机器人学导论第4版课后答案第五章
人工智能导论第四版课后答案
人工智能导论第四版课后答案1.作为计算机科学的一个分支，人工智能的英文缩写是（）。
AI2. 人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门交叉科学，它涉及（ D）。
A. 自然科学B. 社会科学C. 技术科学D. A、B 和 C3. 人工智能定义中的“智能”，涉及到诸如（ A）等问题。
A. B、C 和 DB. 意识C. 自我D. 思维4. 下列关于人工智能的说法不正确的是（ C ）。
A. 人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。
B. 人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。
C. 自 1946 年以来，人工智能学科经过多年的发展，已经趋于成熟，得到充分应用。
D. 人工智能不是人的智能，但能像人那样思考，甚至也可能超过人的智能。
5. 人工智能经常被称为世界三大尖端技术之一，下列说法中错误的是（B ）。
A. 空间技术、能源技术、人工智能B. 管理技术、工程技术、人工智能C. 基因工程、纳米科学、人工智能D. 人工智能已成为一个独立的学科分支，无论在理论和实践上都已自成系统6. 人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系。
从思维观点看，人工智能不包括（ A）。
A. 直觉思维B. 逻辑思维C. 形象思维D. 灵感思维7. 强人工智能强调人工智能的完整性，下列（C ）不属于强人工智能。
A. （类人）机器的思考和推理就像人的思维一样B. （非类人）机器产生了和人完全不一样的知觉和意识C. 看起来像是智能的，其实并不真正拥有智能，也不会有自主意识D. 有可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器8. 被誉为“人工智能之父”的科学大师是（D ）。
A. 爱因斯坦B. 冯·诺依曼C. 钱学森D. 图灵9. 电子计算机的出现使信息存储和处理的各个方面都发生了革命。
下列说法中不正确的是（ C）。
A. 计算机是用于操纵信息的设备B. 计算机在可改变的程序的控制下运行C. 人工智能技术是后计算机时代的先进工具D. 计算机这个用电子方式处理数据的发明，为实现人工智能提供了一种媒介10. Wiener 从理论上指出，所有的智能活动都是（A ）机制的结果，而这一机制是有可能用机器模拟的。
计算机科学导论(第4版)习题答案-第5、6章
第5章算法与复杂性习题一、选择题1. B2. D3. C4. A5. B6. B7. D8.B9.C 10.A11.A 12.C 13.A 14.A二、简答题1．什么是算法，算法的特性有哪些？答：“算法(Algorithm)是一组明确的、可以执行的步骤的有序集合，它在有限的时间内终止并产生结果”。
算法的特性有：(1) 有穷性(可终止性)：一个算法必须在有限个操作步骤内以及合理的有限时间内执行完成。
(2) 确定性：算法中的每一个操作步骤都必须有明确的含义，不允许存在二义性。
(3) 有效性(可执行性)：算法中描述的操作步骤都是可执行的，并能最终得到确定的结果。
(4) 输入及输出：一个算法应该有零个或多个输入数据、有1个或多个输出数据。
2．什么是算法的时间复杂度和空间复杂度，如何表示？答：时间复杂度是与求解问题规模、算法输入相关的函数，该函数表示算法运行所花费的时间。
记为，T(n)，其中，n代表求解问题的规模。
算法的空间复杂度(Space complexity)度量算法的空间复杂性、即执行算法的程序在计算机中运行所占用空间的大小。
简单讲，空间复杂度也是与求解问题规模、算法输入相关的函数。
记为，S(n)，其中，n代表求解问题的规模。
时间复杂度和空间复杂度同样，引入符号“O”来表示T(n)、S(n)与求解问题规模n之间的数量级关系。
3．用图示法表示语言处理的过程。
答：语言处理的过程如图所示：4．简述算法设计的策略。
答：作为实现计算机程序实现时解决问题的方法，算法研究的内容是解决问题的方法，而不是计算机程序的本身。
