南昌医学院《机器学习与决策分析》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《机器学习与决策分析》2023-2024学年第二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2、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有多个相互依赖的节点需要启动，以下关于启动文件编写的原则，正确的是：（）A.将所有节点的启动命令都写在一个启动文件中，便于管理B.按照功能模块将相关节点的启动命令分组写在不同的启动文件中C.启动文件越简单越好，只启动关键节点D.启动文件的编写方式对系统启动没有影响3、在一个基于ROS的智能家居机器人项目中，需要实现与家庭设备的互联互通和场景自适应控制。以下哪种技术和方法可能会被用于家庭集成和场景感知？（）A.物联网协议和智能家居网关B.环境感知传感器和场景识别算法C.个性化学习和自适应控制策略D.以上都有可能4、当使用ROS实现机器人的语音交互功能时，以下哪种语音识别引擎和合成引擎较为常用？（）A.GoogleSpeechAPIB.MicrosoftSpeechSDKC.CMUSphinxD.BaiduSpeech。假设需要为机器人提供自然流畅的语音对话能力，能够准确识别用户的语音指令并生成清晰的语音回复，上述哪个选项在与ROS的集成和性能方面表现更出色，并说明其特点和使用方式5、当在ROS中进行机器人的力控制时，以下哪种传感器常用于测量接触力和力矩？（）A.六维力传感器B.压力传感器C.扭矩传感器D.应变片传感器。假设机器人需要在与环境或物体的交互中精确控制施加的力和力矩，上述哪种传感器能够提供更准确和实时的力反馈信息，并说明其工作原理和在ROS中的接口实现6、ROS中的状态机（StateMachine）常用于描述机器人的行为逻辑。如果状态机设计复杂且混乱，会对系统产生什么影响？（）A.逻辑难以理解，维护困难B.运行效率提高C.资源消耗降低D.功能更强大7、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8、机器人的运动规划需要考虑多种优化目标，如时间最短、能量消耗最小等。假设一个机器人需要在满足一定精度要求的前提下，尽可能减少运动时间。以下哪种优化算法能够有效地解决这个多目标优化问题？（）A.遗传算法B.模拟退火算法C.粒子群优化算法D.以上算法均可9、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10、ROS中的话题可以有多个发布者和订阅者，这种特性被称为（）（）A.多对多通信B.一对多通信C.多对一通信D.一对一通信11、ROS中的参数服务器（ParameterServer）使用哪种数据结构存储参数？（）（）A.字典B.列表C.数组D.树12、机器人操作系统中的节点可以通过哪种方式进行多线程编程？（）（）A.C++标准库多线程B.Python的threading模块C.ROS的多线程机制D.以上都是13、在机器人操作系统（ROS）中，节点之间的通信是通过话题（Topic）、服务（Service）和动作（Action）等方式实现的。假设一个机器人需要实时获取传感器数据并进行处理，以下关于通信方式选择的描述，正确的是：（）A.由于需要实时性，应选择服务进行通信，以确保数据的及时传递B.话题通信更适合这种场景，因为它能够支持一对多的发布/订阅模式C.动作通信最适合，因为它可以提供反馈和中间结果D.以上三种通信方式效果相同，可以任意选择14、当使用ROS控制一个机器人在具有多个障碍物的复杂环境中移动时，需要实时规划安全的路径。以下哪种路径规划算法和碰撞检测方法能够满足需求？（）A.快速扩展随机树算法和基于距离的碰撞检测B.人工势场法和几何碰撞检测C.蚁群算法和模型碰撞检测D.以上都有可能15、在使用ROS进行机器人视觉处理时，需要对图像进行特征提取。假设要在不同光照和视角条件下准确识别物体，以下哪种特征提取方法可能最有效？（）A.SIFT特征，具有尺度不变性但计算复杂度高B.HOG特征，对行人检测效果好但对旋转敏感C.ORB特征，计算速度快但鲁棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取决于图像质量16、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17、ROS中的参数调优对于系统性能至关重要。如果关键参数设置过于保守，会导致什么结果？（）A.系统性能无法充分发挥B.系统稳定性提高C.资源消耗降低D.系统适应性增强18、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19、当在ROS中构建机器人的感知系统时，以下哪种深度学习框架常用于处理图像和点云数据？（）A.TensorFlowB.PyTorchC.Caffe2D.MXNet。