贵州商学院《机器学习与深度学习理论双语教学》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页贵州商学院《机器学习与深度学习理论双语教学》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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中，进行机器人的可视化是非常重要的。假设需要实时显示机器人的运动轨迹、传感器数据和模型等信息。以下关于ROS可视化工具的描述，哪一项是不正确的？（）A.RViz（RobotVisualization）是一个常用的ROS可视化工具，可以显示多种类型的数据B.Gazebo是一个用于机器人仿真的工具，可以与ROS集成进行可视化和物理模拟C.在可视化过程中，可以通过插件扩展RViz和Gazebo的功能D.一旦在RViz或Gazebo中设置了可视化布局，就不能再进行更改和调整2、在ROS环境下，为了实现机器人的触觉感知和交互，需要选择合适的触觉传感器和处理算法。以下哪种触觉传感器和算法可能会被用于触觉感知？（）A.电容式触觉传感器和触觉信号处理B.电阻式触觉传感器和模式识别算法C.压电式触觉传感器和特征提取算法D.以上都有可能3、在基于ROS的机器人项目中，需要对代码进行版本控制和团队协作开发。假设团队成员分布在不同地区，需要频繁地交流和合并代码。以下哪种版本控制系统和协作方式最能提高开发效率和代码质量？（）A.Git结合代码审查和分支管理B.SVN结合集中式的代码存储C.不使用版本控制，通过邮件交流代码D.各自开发，最后统一整合4、假设在一个基于ROS的机器人项目中，需要对机器人的传感器数据进行实时处理和融合，比如激光雷达、摄像头和惯性测量单元的数据，以实现精确的环境感知和导航。在这种情况下，以下哪种数据处理技术和算法框架可能会被广泛应用？（）A.卡尔曼滤波B.粒子滤波C.深度学习框架D.以上都有可能5、在ROS控制的机器人系统中，若控制算法的计算复杂度过高，会带来什么问题？（）A.系统响应延迟，实时性下降B.控制精度提高C.系统资源消耗减少D.机器人运动更平稳6、对于ROS中的机器人状态监测和故障诊断，以下哪种技术或工具能够提供实时的可视化监控界面？（）A.RVizB.GazeboC.MatplotlibD.Plotly。假设需要实时监测机器人的关节角度、速度、力矩等多个状态参数，并在出现异常时及时报警，上述哪个选项能够以直观和交互的方式展示监测数据，并说明如何进行配置和使用7、对于ROS中的机器人操作系统安全，以下哪种措施能够有效地防止未经授权的访问和控制？（）A.身份认证B.数据加密C.访问控制D.以上都是。假设机器人系统涉及敏感信息和关键任务，需要采取一系列安全措施来保障系统的安全性和可靠性，上述哪些措施能够共同发挥作用，有效地保护机器人操作系统，并说明其在ROS中的实现和配置方法8、在ROS中，进行机器人的深度学习应用开发时，需要将深度学习模型与ROS系统进行集成。假设一个基于卷积神经网络的物体识别模型需要在ROS中运行，以实现机器人对环境中物体的识别。以下关于ROS与深度学习集成的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用ROS的消息传递机制将图像数据传递给深度学习模型B.深度学习模型的训练可以在ROS系统内部完成，无需外部工具C.训练好的深度学习模型可以作为一个ROS节点进行部署和运行D.可以使用ROS的参数服务器来存储和管理深度学习模型的参数9、在一个基于ROS的机器人集群中，需要实现高效的编队控制和协同运动。以下哪种控制策略和通信协议可能会被用于编队控制？（）A.基于领航者-跟随者的控制策略B.分布式一致性控制C.虚拟结构法D.以上都有可能10、在使用ROS进行机器人的远程监控和控制时，需要确保数据传输的安全性和保密性。以下哪种加密和认证方法能够有效地保护通信内容不被窃取和篡改？（）A.不进行加密和认证B.使用简单的对称加密算法C.采用公钥基础设施（PKI）进行加密和认证D.依靠网络防火墙进行保护11、当使用ROS开发一个具有多个关节的机械臂控制程序时，需要考虑关节的运动控制策略。假设要求机械臂以高精度和稳定性完成一系列复杂动作，以下哪种控制方法可能最合适？（）A.开环控制，简单但精度难以保证B.闭环PID控制，能够实现较好的精度和稳定性C.模糊控制，适用于模型不确定的系统，但调试困难D.以上控制方法效果相同，取决于具体应用场景12、当机器人在未知环境中探索时，需要同时构建地图和定位自身。以下哪种同时定位与地图构建（SLAM）算法在处理大规模环境和动态障碍物时具有较好的性能？（）A.ORB-SLAMB.LSD-SLAMC.RTAB-MapD.KartoSLAM13、在ROS中，为了实现机器人的自主导航功能，需要进行地图构建。假设机器人工作在一个室内环境中，以下哪种地图表示方法较为合适？（）A.栅格地图，简单直观但占用存储空间较大B.拓扑地图，能够突出环境的结构但细节不足C.特征地图，对环境特征提取准确但构建复杂D.以上地图表示方法都不合适，需要自定义地图格式14、当在ROS中开发机器人的导航功能时，以下哪种地图表示方法常用于描述环境信息？（）A.栅格地图B.拓扑地图C.特征地图D.语义地图。假设机器人需要在大型室内环境中自主导航，地图需要同时包含空间布局和语义信息，上述哪种地图表示方法能够提供更全面和有效的导航支持，并解释其数据结构和生成方法15、在使用ROS开发机器人应用时，常常需要对机器人的运动进行规划。假设要让一个机械臂从一个起始位置移动到一个目标位置，同时避开障碍物。以下关于运动规划算法的选择，哪一个是不准确的？（）A.可以使用基于采样的算法，如RRT（Rapidly-exploringRandomTree）算法，快速找到可行的路径B.A*算法可以在有明确的代价函数时，找到最优的路径C.遗传算法适用于复杂环境下的运动规划，但计算量较大D.所有的运动规划算法都能保证在任何情况下找到最优的路径，且计算效率相同二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释ROS中的加密和认证机制。2、（本题5分）ROS中的自主避障策略评估。3、（本题5分）ROS在皮革加工机器人中的作用。4、（本题5分）如何在ROS中创建一个新的节点？三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在极地探险中，机器人面临极寒、大风等恶劣条件。深入探讨机器人操作系统在低温适应、能源管理、冰雪地形行走和远程通信方面的技术难点，分析操作系统如何保障机器人在极端环境下的正常运行和数据回传。2、（本题5分）ROS在机器人的食品包装应用中，如何实现快速准确的包装操作和质量检测。请全面综合分析ROS的包装工艺控制、视觉检测技术和生产效率提升策略。3、（本题5分）在矿山开采等危险作业环境中，机器人的应用越来越广泛。综合分析机器人操作系统在粉尘防护、防爆设计、地形适应和设备故障预警方面的重要技术，探讨如何通过操作系统保障机器人的安全运行和高效作业。4、（本题5分）对于具有可变形结构的机器人，如软体机器人，ROS在建模和控制方面面临独特的挑战。请深入综合分析ROS如何适应这种特殊的机器人结构，以及在控制算法和软件架构上的创新需求。5、（本题5分）对于需要进行精细操作的机器人，如微纳操作机器人或微创手术机器人，研究机器人操作系统在高精度定位、触觉反馈、微小力控制和实时图像处理方面的关键技术。分析操作系统如何保障操作的准确性和安全性，并探讨其在相关领域的应用前景和限制。四、设计