一个优秀的算法可以运行在比较慢的计算机上，但一个劣质的算法在一台性能很强的计算机上也不一定能满足应用的需要，因此，在计算机程序设计中，算法设计往往处于核心地位。
要想充分理解算法并有效地应用于实际问题，关键是对算法的分析。
通常可以利用实验对比分析、数学方法来分析算法。
实验对比分析很简单，两个算法相互比较，它们都能解决同一问题，在相同环境下，一般就会认为哪个算法的速度快这个算法性能更好。
机器人学导论第五章
ω
写出例5.3中的雅克比矩阵 由例5.3的结果 式（5-55）可写出坐标系{3} 的雅克比表达式
3
l1s2 J θ l1c2 l2
0 l2
（5-66）
式（5-57）可写出坐标系{0}的雅克比表达式
3
- l1s1 l2 s12 J θ l1c1 l2c12
雅克比矩阵的定义为
建立连杆坐标系，图5-11为施加在连杆i 上的静力和静力矩（重力除外）。将这 些力相加并令其和为0，有
图5-11单连杆的静力和静力矩的平衡关系
将绕坐标系{i}原点的力矩相加，有 如果我们从施加于手部的力和力矩的描述开始，从 末端连杆到基座进行计算就可以计算出作用于每一 个连杆上的力和力矩。将以上两式重新整理，以便 从高序号连杆向低序号连杆进行迭代求解。结果如 下
例5.3 图5-8所示是具有两个转动关节的操作 臂.计算出操作臂末端的速度，将它表达成操作 臂末端的函数。给出两种形式的解答，一种是 用坐标系{3}表示，一种是用坐标系{0}表示。
图5-8两连杆操作臂
图5-9两连杆操作臂的坐标系布局
首先将坐标系固连在连杆上，计算连杆变换如 下
c1 s 1 0 T 1 0 0 s1 0 0 c1 0 0 0 1 0 0 0 1
机器人学导论
第五章 静力和速度
——新疆大学机械工程学院
第五章 速度和静力
概述 在本章中，我们将机器人操作臂的讨论扩展到静 态位置问题以外。我们研究刚体线速度和角速 度的表示方法并且运用这些概念去分析操作臂 的运动。我们将讨论作用在刚体上的力，然后 应用这些概念去研究操作臂静力学应用的问题。 关于速度和静力的研究将得出一个称为操作臂雅 克比的实矩阵。
机器人等级考试4级第五章
}
else{
pause();
}
}
5
（1）定义反应距离30cm
（2）设置反应的范围值为20-40cm，共20cm
（3）当超声波检测的距离在20 cm和40 cm之间时，小车自动跟随功能启用。 自动跟随小车流程图如图5-4所示。
5-4自动跟随小车流程示意图
（4）通过超声波传感器获取当前的距离，保存在全局变量dist中。
第五章 自律型自动跟随小车
日常生活中，“机器人频繁出现在我们的视野中，在你心目中机器人是什么样子呢？你有没有思考过什么是机器人呢？本章我们先了解机器人的基本知识。ABB机器人示意图如图5-1所示。
图5-1ABB机器人
5.1基本概念
机器人(ROBOT)是能自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序。它的任务是协助或取代人类工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人的分类没有一个统一的标准，有的按负载重最分类，有的按控制方式分类，也有的按照自由度分类等等。
2.动作与结构
动作与结构是机器人对外界变化做出反应的机构。这个过程和传感器工作的过程相反，是将电信号转换成相应的物理量。 其不但可以将电信号转换为声、光，还可以转换为动能、势能、磁能。
机器人的表现出来的动作与外围的机构件有非常紧密的联系，这些结构件通常体现为以下几种形式：杠杆、连轴、凸轮、皮带和齿轮等。不同的结构件所表现出的动作有很大的差异，比如同样是电机转动的动作，配合相应的凸轮机构就能表现为直线运动，配合齿轮机构就能表现为加速或减速的圆周运动。
闭环控制是当控制系统接收一个输入量后，对输出量进行检测，计算实际输出结果和目标输出结果之间的偏差，并将计算偏差通过某种途径变换后反馈回输人端，以抑制内部或外部扰动对输出量的影响，称为闭环控制系统，如图5-3所示。 例如导弹发射，导弹发射后，导弹的控制系统会根据对目标的偏差，实时修正导弹的姿态，力争命中目标。
智慧树答案机器人技术导论知到课后答案章节测试2022年
第一章1.行走机构并不是机器人必备的机构。
（）答案:对2.机器人的驱动系统的作用相当于人的肌肉。
( ) 答案:对3.液压驱动系统运动平稳缓慢，驱动功率大并且易于实现过载保护。