假设需要让机器人从复杂的环境数据中学习和识别物体、场景等信息，对模型的训练效率和推理速度有较高要求，上述哪个深度学习框架在与ROS的结合中能够提供更出色的性能，并说明其特点和在机器人感知中的应用实例20、在一个ROS系统中，需要实现机器人的自主学习和适应能力，例如根据环境的变化调整其行为策略。以下哪种机器学习方法和在线学习算法可能会被应用？（）A.强化学习B.在线监督学习C.无监督学习D.以上都有可能21、在基于ROS的机器人团队开发中，需要制定统一的代码规范和开发流程。假设团队成员具有不同的开发习惯和经验水平。以下哪种方式在确保代码质量和开发效率方面最为有效？（）A.制定详细的代码规范文档和培训团队成员B.允许团队成员自由发挥，不做统一要求C.参考其他项目的代码规范，不完全适应本项目D.不制定代码规范，后期统一修改22、在一个ROS系统中，需要实现机器人对动态目标的跟踪和预测。以下哪种方法和算法可能会被用于目标跟踪和预测？（）A.卡尔曼滤波和粒子滤波B.深度学习目标跟踪和时间序列预测C.基于模型的预测和运动估计D.以上都有可能23、假设在ROS中开发一个用于医疗康复的机器人，需要实现精确的力控制和柔顺运动，以适应患者的不同需求和身体状况。以下哪种控制方法和传感器可能会被用于力感知和控制？（）A.力传感器和阻抗控制B.位置传感器和力/位混合控制C.触觉传感器和自适应控制D.以上都有可能24、ROS支持多种编程语言来开发节点。假设一个团队中有不同编程背景的开发者，需要选择一种语言来统一开发ROS应用，以确保代码的可读性、可维护性和可扩展性。以下哪种编程语言在ROS开发中通常被认为具有这些优势？（）A.C++B.PythonC.JavaD.由开发者自行选择喜欢的语言25、在基于ROS的机器人项目中，需要对大量的数据进行存储和管理，包括传感器数据、机器人状态信息和实验结果等。假设数据量巨大，并且需要支持快速查询和分析。以下哪种数据存储和管理方案最适合这种需求？（）A.使用关系型数据库，如MySQLB.采用分布式文件系统，如HDFSC.利用NoSQL数据库，如MongoDBD.将数据直接存储在本地文件中26、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27、在使用ROS开发机器人应用时，需要对机器人的运动进行控制。假设要实现机器人沿着一条特定的路径移动，需要精确控制其速度和位置。以下哪种ROS功能包或工具最适合用于此任务？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF28、在基于ROS的机器人视觉SLAM（同时定位与地图构建）系统中，以下哪种特征提取算法常用于提高地图的准确性和鲁棒性？（）A.SIFT（Scale-InvariantFeatureTransform）B.SURF（SpeededUpRobustFeatures）C.ORB（OrientedFASTandRotatedBRIEF）D.以上算法都可能适用29、在基于ROS的机器人协作搬运任务中，如果机器人之间的负载分配不均匀，可能会导致什么问题？（）A.部分机器人过载，任务失败B.搬运效率提高C.机器人自动调整负载D.系统稳定性增强30、在ROS中，机器人的通信协议选择对系统性能有一定影响。假设一个机器人系统需要在高带宽和低延迟的要求下进行通信。以下关于ROS通信协议的描述，哪一项是不正确的？（）A.TCP协议适合于对数据可靠性要求高，但对实时性要求不高的场景B.UDP协议适合于实时性要求高，但可以容忍一定数据丢失的场景C.在ROS中只能使用TCP或UDP协议，不能使用其他自定义协议D.可以根据具体的应用需求选择合适的通信协议或结合使用二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对于一个使用ROS的风力发电机叶片维修机器人系统，负责检查和修复叶片损伤。全面分析ROS在高空强风环境应对、叶片损伤定位、维修材料携带以及作业安全保障方面的重点和难点。2、（本题5分）ROS在教育机器人领域的应用逐渐增多，有助于学生更好地理解机器人技术。请深入综合分析ROS为教育机器人提供的编程接口和教学资源的特点，以及如何利用ROS培养学生的机器人编程和系统设计能力。3、（本题5分）在建筑施工场地，机器人参与砌砖、焊接等工作。仔细分析机器人操作系统在施工精度控制、材料搬运管理、施工进度协调和安全保障方面的技术挑战，讨论如何通过优化操作系统提高建筑施工的质量和效率。4、（本题5分）随着人工智能技术的融合，ROS在机器人的自主学习和决策能力方面有了新的发展。请深入综合分析ROS如何集成深度学习框架，实现机器人对环境的自主理解和适应性决策，以及在训练和部署模型过程中面临的计算资源需求和优化问题。5、（本题5分）对于水下机器人，其工作环境复杂且危险。深入分析机器人操作系统在水压适应、通信保障、水下视觉处理等方面的关键技术，以及如何确保水下机