南昌醫(yī)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與決策分析》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《機(jī)器學(xué)習(xí)與決策分析》2023-2024學(xué)年第二學(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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、ROS中的啟動(dòng)文件（LaunchFile）用于方便地啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的啟動(dòng)需要同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置一些全局參數(shù)。以下關(guān)于啟動(dòng)文件的描述，正確的是？（）A.啟動(dòng)文件只能以XML格式編寫(xiě)，語(yǔ)法復(fù)雜B.啟動(dòng)文件中不能包含條件判斷和循環(huán)語(yǔ)句C.可以在啟動(dòng)文件中指定節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行順序和依賴關(guān)系D.啟動(dòng)文件不能動(dòng)態(tài)修改節(jié)點(diǎn)的參數(shù)值2、ROS中的啟動(dòng)文件（LaunchFile）用于方便地啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)有多個(gè)相互依賴的節(jié)點(diǎn)需要啟動(dòng)，以下關(guān)于啟動(dòng)文件編寫(xiě)的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)命令都寫(xiě)在一個(gè)啟動(dòng)文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關(guān)節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)命令分組寫(xiě)在不同的啟動(dòng)文件中C.啟動(dòng)文件越簡(jiǎn)單越好，只啟動(dòng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)D.啟動(dòng)文件的編寫(xiě)方式對(duì)系統(tǒng)啟動(dòng)沒(méi)有影響3、在一個(gè)基于ROS的智能家居機(jī)器人項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)與家庭設(shè)備的互聯(lián)互通和場(chǎng)景自適應(yīng)控制。以下哪種技術(shù)和方法可能會(huì)被用于家庭集成和場(chǎng)景感知？（）A.物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和智能家居網(wǎng)關(guān)B.環(huán)境感知傳感器和場(chǎng)景識(shí)別算法C.個(gè)性化學(xué)習(xí)和自適應(yīng)控制策略D.以上都有可能4、當(dāng)使用ROS實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的語(yǔ)音交互功能時(shí)，以下哪種語(yǔ)音識(shí)別引擎和合成引擎較為常用？（）A.GoogleSpeechAPIB.MicrosoftSpeechSDKC.CMUSphinxD.BaiduSpeech。假設(shè)需要為機(jī)器人提供自然流暢的語(yǔ)音對(duì)話能力，能夠準(zhǔn)確識(shí)別用戶的語(yǔ)音指令并生成清晰的語(yǔ)音回復(fù)，上述哪個(gè)選項(xiàng)在與ROS的集成和性能方面表現(xiàn)更出色，并說(shuō)明其特點(diǎn)和使用方式5、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的力控制時(shí)，以下哪種傳感器常用于測(cè)量接觸力和力矩？（）A.六維力傳感器B.壓力傳感器C.扭矩傳感器D.應(yīng)變片傳感器。假設(shè)機(jī)器人需要在與環(huán)境或物體的交互中精確控制施加的力和力矩，上述哪種傳感器能夠提供更準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的力反饋信息，并說(shuō)明其工作原理和在ROS中的接口實(shí)現(xiàn)6、ROS中的狀態(tài)機(jī)（StateMachine）常用于描述機(jī)器人的行為邏輯。如果狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜且混亂，會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？（）A.邏輯難以理解，維護(hù)困難B.運(yùn)行效率提高C.資源消耗降低D.功能更強(qiáng)大7、在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的力控制時(shí)，如果力傳感器的精度不夠，會(huì)對(duì)控制效果產(chǎn)生什么影響？（）A.力控制不準(zhǔn)確，可能損壞物體或影響操作B.控制更穩(wěn)定C.系統(tǒng)自動(dòng)校準(zhǔn)力傳感器D.提高力控制的響應(yīng)速度8、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃需要考慮多種優(yōu)化目標(biāo)，如時(shí)間最短、能量消耗最小等。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要在滿足一定精度要求的前提下，盡可能減少運(yùn)動(dòng)時(shí)間。以下哪種優(yōu)化算法能夠有效地解決這個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題？（）A.遺傳算法B.模擬退火算法C.粒子群優(yōu)化算法D.以上算法均可9、在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要根據(jù)不同的農(nóng)作物和地形進(jìn)行作業(yè)。以下哪種方法可以提高機(jī)器人的適應(yīng)性？（）A.使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行自適應(yīng)控制B.預(yù)定義多種作業(yè)模式供選擇C.在線調(diào)整機(jī)器人的參數(shù)D.以上方法都可以10、ROS中的話題可以有多個(gè)發(fā)布者和訂閱者，這種特性被稱為（）（）A.多對(duì)多通信B.一對(duì)多通信C.多對(duì)一通信D.一對(duì)一通信11、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)參數(shù)？（）（）A.字典B.列表C.數(shù)組D.樹(shù)12、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)哪種方式進(jìn)行多線程編程？（）（）A.C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)多線程B.Python的threading模塊C.ROS的多線程機(jī)制D.