华北理工大学轻工学院《机器学习与人工智能导论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器学习与人工智能导论》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在ROS系统中，对于机器人的能耗优化，以下哪种方法可能在不降低性能的前提下实现最大的节能效果？（）A.动态电压频率调整B.关闭部分传感器C.降低运动复杂度D.以上方法结合使用请详细说明每个选项在能耗优化中的作用和可能存在的限制2、ROS中的节点可以在不同的编程语言中实现，并且能够相互通信，这是因为（）（）A.ROS提供了统一的通信接口B.编程语言的兼容性C.两者皆有D.以上都不是3、在机器人操作系统中，用于启动RViz可视化工具的命令是？（）（）A.rvizB.roslaunchrvizrviz.launchC.rosrunrvizrvizD.以上都不是4、ROS中的服务响应（ServiceResponse）可以包含以下哪些数据类型？（）（）A.基本数据类型B.自定义消息类型C.两者皆可D.以上都不是5、在基于ROS的机器人系统中，当需要对多个传感器的数据进行融合以获得更准确和全面的环境感知时，以下哪种数据融合方法通常是首选？（）A.加权平均法B.卡尔曼滤波C.贝叶斯估计D.简单拼接请分别阐述每个选项在多传感器数据融合中的原理和适用场景6、机器人的自主学习能力对于适应新环境和任务非常重要。假设一个机器人需要在不同的房间内自主探索并学习环境的布局。以下哪种学习方法能够帮助机器人快速建立环境模型，并不断优化？（）A.监督学习B.无监督学习C.强化学习D.迁移学习7、ROS支持多种机器人硬件平台和传感器。当为一个新的机器人平台配置ROS时，以下关于硬件驱动和接口的描述，哪一项是错误的？（）A.需要为机器人的各种硬件设备（如电机、传感器）编写相应的驱动程序，使其能与ROS通信B.可以使用通用的硬件接口标准（如USB、Ethernet）来连接机器人硬件和主机C.所有的机器人硬件都有现成的ROS驱动可用，无需自行开发D.硬件驱动程序需要考虑实时性和稳定性的要求8、ROS中的机器人导航功能需要考虑环境的动态变化，例如行人的移动或其他障碍物的突然出现。为了使机器人能够及时应对这些动态变化，以下哪种导航策略和算法的改进最为关键？（）A.引入实时的环境感知和动态路径重规划B.增加导航的预测时间和提前规划路径C.保持原有的导航算法，不做任何改进D.随机选择新的路径9、在ROS中开发机器人的远程控制功能时，如果网络延迟不稳定，以下哪种策略可以提高控制的可靠性？（）A.增加本地缓存和预测机制B.降低控制指令的发送频率C.完全依赖远程控制，不进行本地处理D.忽略网络延迟，照常发送指令10、在ROS中，进行机器人的任务规划时，需要将高层的任务目标分解为具体的动作序列。假设一个机器人需要完成一个物品搬运的任务。以下关于ROS任务规划的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用基于状态机的方法来进行任务规划B.任务规划需要考虑环境的不确定性和变化C.一旦任务规划完成，就不能在执行过程中进行修改和调整D.可以使用人工智能算法，如强化学习，来优化任务规划策略11、在一个ROS驱动的农业机器人系统中，需要根据不同的农作物和地形进行作业。以下哪种方法可以提高机器人的适应性？（）A.使用机器学习算法进行自适应控制B.预定义多种作业模式供选择C.在线调整机器人的参数D.以上方法都可以12、机器人的定位精度对于许多任务至关重要。假设一个机器人需要在高精度制造环境中进行操作，定位误差要求在毫米级别以下。以下哪种定位技术能够满足这种高精度要求？（）A.GPS定位B.激光跟踪定位C.视觉定位D.惯性导航定位13、ROS中的启动文件（LaunchFile）用于方便地启动多个节点和配置参数。假设一个机器人系统的启动需要同时启动多个传感器节点和控制节点，并设置一些全局参数。以下关于启动文件的描述，正确的是？（）A.启动文件只能以XML格式编写，语法复杂B.启动文件中不能包含条件判断和循环语句C.可以在启动文件中指定节点的运行顺序和依赖关系D.启动文件不能动态修改节点的参数值14、在一个ROS系统中，需要实现机器人的视觉伺服控制，即根据视觉反馈来调整机器人的运动。以下哪种视觉特征和控制算法可能会被用于视觉伺服？（）A.基于图像的特征和比例积分微分控制B.基于深度信息的特征和模型预测控制C.基于目标跟踪的特征和自适应控制D.以上都有可能15、在使用ROS控制机器人的机械臂时，需要精确的运动控制算法。假设机械臂需要按照预定的轨迹进行运动，同时要考虑到关节的限制和动力学特性。以下哪种控制方法可能最为适用？（）A.比例-积分-微分（PID）控制B.模糊控制C.随机控制D.开环控制二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）ROS中的环境适应性改进方法。2、（本题5分）解释ROS中的机器人操作系统升级策略。3、（本题5分）解释ROS中的救援机器人中的关键技术。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）考虑一个基于ROS的地质勘探机器人项目，用于在山区进行地质数据采集。综合分析ROS在山地地形穿越、地质样本采集、通信信号稳定以及能源续航方面的要点和困难。2、（本题5分）在机器人的智能建筑施工监控系统中，探讨机器人操作系统如何实时监测施工进度、质量和安全状况，以及如何利用传感器数据和图像分析进行风险预警和问题诊断，保障建筑施工的顺利进行和质量安全。3、（本题5分）对于反恐排爆机器人，机器人操作系统在危险环境感知、爆炸物处理和远程精确操作等方面面临严峻挑战。请全面综合分析其在传感器融合、防爆设计、行动策略制定等方面的技术解决方案，探讨反恐排爆机器人在保障公共安全和应对突发事件中的作用，以及在技术研发和实战应用中的困难和突破方向。4、（本题5分）在考古挖掘现场，机器人需要在脆弱的环境中进行精细作业。仔细分析机器人操作系统在文物保护意识、精细动作控制、环境监测和历史数据记录方面的特殊需求，研究操作系统如何保障考古工作的准确性和安全性。5、（本题5分）ROS在机器人的畜牧养殖应用中，如何实现动物监测、饲料投放和环境控制。请全面综合分析ROS的功能实现、系统稳定性和农