青岛工学院《机器学习与应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页青岛工学院

《机器学习与应用》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1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、ROS中的服务服务器（ServiceServer）需要实现以下哪些函数？（）（）A.处理请求的函数B.发送响应的函数C.两者皆有D.以上都不是2、在ROS控制的机器人康复训练系统中，如果训练模式设置不合理，会对患者的康复效果产生怎样的影响？（）A.康复效果不佳或产生副作用B.加速康复进程C.系统自动调整训练模式D.对康复没有影响3、在ROS中，用于发布和订阅话题（Topic）的编程语言可以是（）（）A.C++B.PythonC.两者皆可D.以上都不是4、在ROS系统中，对于机器人的自主决策能力提升，以下哪种方法能够使机器人在复杂情况下做出更明智的选择？（）A.增加决策规则B.基于案例的推理C.深度学习决策模型D.随机决策请分别阐述每个选项在提升自主决策能力方面的作用和潜在问题5、ROS中的动作（Action）通信机制适用于长时间的任务执行和反馈。假设一个机器人需要执行一个复杂的任务，如搜索并搬运一个物体，以下关于动作通信的描述，哪一项是错误的？（）A.动作客户端发送目标请求给动作服务器，动作服务器执行任务并不断反馈进度B.动作通信可以在任务执行过程中随时取消或暂停C.动作通信只能用于一次性的任务，不能用于循环执行的任务D.可以通过动作通信获取任务执行的结果和状态信息6、ROS中的导航栈（NavigationStack）通常包括以下哪些部分？（）（）A.全局规划器B.局部规划器C.控制器D.以上都是7、在ROS环境下，为了实现机器人的故障诊断和容错控制，需要监测机器人的状态和建立故障模型。以下哪种方法和技术可能会被用于故障诊断和容错？（）A.传感器监测和故障树分析B.模型参考自适应诊断和冗余设计C.基于数据驱动的故障检测和恢复策略D.以上都有可能8、在ROS中，当需要同时处理多个具有不同频率的传感器数据时，以下哪种技术可以用于同步这些数据？（）A.硬件同步B.软件定时器C.消息过滤器D.数据缓存9、在ROS中，为了实现多机器人系统的协作和协调，常常需要进行任务分配和资源管理。假设一个工厂中有多个机器人需要共同完成一项生产任务，以下关于任务分配和资源管理的方法，哪一项是不准确的？（）A.可以使用集中式的任务分配算法，由一个中央控制器统一分配任务B.分布式的任务分配算法可以让机器人根据本地信息和通信协商来自主分配任务C.资源管理可以考虑机器人的能力、负载和任务优先级等因素D.任务分配和资源管理与机器人的通信延迟和带宽无关，只取决于任务的复杂性10、当在ROS中集成新的硬件设备时，如果设备驱动程序不完善，会出现什么问题？（）A.设备无法正常工作或工作不稳定B.系统自动修复驱动程序C.设备性能提升D.对其他设备没有影响11、当在ROS中开发一个具有多个执行器的机器人时，需要对执行器的协同控制进行设计。假设执行器之间存在复杂的运动关系，以下哪种控制策略能够实现精确的协同动作？（）A.独立控制每个执行器，不考虑协同B.基于主从控制的策略C.分布式协同控制算法D.不进行协同控制，执行器自由运动12、ROS中的导航功能包集（NavigationStack）为机器人的自主导航提供了强大的支持。假设机器人需要在一个未知的环境中进行自主探索和地图构建，以下关于导航功能包集的描述，正确的是？（）A.导航功能包集只能使用激光雷达作为主要的传感器输入B.它可以自动处理各种动态障碍物，无需额外的编程C.在地图构建过程中，机器人的运动轨迹是完全随机的D.可以通过配置参数来调整导航行为，如安全距离和最大速度13、在一个ROS驱动的机器人抓取任务中，需要精确控制机械手的抓取力度。以下哪种传感器可以提供有关抓取力度的信息？（）A.压力传感器B.扭矩传感器C.位置传感器D.速度传感器14、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15、ROS中的可视化工具（rqt）可以帮助开发者监控和调试系统。如果可视化工具显示的数据不准确，可能的原因是什么？（）A.节点发送的数据错误B.可视化工具配置错误C.网络延迟导致数据更新不及时D.以上都有可能16、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17、在机器人的通信网络中，需要保证数据的安全性和完整性。假设机器人系统涉及敏感信息的传输。