以上都是13、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)之間的通信是通過(guò)話題（Topic）、服務(wù)（Service）和動(dòng)作（Action）等方式實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要實(shí)時(shí)獲取傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，以下關(guān)于通信方式選擇的描述，正確的是：（）A.由于需要實(shí)時(shí)性，應(yīng)選擇服務(wù)進(jìn)行通信，以確保數(shù)據(jù)的及時(shí)傳遞B.話題通信更適合這種場(chǎng)景，因?yàn)樗軌蛑С忠粚?duì)多的發(fā)布/訂閱模式C.動(dòng)作通信最適合，因?yàn)樗梢蕴峁┓答伜椭虚g結(jié)果D.以上三種通信方式效果相同，可以任意選擇14、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)機(jī)器人在具有多個(gè)障礙物的復(fù)雜環(huán)境中移動(dòng)時(shí)，需要實(shí)時(shí)規(guī)劃安全的路徑。以下哪種路徑規(guī)劃算法和碰撞檢測(cè)方法能夠滿足需求？（）A.快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)算法和基于距離的碰撞檢測(cè)B.人工勢(shì)場(chǎng)法和幾何碰撞檢測(cè)C.蟻群算法和模型碰撞檢測(cè)D.以上都有可能15、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人視覺(jué)處理時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行特征提取。假設(shè)要在不同光照和視角條件下準(zhǔn)確識(shí)別物體，以下哪種特征提取方法可能最有效？（）A.SIFT特征，具有尺度不變性但計(jì)算復(fù)雜度高B.HOG特征，對(duì)行人檢測(cè)效果好但對(duì)旋轉(zhuǎn)敏感C.ORB特征，計(jì)算速度快但魯棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取決于圖像質(zhì)量16、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的視覺(jué)伺服控制，即根據(jù)視覺(jué)反饋來(lái)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。以下哪種視覺(jué)特征和控制算法可能會(huì)被用于視覺(jué)伺服？（）A.基于圖像的特征和比例積分微分控制B.基于深度信息的特征和模型預(yù)測(cè)控制C.基于目標(biāo)跟蹤的特征和自適應(yīng)控制D.以上都有可能17、ROS中的參數(shù)調(diào)優(yōu)對(duì)于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。如果關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置過(guò)于保守，會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.系統(tǒng)性能無(wú)法充分發(fā)揮B.系統(tǒng)穩(wěn)定性提高C.資源消耗降低D.系統(tǒng)適應(yīng)性增強(qiáng)18、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的故障診斷和容錯(cuò)控制，需要監(jiān)測(cè)機(jī)器人的狀態(tài)和建立故障模型。以下哪種方法和技術(shù)可能會(huì)被用于故障診斷和容錯(cuò)？（）A.傳感器監(jiān)測(cè)和故障樹(shù)分析B.模型參考自適應(yīng)診斷和冗余設(shè)計(jì)C.基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障檢測(cè)和恢復(fù)策略D.以上都有可能19、當(dāng)在ROS中構(gòu)建機(jī)器人的感知系統(tǒng)時(shí)，以下哪種深度學(xué)習(xí)框架常用于處理圖像和點(diǎn)云數(shù)據(jù)？（）A.TensorFlowB.PyTorchC.Caffe2D.MXNet。假設(shè)需要讓機(jī)器人從復(fù)雜的環(huán)境數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)和識(shí)別物體、場(chǎng)景等信息，對(duì)模型的訓(xùn)練效率和推理速度有較高要求，上述哪個(gè)深度學(xué)習(xí)框架在與ROS的結(jié)合中能夠提供更出色的性能，并說(shuō)明其特點(diǎn)和在機(jī)器人感知中的應(yīng)用實(shí)例20、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，例如根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)整其行為策略。以下哪種機(jī)器學(xué)習(xí)方法和在線學(xué)習(xí)算法可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.強(qiáng)化學(xué)習(xí)B.在線監(jiān)督學(xué)習(xí)C.無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)D.以上都有可能21、在基于ROS的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)中，需要制定統(tǒng)一的代碼規(guī)范和開(kāi)發(fā)流程。假設(shè)團(tuán)隊(duì)成員具有不同的開(kāi)發(fā)習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)水平。以下哪種方式在確保代碼質(zhì)量和開(kāi)發(fā)效率方面最為有效？（）A.制定詳細(xì)的代碼規(guī)范文檔和培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)成員B.允許團(tuán)隊(duì)成員自由發(fā)揮，不做統(tǒng)一要求C.參考其他項(xiàng)目的代碼規(guī)范，不完全適應(yīng)本項(xiàng)目D.不制定代碼規(guī)范，后期統(tǒng)一修改22、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的跟蹤和預(yù)測(cè)。以下哪種方法和算法可能會(huì)被用于目標(biāo)跟蹤和預(yù)測(cè)？（）A.卡爾曼濾波和粒子濾波B.深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤和時(shí)間序列預(yù)測(cè)C.基于模型的預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)估計(jì)D.以上都有可能23、假設(shè)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)用于醫(yī)療康復(fù)的機(jī)器人，需要實(shí)現(xiàn)精確的力控制和柔順運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)患者的不同需求和身體狀況。以下哪種控制方法和傳感器可能會(huì)被用于力感知和控制？