錦州醫(yī)科大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)理論與實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《機(jī)器學(xué)習(xí)理論與實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個機(jī)器人系統(tǒng)存在外部干擾和模型不確定性。以下哪種反饋方式能夠更好地應(yīng)對這些情況，提高系統(tǒng)的魯棒性？（）A.位置反饋B.速度反饋C.加速度反饋D.力反饋2、ROS中的服務(wù)請求（ServiceRequest）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是3、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于控制機(jī)器人速度的消息類型通常是？（）（）A.geometry_msgs/TwistB.sensor_msgs/ImageC.std_msgs/StringD.以上都不是4、在ROS開發(fā)中，為了確保代碼的質(zhì)量和可維護(hù)性，通常會采用一些代碼規(guī)范和測試方法。假設(shè)一個新開發(fā)的ROS節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行單元測試，以下哪種測試框架在ROS中常用？（）A.GoogleTestB.JUnitC.PyTestD.ROS自帶的測試框架5、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)之間的通信是通過話題（Topic）、服務(wù)（Service）和動作（Action）等方式實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)一個機(jī)器人需要實(shí)時獲取傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，以下關(guān)于通信方式選擇的描述，正確的是：（）A.由于需要實(shí)時性，應(yīng)選擇服務(wù)進(jìn)行通信，以確保數(shù)據(jù)的及時傳遞B.話題通信更適合這種場景，因?yàn)樗軌蛑С忠粚Χ嗟陌l(fā)布/訂閱模式C.動作通信最適合，因?yàn)樗梢蕴峁┓答伜椭虚g結(jié)果D.以上三種通信方式效果相同，可以任意選擇6、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的路徑規(guī)劃時，需要考慮機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)約束。假設(shè)機(jī)器人是一個輪式移動機(jī)器人，以下哪種路徑規(guī)劃算法更適合？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.快速擴(kuò)展隨機(jī)樹（RRT）算法D.以上算法都需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇7、當(dāng)使用ROS控制一個農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)器人時，需要根據(jù)土壤濕度、作物需求和天氣情況進(jìn)行智能灌溉決策。以下哪種傳感器和決策算法可能會被用于農(nóng)業(yè)灌溉？（）A.濕度傳感器和優(yōu)化灌溉算法B.氣象傳感器和預(yù)測模型C.作物生長監(jiān)測和智能控制策略D.以上都有可能8、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對機(jī)器人的行為進(jìn)行建模和狀態(tài)管理。假設(shè)機(jī)器人的狀態(tài)會根據(jù)環(huán)境變化和任務(wù)需求頻繁切換，以下哪種方法能夠更有效地管理和跟蹤機(jī)器人的狀態(tài)變化？（）A.使用簡單的變量來表示狀態(tài)B.基于有限狀態(tài)機(jī)（FSM）模型C.隨機(jī)設(shè)定機(jī)器人狀態(tài)，不進(jìn)行管理D.不考慮狀態(tài)變化，保持固定狀態(tài)9、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的路徑規(guī)劃時，需要考慮環(huán)境中的障礙物和機(jī)器人的運(yùn)動約束。假設(shè)機(jī)器人需要在一個復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中找到一條最優(yōu)路徑到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。以下哪種路徑規(guī)劃算法在處理這種復(fù)雜環(huán)境時表現(xiàn)最佳？（）A.A*算法B.蟻群算法C.隨機(jī)漫步算法D.不進(jìn)行路徑規(guī)劃，隨機(jī)移動10、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人路徑跟蹤控制時，假設(shè)機(jī)器人需要根據(jù)預(yù)設(shè)路徑實(shí)時調(diào)整速度和方向。