贺州学院《机器学习及实践》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《机器学习及实践》2023-2024学年第二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、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2、ROS中的动作客户端（ActionClient）需要实现以下哪些回调函数？（）（）A.active回调函数B.done回调函数C.feedback回调函数D.以上都是3、假设要在ROS中实现一个能够自主探索未知环境的机器人，以下哪种地图构建和更新方法能够更好地适应环境的变化？（）A.增量式地图构建B.全局地图重建C.固定地图，不更新D.随机地图生成请分别解释每个选项在自主探索未知环境中的可行性和适应性4、ROS中的坐标变换在机器人控制中非常重要。假设机器人的传感器坐标系和机械臂坐标系不同，需要进行坐标变换。以下哪种工具在ROS中常用于坐标变换的计算？（）A.tfB.cv_bridgeC.rospyD.message_filters5、在ROS中，进行机器人的软件架构设计时，假设要考虑系统的可扩展性和可维护性。以下关于架构设计原则的描述，正确的是：（）A.采用紧耦合的架构，提高系统的性能B.设计分层架构，将不同功能模块清晰分离C.优先考虑功能实现，架构设计不重要D.软件架构对系统的可扩展性和可维护性没有影响6、ROS中的服务（Service）通信模式常用于请求-响应类型的交互。假设有一个机器人的导航节点提供了一个获取当前位置的服务，其他节点可以向其发送请求并获取响应。以下关于ROS服务通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.服务通信是一对一的，即一个服务请求只能由一个服务提供者响应B.服务请求和响应的数据类型是在定义服务时确定的，并且在通信过程中不能更改C.服务通信的响应时间通常比话题通信更快，因为它是直接的请求-响应模式D.多个服务请求可以同时发送给同一个服务提供者，服务提供者会按照发送的顺序依次处理7、机器人操作系统中，用于管理机器人传感器数据的模块通常是？（）（）A.运动控制模块B.感知模块C.规划模块D.通信模块8、当在ROS中开发机器人应用时，需要对机器人的模型进行描述。假设一个轮式移动机器人，需要定义其几何形状、关节结构和运动学参数等。以下关于ROS中机器人模型描述的方式，哪一项是不正确的？（）A.使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件来描述机器人的结构和参数B.可以在URDF文件中定义机器人的传感器和执行器C.一旦定义了机器人的URDF模型，就不能对其进行修改和扩展D.可以使用第三方工具将CAD模型转换为ROS可识别的URDF格式9、ROS中的仿真环境可以用于机器人的开发和测试。如果仿真环境与实际物理环境差异较大，会对实际应用产生什么影响？（）A.实际应用中机器人性能可能不如预期B.实际应用中机器人性能更好C.对实际应用没有影响D.实际应用更易于调试10、ROS中的节点可以在不同的计算机上运行，通过网络进行通信。当网络延迟较大时，可能会影响系统的性能和稳定性。以下哪种方法可以减轻网络延迟的影响？（）A.减少节点之间的数据传输量B.使用更高效的网络协议C.在本地进行更多的计算和处理，减少远程通信需求D.以上方法都可以11、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12、ROS中的动作（Action）是一种用于长时间任务的通信机制。假设一个机器人需要执行一个复杂的搜索任务，其状态包括正在搜索、找到目标和任务完成。以下关于动作通信的描述，正确的是？（）A.动作通信只能单向传递信息，从客户端到服务器B.客户端可以在任务执行过程中随时取消任务C.服务器无法向客户端反馈任务的中间状态D.动作通信不支持任务的超时处理13、在ROS框架下，对于机器人的轨迹跟踪控制，以下哪种控制器能够处理模型不确定性和外部干扰？（）A.自适应控制器B.滑模控制器C.鲁棒控制器D.以上都是。假设机器人的模型存在参数变化和未知的外部干扰，需要一种控制器能够保证轨迹跟踪的精度和稳定性，上述哪种控制器能够更好地应对这些挑战，并详细说明其控制原理和在ROS中的实现方式14、ROS中的动态重新配置（DynamicReconfigure）功能允许在运行时修改节点的参数。假设一个机器人的运动速度参数需要根据环境实时调整，以下关于动态重新配置的描述，正确的是？（）A.动态重新配置只能在节点启动前进行设置，运行时无法修改B.可以通过图形界面或命令行工具进行参数的动态修改C.动态重新配置会导致节点重新初始化，影响系统性能D.不是所有的参数都支持动态重新配置，需要在代码中特别指定15、假设在ROS中开发一个用于极地考察的机器人，需要应对极寒、大风和低光照等极端环境。以下哪种技术和装备可能会被用于极地机器人？（）A.耐寒材料和保温结构B.抗风设计和能源存储C.低光照视觉系统和导航设备D.以上都有可能16、假设在ROS中开发一个用于空间探索的机器人，需要应对极端的温度、辐射和通信延迟等问题。以下哪种技术和设计方法可能有助于解决这些挑战？（）A.热防护设计和抗辐射电子设备B.自主决策算法和深空通信协议C.能源管理系统和容错设计D.以上都有可能17、机器人在执行重复任务时，容易出现疲劳和磨损，影响其性能和寿命。假设一个机器人需要长时间进行同一种装配操作。以下哪种方法能够有效地监测机器人的健康状况，并提前预测可能的故障？（）A.基于振动分析的监测B.基于温度监测的诊断C.基于电流监测的评估D.以上方法综合运用18、假设在一个ROS驱动的机器人教育项目中，需要为初学者提供一个易于理解和使用的编程接口。以下哪种方式能够更好地降低学习门槛，提高编程效率？（）A.提供高级编程语言的封装接口B.要求初学者直接使用底层的ROS接口C.不提供任何接口，让初学者自己探索D.只提供命令行操作接口19、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20、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二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）ROS中的自主导航可靠性保障。2、（本题5分）简述ROS中的气象预报精准预测机器人中的预测模型改进。3、（本题5分）解释ROS中的地质勘探样本分析机器人中的分析算法选择。4、（本题5分）解释ROS中的海洋科学研究机器人中的防水设计。5、（本题5分）解释ROS中的群体机器人协作算法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）开发一个使用ROS的饮料厂灌装机器人的精准灌装与液位控制系统。2、（本题5分）设计一个使用ROS的灯具厂灯具组装机器人的快速组装与调试系统。3、（本题5分）利用ROS开发一个鲳鱼养殖场鲳鱼捕捞机器人的高效捕捞与保鲜系统。4、（本题5分）在ROS框架下，为沙漠救援机器人设计一个被困人员定位和救援路径规划系统。5、（本题5分）利用ROS开发一个机器人的智能灯光控制系统，根据环境光线调整灯光。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）对于人形机器人，机器人操作系统的复杂度和性能要求更高。请综合分析在实现人体动作模拟、平衡控制、情感交互等方面的技术难点和解决方案，探讨人形机器人在娱乐、养老等领域的应用价值和社会影响，以及面临的伦理和法律争议。