貴州商學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)理論雙語教學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁貴州商學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)理論雙語教學(xué)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的可視化是非常重要的。假設(shè)需要實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡、傳感器數(shù)據(jù)和模型等信息。以下關(guān)于ROS可視化工具的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.RViz（RobotVisualization）是一個(gè)常用的ROS可視化工具，可以顯示多種類型的數(shù)據(jù)B.Gazebo是一個(gè)用于機(jī)器人仿真的工具，可以與ROS集成進(jìn)行可視化和物理模擬C.在可視化過程中，可以通過插件擴(kuò)展RViz和Gazebo的功能D.一旦在RViz或Gazebo中設(shè)置了可視化布局，就不能再進(jìn)行更改和調(diào)整2、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的觸覺感知和交互，需要選擇合適的觸覺傳感器和處理算法。以下哪種觸覺傳感器和算法可能會(huì)被用于觸覺感知？（）A.電容式觸覺傳感器和觸覺信號(hào)處理B.電阻式觸覺傳感器和模式識(shí)別算法C.壓電式觸覺傳感器和特征提取算法D.以上都有可能3、在基于ROS的機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)代碼進(jìn)行版本控制和團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)。假設(shè)團(tuán)隊(duì)成員分布在不同地區(qū)，需要頻繁地交流和合并代碼。以下哪種版本控制系統(tǒng)和協(xié)作方式最能提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量？（）A.Git結(jié)合代碼審查和分支管理B.SVN結(jié)合集中式的代碼存儲(chǔ)C.不使用版本控制，通過郵件交流代碼D.各自開發(fā)，最后統(tǒng)一整合4、假設(shè)在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和融合，比如激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測量單元的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)精確的環(huán)境感知和導(dǎo)航。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)處理技術(shù)和算法框架可能會(huì)被廣泛應(yīng)用？（）A.卡爾曼濾波B.粒子濾波C.深度學(xué)習(xí)框架D.以上都有可能5、在ROS控制的機(jī)器人系統(tǒng)中，若控制算法的計(jì)算復(fù)雜度過高，會(huì)帶來什么問題？（）A.系統(tǒng)響應(yīng)延遲，實(shí)時(shí)性下降B.控制精度提高C.系統(tǒng)資源消耗減少D.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)6、對(duì)于ROS中的機(jī)器人狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，以下哪種技術(shù)或工具能夠提供實(shí)時(shí)的可視化監(jiān)控界面？（）A.RVizB.GazeboC.MatplotlibD.Plotly。假設(shè)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度、速度、力矩等多個(gè)狀態(tài)參數(shù)，并在出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，上述哪個(gè)選項(xiàng)能夠以直觀和交互的方式展示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并說明如何進(jìn)行配置和使用7、對(duì)于ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)安全，以下哪種措施能夠有效地防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和控制？（）A.身份認(rèn)證B.數(shù)據(jù)加密C.訪問控制D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人系統(tǒng)涉及敏感信息和關(guān)鍵任務(wù)，需要采取一系列安全措施來保障系統(tǒng)的安全性和可靠性，上述哪些措施能夠共同發(fā)揮作用，有效地保護(hù)機(jī)器人操作系統(tǒng)，并說明其在ROS中的實(shí)現(xiàn)和配置方法8、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用開發(fā)時(shí)，需要將深度學(xué)習(xí)模型與ROS系統(tǒng)進(jìn)行集成。假設(shè)一個(gè)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物體識(shí)別模型需要在ROS中運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)環(huán)境中物體的識(shí)別。以下關(guān)于ROS與深度學(xué)習(xí)集成的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用ROS的消息傳遞機(jī)制將圖像數(shù)據(jù)傳遞給深度學(xué)習(xí)模型B.深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練可以在ROS系統(tǒng)內(nèi)部完成，無需外部工具C.訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型可以作為一個(gè)ROS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署和運(yùn)行D.可以使用ROS的參數(shù)服務(wù)器來存儲(chǔ)和管理深度學(xué)習(xí)模型的參數(shù)9、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人集群中，需要實(shí)現(xiàn)高效的編隊(duì)控制和協(xié)同運(yùn)動(dòng)。以下哪種控制策略和通信協(xié)議可能會(huì)被用于編隊(duì)控制？（）A.基于領(lǐng)航者-跟隨者的控制策略B.分布式一致性控制C.虛擬結(jié)構(gòu)法D.以上都有可能10、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制時(shí)，需要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄浴Ｒ韵履姆N加密和認(rèn)證方法能夠有效地保護(hù)通信內(nèi)容不被竊取和篡改？