以下哪種控制器可能最為適用？（）A.比例控制器B.積分控制器C.模糊控制器D.模型預(yù)測控制器11、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時，需要對機(jī)器人的運(yùn)動進(jìn)行控制。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿著一條特定的路徑移動，需要精確控制其速度和位置。以下哪種ROS功能包或工具最適合用于此任務(wù)？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF12、當(dāng)使用ROS控制一個輪式機(jī)器人在不平坦的地面上穩(wěn)定行駛時，需要考慮機(jī)器人的懸掛系統(tǒng)和動態(tài)平衡控制。以下哪種控制算法和傳感器融合技術(shù)可能會被用于解決這個問題？（）A.基于模型預(yù)測控制和多傳感器融合B.反饋線性化控制和慣性導(dǎo)航C.自適應(yīng)魯棒控制和視覺里程計(jì)D.以上都有可能13、ROS支持多種機(jī)器人平臺。假設(shè)有一個輪式移動機(jī)器人和一個足式機(jī)器人，它們在使用ROS進(jìn)行控制時，以下關(guān)于平臺差異的描述，正確的是？（）A.控制算法可以完全相同，無需針對不同平臺進(jìn)行修改B.輪式機(jī)器人的運(yùn)動模型比足式機(jī)器人簡單，因此控制更容易C.足式機(jī)器人在ROS中的配置和參數(shù)調(diào)整與輪式機(jī)器人完全不同D.不同平臺的機(jī)器人在使用相同的傳感器時，數(shù)據(jù)處理方式相同14、ROS中的動作反饋（ActionFeedback）通常包含以下哪些信息？（）（）A.任務(wù)進(jìn)度B.中間狀態(tài)C.兩者皆有D.以上都不是15、ROS支持多種機(jī)器人硬件平臺。假設(shè)要將一個在模擬環(huán)境中開發(fā)的ROS程序移植到實(shí)際的機(jī)器人硬件上，以下關(guān)于移植過程中可能遇到的問題和解決方法的描述，正確的是：（）A.硬件驅(qū)動的差異可能導(dǎo)致通信問題，需要重新編寫驅(qū)動程序B.計(jì)算資源的限制可能影響程序性能，需要進(jìn)行優(yōu)化和裁剪C.傳感器數(shù)據(jù)的格式和精度可能不同，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)適配和校準(zhǔn)D.以上問題都可能出現(xiàn)，需要全面評估和針對性解決二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）描述ROS在3D打印機(jī)器人中的應(yīng)用。2、（本題5分）解釋如何在ROS中處理激光雷達(dá)數(shù)據(jù)。3、（本題5分）描述ROS在物流分揀機(jī)器人中的應(yīng)用。4、（本題5分）解釋ROS中的林業(yè)撫育機(jī)器人中的修枝策略。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）ROS在機(jī)器人的海洋科學(xué)研究應(yīng)用中，如何支持樣本采集、數(shù)據(jù)記錄和設(shè)備維護(hù)。請綜合分析相關(guān)的技術(shù)方案、通信保障和能源管理策略。2、（本題5分）對于具有多個自由度的機(jī)械臂機(jī)器人，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)建模、軌跡生成和力控制方面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以及如何優(yōu)化控制精度和響應(yīng)速度。3、（本題5分）在農(nóng)業(yè)灌溉中，機(jī)器人用于精準(zhǔn)灌溉控制。全面分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在土壤濕度監(jiān)測、灌溉區(qū)域規(guī)劃、噴頭控制和水資源節(jié)約方面的技術(shù)要求，探討操作系統(tǒng)如何適應(yīng)不同農(nóng)田的灌溉需求和水資源管理政策。4、（本題5分）ROS在機(jī)器人的模擬仿真環(huán)境中為開發(fā)者提供了便利，有助于提前驗(yàn)證算法和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。請綜合分析ROS中常用的仿真工具和插件，以及如何通過仿真優(yōu)化實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)的性能和可靠性。5、（本題5分）在建筑施工領(lǐng)域，機(jī)器人操作系統(tǒng)可用于砌磚、焊接、粉刷等工作。請綜合分析其在提高施工質(zhì)量、效率和安全性方面的優(yōu)勢，研究機(jī)器人在復(fù)雜建筑環(huán)境中的定位與導(dǎo)航、工具切換和協(xié)同作業(yè)等技術(shù)，以及在實(shí)際應(yīng)用中面臨的建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)問題。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在ROS框架下，為水