序。3、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的智能避雨系統(tǒng)，在遇到降雨時(shí)能夠?qū)ふ艺诒翁帯?、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的圖像識(shí)別和分類系統(tǒng)，對(duì)不同物體進(jìn)行準(zhǔn)確分類。5、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的自主目標(biāo)跟蹤和速度匹配系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）考慮一個(gè)基于ROS的消防演練機(jī)器人系統(tǒng)，用于模擬火災(zāi)場(chǎng)景并訓(xùn)練消防員。綜合分析ROS在場(chǎng)景模擬真實(shí)性、機(jī)器人動(dòng)作逼真度、與訓(xùn)練人員的互動(dòng)以及安全保護(hù)機(jī)制方面的要點(diǎn)和問題。2、（本題10分）在水下機(jī)器人領(lǐng)域，機(jī)器人操作系