（）A.力傳感器和阻抗控制B.位置傳感器和力/位混合控制C.觸覺(jué)傳感器和自適應(yīng)控制D.以上都有可能24、ROS支持多種編程語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)團(tuán)隊(duì)中有不同編程背景的開(kāi)發(fā)者，需要選擇一種語(yǔ)言來(lái)統(tǒng)一開(kāi)發(fā)ROS應(yīng)用，以確保代碼的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。以下哪種編程語(yǔ)言在ROS開(kāi)發(fā)中通常被認(rèn)為具有這些優(yōu)勢(shì)？（）A.C++B.PythonC.JavaD.由開(kāi)發(fā)者自行選擇喜歡的語(yǔ)言25、在基于ROS的機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，包括傳感器數(shù)據(jù)、機(jī)器人狀態(tài)信息和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。假設(shè)數(shù)據(jù)量巨大，并且需要支持快速查詢和分析。以下哪種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理方案最適合這種需求？（）A.使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，如MySQLB.采用分布式文件系統(tǒng)，如HDFSC.利用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，如MongoDBD.將數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在本地文件中26、ROS中的機(jī)器人導(dǎo)航功能需要考慮環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，例如行人的移動(dòng)或其他障礙物的突然出現(xiàn)。為了使機(jī)器人能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)這些動(dòng)態(tài)變化，以下哪種導(dǎo)航策略和算法的改進(jìn)最為關(guān)鍵？（）A.引入實(shí)時(shí)的環(huán)境感知和動(dòng)態(tài)路徑重規(guī)劃B.增加導(dǎo)航的預(yù)測(cè)時(shí)間和提前規(guī)劃路徑C.保持原有的導(dǎo)航算法，不做任何改進(jìn)D.隨機(jī)選擇新的路徑27、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿著一條特定的路徑移動(dòng)，需要精確控制其速度和位置。以下哪種ROS功能包或工具最適合用于此任務(wù)？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF28、在基于ROS的機(jī)器人視覺(jué)SLAM（同時(shí)定位與地圖構(gòu)建）系統(tǒng)中，以下哪種特征提取算法常用于提高地圖的準(zhǔn)確性和魯棒性？（）A.SIFT（Scale-InvariantFeatureTransform）B.SURF（SpeededUpRobustFeatures）C.ORB（OrientedFASTandRotatedBRIEF）D.以上算法都可能適用29、在基于ROS的機(jī)器人協(xié)作搬運(yùn)任務(wù)中，如果機(jī)器人之間的負(fù)載分配不均勻，可能會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題？（）A.部分機(jī)器人過(guò)載，任務(wù)失敗B.搬運(yùn)效率提高C.機(jī)器人自動(dòng)調(diào)整負(fù)載D.系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)30、在ROS中，機(jī)器人的通信協(xié)議選擇對(duì)系統(tǒng)性能有一定影響。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)需要在高帶寬和低延遲的要求下進(jìn)行通信。以下關(guān)于ROS通信協(xié)議的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.TCP協(xié)議適合于對(duì)數(shù)據(jù)可靠性要求高，但對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)景B.UDP協(xié)議適合于實(shí)時(shí)性要求高，但可以容忍一定數(shù)據(jù)丟失的場(chǎng)景C.在ROS中只能使用TCP或UDP協(xié)議，不能使用其他自定義協(xié)議D.可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的通信協(xié)議或結(jié)合使用二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)使用ROS的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片維修機(jī)器人系統(tǒng)，負(fù)責(zé)檢查和修復(fù)葉片損傷。全面分析ROS在高空強(qiáng)風(fēng)環(huán)境應(yīng)對(duì)、葉片損傷定位、維修材料攜帶以及作業(yè)安全保障方面的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2、（本題5分）ROS在教育機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多，有助于學(xué)生更好地理解機(jī)器人技術(shù)。請(qǐng)深入綜合分析ROS為教育機(jī)器人提供的編程接口和教學(xué)資源的特點(diǎn)，以及如何利用ROS培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)器人編程和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。3、（本題5分）在建筑施工場(chǎng)地，機(jī)器人參與砌磚、焊接等工作。仔細(xì)分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在施工精度控制、材料搬運(yùn)管理、施工進(jìn)度協(xié)調(diào)和安全保障方面的技術(shù)挑戰(zhàn)，討論如何通過(guò)優(yōu)化操作系統(tǒng)提高建筑施工的質(zhì)量和效率。4、（本題5分）隨著人工智能技術(shù)的融合，ROS在機(jī)器人的自主學(xué)習(xí)和決策能力方面有了新的發(fā)展。請(qǐng)深入綜合分析ROS如何集成深度學(xué)習(xí)框架，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)環(huán)境的自主理解和適應(yīng)性決策，以及在訓(xùn)練和部署模型過(guò)程中面臨的計(jì)算資源需求和優(yōu)化問(wèn)題。5、（本題5分）對(duì)于水下機(jī)器人，其工作環(huán)境復(fù)雜且危險(xiǎn)。深入分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在水壓適應(yīng)、通信保障、水下視覺(jué)處理等方面的關(guān)鍵技術(shù)，以及如何確保水下機(jī)