浙江中医药大学《机器学习算法与应用》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页浙江中医药大学《机器学习算法与应用》

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20个小题，每小题1分，共20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，为了提高系统的可靠性和可维护性，常常使用分布式架构。假设有一个由多个机器人组成的系统，它们需要协同工作完成任务。以下关于分布式ROS系统的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过ROS主题和服务在不同的机器人之间进行通信和数据共享B.分布式系统中的每个机器人都可以作为一个独立的节点运行，具有自己的计算资源C.网络延迟和带宽限制对分布式ROS系统的性能没有影响D.可以使用主从式架构或对等架构来构建分布式ROS系统2、机器人操作系统中的动作客户端可以取消正在执行的动作请求吗？（）（）A.可以B.不可以C.取决于具体实现D.以上都不是3、假设在一个复杂的机器人任务中，需要对机器人的运动轨迹进行精确规划。在ROS中，以下哪种算法或工具可能是最适合的？（）A.A*算法B.RRT算法C.人工势场法D.随机漫步算法请分别阐述每个选项在机器人运动轨迹规划中的特点和适用条件4、ROS中的传感器驱动开发是一个重要的环节。假设要开发一个新型传感器的驱动程序，以下关于开发过程和注意事项的描述，正确的是：（）A.参考现有类似传感器的驱动代码，进行简单修改B.深入了解传感器的通信协议和数据格式，按照ROS规范开发驱动C.忽略传感器的特性，开发通用的驱动框架D.传感器驱动开发复杂且困难，建议使用现成的驱动5、ROS中的节点通信可以使用加密技术来保障数据安全。以下哪种加密方式在ROS中较为常用？（）A.对称加密B.非对称加密C.哈希加密D.以上加密方式都可以根据需求选择6、在ROS中，进行机器人的路径规划和避障算法的性能评估时，假设要比较不同算法在不同场景下的效果。以下关于评估指标和实验设计的描述，正确的是：（）A.只考虑路径长度作为评估指标，简单直观B.综合考虑路径长度、时间消耗、安全性等多个指标，并设计多样化的实验场景C.随机选择评估指标和实验场景，不进行系统性的比较D.评估指标和实验设计对算法比较没有影响7、在ROS环境下，为了开发一个能够自主避障并规划最优路径的移动机器人，需要选择合适的路径规划算法。考虑到环境的复杂性和动态变化，以下哪种算法可能更适合？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.RRT算法D.蚁群算法8、ROS中的消息队列（MessageQueue）用于存储待发送的消息。如果消息队列溢出，会发生什么？（）A.新的消息被丢弃B.系统自动扩展队列容量C.消息发送速度加快D.对通信没有影响9、在基于ROS的机器人教育应用中，为了让学生更好地理解机器人的工作原理，以下哪种教学方法较为有效？（）A.通过实际编程操作让学生亲身体验B.利用可视化工具展示机器人的内部状态C.结合理论讲解和案例分析D.以上方法综合使用10、在ROS环境下，为了提高机器人系统的实时性能和响应速度，需要对软件进行优化和硬件进行选型。以下哪种方法和硬件配置可能会有助于实现这个目标？（）A.多核处理器和实时操作系统B.高速通信总线和专用运动控制卡C.优化算法和内存管理D.以上都有可能11、ROS支持多种编程语言进行节点开发。如果在一个项目中同时使用了C++和Python编写的节点，并且它们之间需要进行通信，可能会遇到什么问题？（）A.语言兼容性问题，导致通信失败B.通信正常，没有任何问题C.通信速度变慢D.系统资源消耗增加12、当在ROS中使用视觉传感器进行距离测量时，如果测量范围受限，会对机器人的避障能力产生什么影响？（）A.无法检测到远距离障碍物，增加碰撞风险B.避障能力增强C.系统自动扩展测量范围D.对避障没有影响13、在ROS系统中，对于机器人的路径跟踪控制，以下哪种控制器可能在存在干扰和不确定性的情况下表现较好？（）A.线性控制器B.非线性控制器C.鲁棒控制器D.随机控制器请分别说明每个控制器在应对干扰和不确定性时的特点和性能14、在机器人的力控制中，需要根据与环境的接触力来调整机器人的动作。假设机器人在执行装配任务时，需要精确控制施加在零件上的力。以下哪种力控制方法能够提供高精度的力控制，并且对系统参数变化具有较强的鲁棒性？（）A.直接力控制B.阻抗控制C.力/位混合控制D.自适应力控制15、在基于ROS的机器人语音交互系统中，需要对语音指令进行识别和解析。以下哪种语音识别引擎与ROS集成较为方便？（）A.百度语音B.科大讯飞语音C.谷歌语音D.以上都可以，取决于具体的需求和集成难度16、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17、在ROS中，实时性是某些应用场景的关键要求。假设一个工业机器人需要在严格的时间限制内完成特定的操作。以下关于ROS实时性的描述，哪一项是不正确的？（）A.ROS本身可以满足硬实时的要求，无需额外的配置和优化B.可以通过使用实时内核和相关的配置来提高ROS系统的实时性能C.在实时应用中，需要仔细考虑任务的优先级和调度策略D.实时性的实现可能会对系统的资源利用和性能产生一定的影响18、当使用ROS控制一个机械臂进行精确的抓取操作时，需要对机械臂进行运动学和动力学建模。为了实现高效和准确的控制，以下哪种建模方法和控制策略通常会被采用？（）A.正运动学建模和PID控制B.逆运动学建模和模糊控制C.动力学建模和自适应控制D.以上都有可能19、在ROS中进行机器人的力控制时，如果力传感器的精度不够，会对控制效果产生什么影响？（）A.力控制不准确，可能损坏物体或影响操作B.控制更稳定C.系统自动校准力传感器D.提高力控制的响应速度20、在ROS中，为了提高机器人系统的性能和实时性，常常需要进行优化。假设一个机器人节点的计算量较大，导致系统响应延迟，以下关于优化的方法，哪一项是不正确的？（）A.可以对算法进行优化，减少计算复杂度B.使用多线程或多进程技术并行处理任务，提高效率C.减少节点之间的通信数据量，避免不必要的消息传递D.优化只需要关注软件层面，硬件性能对系统性能没有影响二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述ROS中的森林火灾扑救机器人中的灭火策略选择。2、（本题5分）ROS中的机器学习应用一般如何实现？3、（本题5分）解释ROS中的生物实验精准辅助机器人中的辅助精度提高。4、（本题5分）说明ROS中的化学试剂精确调配机器人中的调配误差降低。5、（本题5分）说明ROS中的安防巡逻机器人中的目标检测方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个使用ROS的菌菇种植场采摘机器人的成熟菌菇识别与采摘系统。2、（本题5分）在ROS中构建一个铁路轨道检测机器人的轨道变形监测与维护系统。3、（本题5分）在ROS框架下，为水下考古机器人设计一个文物定位和打捞系统。4、（本题5分）使用ROS为粮仓巡检机器人设计一个粮食质量检测和虫害监测系统。5、（本题5分）利用ROS开发一个机器人的地图构建与更新模块，能够实时反映环境变化。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个石油开采平台，ROS控制的机器人进行设备巡检和维护。请深入探讨ROS在海洋环境腐蚀防护、设备故障诊断、危险区域作业以及数据远程传输方面的重点