以下哪种加密和认证技术能够有效地保护通信内容，防止数据泄露和篡改？（）A.RSA加密算法B.AES加密算法C.数字签名技术D.以上技术均可18、假设在ROS中开发一个用于救援任务的机器人，需要具备在恶劣环境下的自主导航和通信能力。以下哪种导航算法和通信技术可能会被应用？（）A.惯性导航和卫星通信B.基于地标识别的导航和短波通信C.磁导航和无线Mesh网络D.以上都有可能19、在基于ROS的机器人应用中，需要对机器人的运动进行平滑处理，以减少抖动和冲击。假设机器人的运动轨迹存在突变和不连续的情况，以下哪种方法能够有效地实现运动平滑？（）A.简单的线性插值B.样条曲线插值C.不进行平滑处理D.随机调整运动轨迹20、以下哪个是机器人操作系统中用于创建自定义消息类型的工具？（）（）A.catkin_create_pkgB.rosmsgC.roscppD.以上都不是21、对于ROS中的机器人定位系统，以下哪种技术常用于融合多种传感器信息来提高定位精度？（）A.扩展卡尔曼滤波B.无迹卡尔曼滤波C.粒子滤波D.蒙特卡罗定位。假设机器人同时使用激光雷达、惯性测量单元和全球定位系统等多种传感器进行定位，需要一种有效的融合算法来综合利用这些传感器的优势，上述哪种技术在多传感器融合定位中更为可靠和精确，并阐述其原理和在ROS中的应用22、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23、ROS中的机器人安全机制是至关重要的。当机器人在人类环境中工作时，以下哪种安全措施是首先应该考虑的？（）A.碰撞检测和避障B.数据加密C.访问权限控制D.外观设计请解释每个选项在机器人工作环境安全中的重要性以及为何某个选项应优先考虑24、ROS支持在不同的操作系统上运行。假设要在一个资源受限的嵌入式系统上部署ROS应用，需要考虑系统的内存、计算能力和实时性要求。以下哪种操作系统和ROS版本的选择最适合这种嵌入式场景？（）A.Linux内核的实时操作系统，精简版的ROSB.Windows操作系统，完整版的ROSC.Android操作系统，定制化的ROSD.不考虑操作系统和ROS版本，强行部署25、在ROS系统中，对于机器人的运动轨迹跟踪误差补偿，以下哪种方法能够更有效地提高跟踪精度？（）A.基于模型的补偿B.经验补偿C.自适应补偿D.不进行补偿请详细阐述每个补偿方法的原理和在轨迹跟踪中的应用效果26、ROS中的日志（Log）功能用于记录系统运行信息。如果日志记录过于详细，会带来什么后果？（）A.占用大量存储空间B.有助于快速定位问题C.系统性能提升D.对系统没有影响27、机器人操作系统中的动作服务器可以同时处理多个动作请求吗？（）（）A.可以B.不可以C.取决于具体实现D.以上都不是28、在ROS中，当需要对机器人的行为进行编程实现时，通常会使用多种编程语言。假设一个项目需要高效的数值计算和底层系统访问，以下哪种语言可能是首选？（）A.PythonB.C++C.JavaD.JavaScript29、ROS中的机器人控制框架需要具备稳定性和实时性。假设有一个需要高精度和快速响应的机器人操作任务，以下哪种控制策略可能最为合适？（）A.PID控制B.模糊控制C.自适应控制D.开环控制请分别说明每个控制策略的工作原理以及在该任务中的表现30、当机器人与其他设备进行通信时，需要遵循特定的通信协议。假设机器人需要与一个工业控制器进行高速、实时的数据交换。以下哪种通信协议最适合这种应用场景？（）A.CAN总线B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个造纸厂，ROS驱动的机器人进行纸张搬运和质量抽检。仔细分析ROS在纸张柔软材质处理、质量标准判断、搬运效率提升以及潮湿环境适应方面的挑战和应对策略。2、（本题5分）在电子设备生产线上，机器人参与芯片安装、电路板检测等工作。深入探讨机器人操作系统在微小零件操作、高精度检测算法、生产节拍控制和设备兼容性方面的关键技术，分析操作系统如何适应电子设备制造的高精度和高速度要求。3、（本题5分）在林业领域，机器人操作系统可用于树木种植、采伐和森林监测等工作。请详细综合分析其在地形适应、树木识别、采伐安全控制等方面的技术手段，探讨林业机器人在保护森林资源、提高林业生产效率方面的作用，以及在推广应用中面临的技术成熟度和政策法规问题。4、（本题5分）机器人操作系统在空间探索中的应用具有重要意义。请综合分析在行星探测、空间站维护等任务中，操作系统如何适应太空环境的极端条件，实现远程操控、自主导航和能源管理，以及面临的太空辐射、通信延迟等技术难题和解决思路。5、（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。三、简答题（本大题共5个