石家庄财经职业学院《机器学习B》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《机器学习B》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15个小题，每小题2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、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人运动规划信息的消息类型？（）（）A.moveit_msgs/MotionPlanB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是2、在ROS环境中，对于机器人的故障诊断和错误处理，需要一种有效的机制来检测和报告异常情况。假设机器人在运行过程中出现硬件故障或软件错误，以下哪种方法能够及时发现并通知相关人员？（）A.定期人工检查B.依靠机器人自动恢复，不进行报告C.使用ROS的日志系统和监控工具D.忽略故障，继续运行3、当为机器人设计抓取动作时，需要考虑物体的形状、重量和表面特性。假设机器人需要抓取各种不规则形状的物体，表面材质不同且重量分布不均匀。以下哪种抓取策略能够适应这种多样性，并确保抓取的稳定性？（）A.平行夹爪抓取B.多指灵巧抓取C.真空吸附抓取D.磁吸抓取4、在使用ROS进行机器人的实时控制时，需要考虑系统的实时性要求。假设系统对控制周期有严格的限制，以下关于实现实时控制的方法，正确的是：（）A.使用ROS的默认配置，不进行特殊优化B.采用实时操作系统（RTOS）与ROS结合，满足实时性要求C.降低控制算法的复杂度，牺牲精度以保证实时性D.实时控制在ROS中无法实现，需要更换开发框架5、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.Profibus6、在ROS中，机器人的软件架构设计需要考虑可扩展性和灵活性。假设一个机器人系统需要不断添加新的功能和模块。以下关于ROS软件架构的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以采用分层架构，将不同功能划分到不同的层次B.微服务架构在ROS中不适用，因为会增加系统的复杂性C.软件架构应该便于新模块的集成和现有模块的修改D.可以使用插件机制来实现功能的动态扩展和替换7、在使用ROS进行机器人开发时，需要对代码进行调试和日志记录。假设一个节点在运行时出现异常，以下哪种方法可以帮助快速定位问题？（）A.打印大量的调试信息到控制台B.使用ROS提供的调试工具，如rqt_debugC.重新编写代码，逐步排查问题D.忽略异常，继续运行，观察后续结果8、ROS支持机器人的深度学习应用，例如图像识别和语音处理。假设要在机器人上部署一个深度学习模型，需要考虑模型的大小、计算量和实时性要求。以下哪种深度学习框架和模型压缩方法的选择最为合适？（）A.TensorFlow结合模型量化B.PyTorch结合模型剪枝C.自行开发深度学习框架和不进行模型压缩D.选择大型复杂的模型，不考虑资源限制9、在ROS系统中，对于机器人的任务优先级分配，以下哪种策略能够更好地平衡不同任务的需求？（）A.固定优先级B.动态优先级C.随机优先级D.不设置优先级请详细说明每个优先级分配策略在任务管理中的效果和适用场景10、当在ROS中开发一个具有语音交互功能的机器人时，需要选择一种合适的语音识别和合成引擎，并与ROS系统进行集成。假设要考虑识别准确率、合成质量和与ROS的兼容性，以下哪个选项是最优的？（）A.开源的语音引擎，如CMUSphinxB.商业的语音引擎，如NuanceC.自行开发语音引擎D.不集成语音功能，使用文本输入11、在机器人操作系统中，用于控制机器人速度的消息类型通常是？（）（）A.geometry_msgs/TwistB.sensor_msgs/ImageC.std_msgs/StringD.以上都不是12、ROS中的RViz可视化工具可以用于展示机器人的状态和数据。当需要同时展示多个不同类型的数据，并且要求能够交互地调整显示效果时，以下哪种方式是最有效的？（）A.使用多个不同的RViz窗口分别显示不同的数据B.在一个RViz窗口中创建多个面板来显示不同的数据C.使用自定义的插件来扩展RViz的显示功能D.以上方法都可以13、在ROS中，进行机器人的任务规划时，需要将高层的任务目标分解为具体的动作序列。假设一个机器人需要完成一个物品搬运的任务。以下关于ROS任务规划的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用基于状态机的方法来进行任务规划B.任务规划需要考虑环境的不确定性和变化C.一旦任务规划完成，就不能在执行过程中进行修改和调整D.可以使用人工智能算法，如强化学习，来优化任务规划策略14、在ROS中，部署机器人系统到实际硬件上需要考虑许多因素。假设一个机器人系统已经在开发环境中完成开发，准备部署到实际的机器人平台上。以下关于ROS部署的描述，哪一项是不正确的？（）A.需要将ROS软件包编译为适合目标硬件平台的二进制文件B.硬件的驱动程序和配置需要与ROS系统进行适配和集成C.部署过程中不需要考虑电源管理和散热等硬件相关的问题D.可以使用远程调试工具在部署后对机器人进行监控和调试15、ROS支持分布式计算，如果在分布式环境中节点之间的网络带宽有限，会对系统产生什么影响？（）A.数据传输延迟，影响系统性能B.系统自动扩展带宽C.对系统没有明显影响D.计算速度加快二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释如何将ROS与深度学习框架集成。2、（本题5分）解释ROS中的实时性要求和实现方法。3、（本题5分）说明ROS中的生物样本采集机器人中的样本保存技术。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在水下探测领域，水下机器人面临着高压、通信受限等特殊挑战。仔细分析机器人操作系统在水压适应、水声通信、导航定位和动力控制方面的技术难点，讨论操作系统如何保障水下机器人的稳定运行和有效数据采集。2、（本题5分）机器人操作系统中的实时性要求对于某些关键任务至关重要。综合分析如何保证系统在数据采集、处理和控制指令发送等环节的低延迟和确定性，以及采用的实时调度算法和优化策略。3、（本题5分）在一个风电场，ROS驱动的机器人用于风机叶片的检测和维护。仔细分析ROS在高空作业安全、叶片损伤评估、复杂环境适应以及维护计划制定方面的挑战和应对策略。4、（本题5分）随着机器人在舞台表演中的创新应用，如舞蹈表演、戏剧演出等，机器人操作系统需要具备艺术表现力和精准的动作控制。请详细综合分析其在动作编排、情感表达、与演员和舞台设备的协同等方面的技术实现，探讨舞台表演机器人在丰富艺术形式和提升观众体验方面的潜力，以及在艺术创作和表演中的技术难度和创新方向。5、（本题5分）在康复医疗领域，机器人操作系统在辅助康复训练方面发挥着重要作用。请深入综合分析其在为患者提供个性化训练方案、实时监测康复进展、调整训练强度等方面的技术优势，研究康复机器人在提高康复效果和减轻医护人员工作负担方面的价值，以及在临床应用中的安全