( )答案:对4.气压驱动机器人结构简单、动作迅速、价格低廉。
( )答案:对5.气压驱动机器人的工作速度稳定性较差。
( )答案:对6.外部状态传感器可以检测机器人各关节速度和机体温度。
( )答案:错7.控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号来控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。
( ) 答案:对8.机器人的内部传感器“陀螺仪”可以测量物体旋转时的角速度。
( )答案:对9.在机器人的控制系统中，集中控制方式结构简单，成本低，但实时性差，难以扩展。
( )答案:对10.机器人控制系统按其控制方式分类可分为（）答案:主从控制;集中控制;分散控制方式。
第二章1.机械钳爪式手部按夹取的方式不同，可分为内撑式和外夹式两种（）答案:对2.全向轮的小轮毂运动轴线垂直于中心轮的运动轴线。
（）答案:对3.直流电动机的转速控制方法可以分为调节励磁磁通的励磁控制方法，调节电枢电压的电枢控制。
（）答案:对4.足式行走机构对环境有很强的适应性, 可以在复杂的自然环境中快速移动，翻越障碍物。
（）答案:对5.PID控制器中P为比例控制、I为积分控制、D为微分控制。
( )答案:对6.电池是指能将化学能、内能、光能、原子能等形式的能直接转化为电能的装置。
( )答案:对7.履带式行走机构稳定性好、越野能力和地面适应能力强。
( )答案:对8.依据机械臂在空间中的运动形式，将所建立的运动坐标系可划分为（）答案:直角坐标系型;;球面坐标系型;;圆柱坐标系型;9.履带机构主要由哪些部分构成( )答案:履带板;托带轮;主动轮;从动轮10.足式机构的优点有（）答案:自恢复平衡s性;能耗低;环境适应能力强;具有主动隔振的能力第三章1.内部传感器来监测自身情况，外部传感器来监测外部环境。
机器人学_第五讲 微分运动和速度
• 微分变换 -一组平移和旋转共同组成。
4
第五讲 2 坐标系的微分运动
• 微分旋转
定义：绕x,y,z轴的微分转动分别为δx, δy, δz。
由于旋转量很小，近似等式有：
sinx x
弧度
cosx 1
1
Rot(x,x) 0
0 0
0 1
x
0
0
x
1 0
0 0
Rot( y,y)
1 0
0 1
y
0
0 1 0 0
y
0 1 0
0
1
0 Rot(z,z) z
0
0
1
0
z
1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
注意：这里 1 (x)2 1 违反了单位方向向量的要求，但是，高阶微分项 ( x)2可以看做忽略不计，所以依旧可以认为是满足的。
T
Tz
Ty
0
Tx
Tx T dy
0 T dz
0 0 0 0
其中：
Tx n
Ty o
Tz a
Tdx n p d Tdy o p d Tdz a p d
14
第五讲 3 雅克比矩阵定义
雅克比（Jacobian）矩阵：表示机械臂末端速度和各 个关节速度之间的关系。 对于在三维空间中运行的具有6个关节的机器人有：
dT代表什么？
还记得不？
dT T T T
注意：下面的左右乘的区别，依旧是绝对左乘，相对右乘
13
第五讲 2 坐标系的微分运动
• 坐标系之间的微分变换
由于两者都是描述坐标系在固定参考坐标系中的相同变化，
机器人导论参考答案
0.1 简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。
答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。
1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。
2.机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。
3.机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。
4.机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。