（）A.不進(jìn)行加密和認(rèn)證B.使用簡單的對(duì)稱加密算法C.采用公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）進(jìn)行加密和認(rèn)證D.依靠網(wǎng)絡(luò)防火墻進(jìn)行保護(hù)11、當(dāng)使用ROS開發(fā)一個(gè)具有多個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械臂控制程序時(shí)，需要考慮關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)控制策略。假設(shè)要求機(jī)械臂以高精度和穩(wěn)定性完成一系列復(fù)雜動(dòng)作，以下哪種控制方法可能最合適？（）A.開環(huán)控制，簡單但精度難以保證B.閉環(huán)PID控制，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的精度和穩(wěn)定性C.模糊控制，適用于模型不確定的系統(tǒng)，但調(diào)試?yán)щyD.以上控制方法效果相同，取決于具體應(yīng)用場景12、當(dāng)機(jī)器人在未知環(huán)境中探索時(shí)，需要同時(shí)構(gòu)建地圖和定位自身。以下哪種同時(shí)定位與地圖構(gòu)建（SLAM）算法在處理大規(guī)模環(huán)境和動(dòng)態(tài)障礙物時(shí)具有較好的性能？（）A.ORB-SLAMB.LSD-SLAMC.RTAB-MapD.KartoSLAM13、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，需要進(jìn)行地圖構(gòu)建。假設(shè)機(jī)器人工作在一個(gè)室內(nèi)環(huán)境中，以下哪種地圖表示方法較為合適？（）A.柵格地圖，簡單直觀但占用存儲(chǔ)空間較大B.拓?fù)涞貓D，能夠突出環(huán)境的結(jié)構(gòu)但細(xì)節(jié)不足C.特征地圖，對(duì)環(huán)境特征提取準(zhǔn)確但構(gòu)建復(fù)雜D.以上地圖表示方法都不合適，需要自定義地圖格式14、當(dāng)在ROS中開發(fā)機(jī)器人的導(dǎo)航功能時(shí)，以下哪種地圖表示方法常用于描述環(huán)境信息？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.特征地圖D.語義地圖。假設(shè)機(jī)器人需要在大型室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航，地圖需要同時(shí)包含空間布局和語義信息，上述哪種地圖表示方法能夠提供更全面和有效的導(dǎo)航支持，并解釋其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和生成方法15、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，常常需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃。假設(shè)要讓一個(gè)機(jī)械臂從一個(gè)起始位置移動(dòng)到一個(gè)目標(biāo)位置，同時(shí)避開障礙物。以下關(guān)于運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法的選擇，哪一個(gè)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用基于采樣的算法，如RRT（Rapidly-exploringRandomTree）算法，快速找到可行的路徑B.A*算法可以在有明確的代價(jià)函數(shù)時(shí)，找到最優(yōu)的路徑C.遺傳算法適用于復(fù)雜環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，但計(jì)算量較大D.所有的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法都能保證在任何情況下找到最優(yōu)的路徑，且計(jì)算效率相同二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的加密和認(rèn)證機(jī)制。2、（本題5分）ROS中的自主避障策略評(píng)估。3、（本題5分）ROS在皮革加工機(jī)器人中的作用。4、（本題5分）如何在ROS中創(chuàng)建一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)？三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在極地探險(xiǎn)中，機(jī)器人面臨極寒、大風(fēng)等惡劣條件。深入探討機(jī)器人操作系統(tǒng)在低溫適應(yīng)、能源管理、冰雪地形行走和遠(yuǎn)程通信方面的技術(shù)難點(diǎn)，分析操作系統(tǒng)如何保障機(jī)器人在極端環(huán)境下的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)回傳。2、（本題5分）ROS在機(jī)器人的食品包裝應(yīng)用中，如何實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的包裝操作和質(zhì)量檢測。請全面綜合分析ROS的包裝工藝控制、視覺檢測技術(shù)和生產(chǎn)效率提升策略。3、（本題5分）在礦山開采等危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境中，機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛。綜合分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在粉塵防護(hù)、防爆設(shè)計(jì)、地形適應(yīng)和設(shè)備故障預(yù)警方面的重要技術(shù)，探討如何通過操作系統(tǒng)保障機(jī)器人的安全運(yùn)行和高效作業(yè)。4、（本題5分）對(duì)于具有可變形結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，如軟體機(jī)器人，ROS在建模和控制方面面臨獨(dú)特的挑戰(zhàn)。請深入綜合分析ROS如何適應(yīng)這種特殊的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，以及在控制算法和軟件架構(gòu)上的創(chuàng)新需求。5、（本題5分）對(duì)于需要進(jìn)行精細(xì)操作的機(jī)器人，如微納操作機(jī)器人或微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人，研究機(jī)器人操作系統(tǒng)在高精度定位、觸覺反饋、微小力控制和實(shí)時(shí)圖像處理方面的關(guān)鍵技術(shù)。分析操作系統(tǒng)如何保障操作的準(zhǔn)確性和安全性，并探討其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用前景和限制。四、設(shè)計(jì)