0.2工业机器人与数控机床有什么区别？答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链；2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统；3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。
4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。
0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。
答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。
重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。
工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。
承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。
0.6什么叫冗余自由度机器人？答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
0.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作范围（画图时可以设L2=3cm ）。
1.1 点矢量v 为]00.3000.2000.10[T，相对参考系作如下齐次坐标变换：A=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--100.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0写出变换后点矢量v 的表达式，并说明是什么性质的变换，写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。
人工智能导论课后答案第四版
人工智能导论课后答案第四版1、在机器学习中，机器可以自行通过样本总结规律，不需要人工干预，就可以总结规律的方向以及参数的维度。
[判断题] *对错(正确答案)2、知识图谱已经成为推动人工智能发展的唯一核心驱动力。
[判断题] *对错(正确答案)3.快递无人车配送主要是根据雷达控制、GPS定位、图像识别、路径规划、道路监控来实现快递车的运行及环境感知。
[判断题] *对(正确答案)错4. 无人机航拍主要利用遥感操控平台。
[判断题] *对(正确答案)错5.惯性导航系统测量运动载体的线加速度和角速率数据，再对这些数据对距离进行微分运算。
[判断题] *对错(正确答案)6. 全局路径规划的主要规划内容是避免碰撞和保持安全距离。
[判断题] *对错(正确答案)7.2010年美国颁布了以IEEE802.11P作为底层通信协议和以IEEE1609系列规范作为高层通信协议的V2X网联通通信标准。
[判断题] *对(正确答案)错8. 无人车自主避障的第一阶段是规划合理路线。
[判断题] *对错(正确答案)9.三维自动目标识别（ATR）是指从三维成像的传感器数据中自动检测并识别目标。
[判断题] *对(正确答案)错10. 无人船分为自主无人船、非自主无人船两种。
[判断题] *对错(正确答案)1、现阶段的机器感知是计算机通过（）来辨别周围世界。
*A. 图像(正确答案)B. 声音(正确答案)C. 感觉D. 信息2、图像识别经历的阶段有（） [单选题] *A. 文字识别B. 数字图像处理C. 识别、物体识别D. 以上都是(正确答案)3、机器学习包括（） *A. 监督学习(正确答案)B. 无监督学习(正确答案)C. 半监督学习(正确答案)D. 强化学习(正确答案)4、模式识别的主要目标就是（） [单选题] *用计算机来模拟人的各种识别能力(正确答案)用语言来模拟人的各种识别能力用机器来模拟人的各种识别能力用感觉来模拟人的各种识别能力5、图像识别是指利用计算机对图像进行（） [单选题] *分析、解决、感受处理、分析、理解(正确答案)认知、感受、分析6、( )是以数字图像处理与识别为基础并结合人工智能、系统学等学科的研究,其研究成果被广泛应用在各种工业及探测机器人上。
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机器人学导论第4版课后答案第五章在机械传动的系统中，摩擦是必不可少的。
利用这种摩擦进行制动器运动和驱动传动，可使机械传动系统中的齿轮保持不变。
此外，通过磨擦还可产生机械震动和压力。
如果使驱动元件和传动件在轴上接触而摩擦时产生了热量，则会引起零部件上的油质过氧化，同时因摩擦带来的热量也会被传递到空气中去，这就是所谓的油氧化反应。
油氧化反应发生时产生各种化学作用和物理效应，如：油脂氧化、氧自由基分解以及其他一些化学反应。
为了降低能源消耗，人们就利用电磁铁等辅助设备进行电机和直流电弧的电磁场传播及热能的传递。
同时使用电动机带动机械装置实现制动与转动（用滚动轴承代替齿轮驱动机械装置）、滑动变速等过程。
(1)润滑在机械传动系统中的作用
润滑是机械传动系统得以正常运行和保证精度的重要保证，也是重要的节能措施。
在机械传动系统中，一般可分为两种类型：①摩擦式：利用轴承上的油脂润滑滚动轴承运转的方法；②滑动式：利用滑动轴承外圈与滚珠之间的摩擦力来驱动运转。
摩擦式与滑动轴承摩擦力大，但传动精度高。
滑动式以滑动轴承为轴心轴向进行传动，由于摩擦产生的热量可传递到空气中去。
滑动式利用液体润滑元件代替了滚动轴承；滑动式同时也由润滑元件代替了滑动轴承和滚珠轴承。
(2)根据润滑与传热的关系，将滑动变速法分为()。
A.摩擦-传热：利用润滑系统中摩擦材料不产生热量，仅在零件表面形成均匀温润的油膜以增加润滑强度。
B.电弧摩擦：利用电弧来能量传递。
C.电磁力摩擦：利用电磁力来改变电动机的转速使其不停转动（转）。
D.机械滑动变速法：利用机械滑动来改变电动机和负载之间的转速。
【答案】 B 【解析】根据润滑与传热关系，将滑动变速法分为摩擦-传热-滚动-制动-滑动变速法）。
故本题选 B.。
本题中轴承润滑与传热均起到传热传质等作用，因此不属于滑动变速法。
(3)下面我们来具体介绍一下摩擦原理中的摩擦现象是怎样发展来的：
早在18世纪，英国天文学家便发现了太阳系的中心——日心在东偏南方向上移动得很快的现象，这被认为是太阳系诞生时一个重要的物理现象。
18世纪70年代初开始研究日心相对运动现象后，人们在太阳系内发现了一系列与日心相对运动有关的物体，它们被称为“行星”或“行星对”。
行星对最初形成于日心西偏南方向上。
在当时这一现象是一种极为普遍和罕见、且没有什么好解释的现象——日心相对运动现象本身并没有什么价值。
直到19世纪80年代中期，人们才发现行星对运动中出现了一些规律：它们之间存在着很大差异；行星对没有任何规律可循。
然而直到20世纪20年代末和30年代初，人们才开始把它作为行星对研究对象进行了研究工作。
此外，在20世纪初发生了一系列新现象：诸如行星对、行星与星系内小天体等现象越来越普遍起来；一些被称作是“新现象”和“新理论”中涉及这一类问题范围越来越大；有关它们之间有联系或相关联现象也逐渐被发现出来。
例如在关于行星对作出类似事件时会出现以下两种结论：第一种结论指出：与大天体相互联系的行星对是存在于太阳系中发生这类现象之一；第二种则认为：该现象不属于日心所引起。
那么如何理解上述新方法及这些新概念？
(4)下面我们介绍摩擦学在机器人工作过程中所起到的作用。
A.摩擦学在机器人工作过程中起到的作用包括两个方面：
B.可以使齿轮不转动；
C.可以防止零件、部件之间过粘（例如在齿轮之间施加一个力);
D.使机器系统达到静止状态（例如机器能自己行走)(图2-8)。
机械元件与其配合面之间有足够量以防止相互摩擦和粘结造成零件损坏。
因此摩擦学在机械传动系统中具有重要作用。
(5)根据摩擦原理，要设计正确、合理、结构合理的传动机构，就必须进行合理的选型和设计。
所谓传动系统的选型和设计，就是将一个机构作为多种机构的组合体，根据传递功率需要确定输出转速的大小。
因此，必须有一定的传动结构，使传递功率最大化，且不会产生轴向力及冲击.由于摩擦对运动状态具有严格的限制作用，因此选用合适的传动结构是十分重要的一方面。
但根据传递功率与传递时间关系可分为线性、非线性和不对称式三种类型。
对于线性传动结构如矩形传动等来说，其输入速度与传动齿轮个数有关。
即输出速度为齿轮个数乘以所对应位置上的转矩。
非线性结构由于具有复杂的非平稳运动状态和较大的摩擦力、高噪声以及高负载时较差的效率和较小的热膨胀系数，因此其设计是十分困难和复杂的。