Font size
Worksheets复习考第1章：机器人的认识与运用
Total questions: 18
Worksheet time: 35mins
机器人（robot）的定义涉及多个学科和不同的应用场景。根据不同的分类方式，以下哪一项最全面地概括了机器人的多样性，同时避免了狭隘的定义限制？
机器人是一种能够模拟人类或其他生物行为的机械装置，主要用于模仿生物特征，如机器狗或仿生机器人，只有具备类似生物的外形或行为才能称为机器人。
机器人是一种机电一体化系统，能够通过计算机程序或电子电路进行控制，以自动化执行任务，通常适用于工业生产、医疗、服务等领域，但必须依赖人类的直接操作。
机器人是一个结合了机电一体化、计算机科学、人工智能、控制理论和仿生学的自主或半自主系统，涵盖从工业机器人到拟人机器人、群体机器人、纳米机器人等多种形式。
机器人是一种未来科幻技术的概念，尽管现代工业已有自动化设备，但真正的机器人必须具备自我意识和完全自主决策能力，才能称得上是机器人。
关于 DeepSeek 是否可以被视为“仿生机器人”，不同角度可以得出不同结论。以下哪一项是最合理的判断？
是机器人，因为它能够自主处理复杂任务，类似于自动化系统，且可以进行推理和生成文本。
不是机器人，因为它无法通过传感器感知环境，也不能直接与现实世界交互。
不是机器人，因为它本质上是一个软件系统，仅能基于数据进行语言处理，而不具备自主执行物理任务的能力。
是机器人，因为在某些应用场景下，DeepSeek 可以嵌入到机器人系统中，与物理硬件协同工作。
在讨论人工智能（AI）与机器人的关系时，以下哪一项最准确地描述了它们之间的区别？
人工智能是机器人的核心组成部分，所有机器人都必须具备人工智能才能被称为机器人。
人工智能是使机器人具备智能行为的技术，但并非所有机器人都需要具备人工智能。
机器人是人工智能的一个子集，所有人工智能系统都可以被视为机器人。
人工智能和机器人是完全不同的领域，彼此之间没有任何交集。
在未来的科技发展中，以下哪一项最有可能成为机器人技术的主要趋势？
机器人将变得更加复杂，以至于人类将无法理解其工作原理。
机器人将仅限于工业应用，无法进入家庭和服务领域。
机器人将与人类协作，增强人类的工作效率和生活质量。
机器人将完全取代人类在所有工作中的角色，导致失业率上升。
在评估机器人技术的伦理问题时，以下哪一项是最重要的考虑因素？
机器人的设计和使用必须遵循法律法规，以确保安全和合规。
机器人应具备自我意识，以便能够做出道德决策。
机器人技术的开发应优先考虑经济利益，而非社会影响。
机器人应被赋予与人类相同的权利，以确保公平对待。
图1：机器人专利图
1954年，机器人发明者为其申请如图1所示的专利，该专利于1961年获得批准（美国专利第2,988,237号）。这项专利的开头是：“本发明涉及机械的自动操作（特别是处理装置），以及适用于这种机械的自动控制装置。”
试填写该机器人在如图1所示的专利上所注册的英文名字。
(a)
关于机器人技术的发展，以下哪项是正确的？
乔治·德沃尔（George Devol）发明了第一个完全自主的智能机器人。
该机器人是首个由计算机控制的数字自动机，并于 1961 年被用于工业生产。
机器人技术的发展主要依赖于机械工程，电子学对其发展没有关键性影响。
机器人在执行任务时可能带来的风险主要包括以下哪些方面？
在发展中国家，机器人由于技术水平较低，无法执行高精度任务，因此不会对工人安全产生影响。
初期使用机器人会增加意外发生的风险，尤其是在研发和操作经验不足的情况下。
机器人能够执行极端环境任务，如深海探索，在危险环境中的使用不会有任何风险。
机器人完全可以取代人类在所有工业岗位上的工作，消除人类在工作场所的安全风险。
关于机器人对社会的影响，下列说法中最准确的是？
机器人技术的发展不会影响就业，因为它们仅限于执行重复性任务。
机器人在战争中被应用，这带来了伦理问题，使得社会对其角色产生担忧。
随着机器人的普及，社会上对它们的看法趋于正面，且所有国家都完全接受机器人的应用。
机器人的应用仅限于工业生产领域，其他领域不会受到影响。
机器人执行任务的能力主要受到哪些因素的影响？
机器人是否具备足够的自主性以及是否能在不同环境下适应任务要求。
机器人的执行能力仅依赖于其机械结构，软件和计算机控制技术并不重要。
机器人只需具备无线遥控功能，就能在任何极端环境中独立完成所有任务。
机器人在外太空或深海执行任务时，可以完全依赖人类远程操控，无需任何自主决策能力。
填空题：根据以下机器人发展史，试填妥适当答案于对应号码内。
随着工业技术的不断进步，特别是机械技术的发展，自动化装置、遥控 和 （1）技术逐渐成熟。同时，（2）的发展也极大地推动了机器人技术的进步。
在 1948 年，英国科学家 （3）发明了第一个 （4），这一发明标志着自动化领域的重要突破。随后，在 1954 年，另一位发明家 （5）设计出了世界上第一个 （6），并将其命名为 （7）。
这一革命性的设备最终在 1961 年被出售给 （8）公司，并投入到位于 （9）州的一家工厂中，主要用于 （10）过程，从而大大提高了生产效率。
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（1）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（2）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（3）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（4）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（5）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（6）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（7）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（8）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（9）于此处。
(a)
试结合资料及机器人发展史，填妥答案（10）于此处。
(a)
在一个复杂的机器人系统中，控制器、传感器和执行器协同工作以完成特定任务。假设某款自主移动机器人使用 rero:micro 作为核心控制器，并配备了以下组件：
- 激光传感器（Laser Sensor） 用于测距和地图构建
- 加速度计和陀螺仪（IMU） 用于监测运动状态
- 伺服电机（Servo Motors） 用于控制轮子和机械臂
在执行自主导航任务时，机器人遇到了以下问题：
- 在狭窄通道中，激光传感器的数据不稳定，导致机器人无法正确定位
- 机器人在高速行驶时容易发生漂移，路径偏离规划轨迹
- 在某些情况下，机械臂抓取物品时出现震动，导致抓取失败
请问以下哪种优化方案最有可能同时改善上述三个问题？
提升控制器的计算能力，使用更高效的数据融合算法，以提高传感器数据的实时处理精度
增加超声波传感器，用于辅助激光传感器，以改善狭窄环境下的测距稳定性
升级惯性测量单元（IMU），并结合更高级的运动补偿算法，以减少高速运动中的漂移
使用更高精度的伺服电机，并优化控制算法，以减少机械臂的震动，提高抓取成功率
图2：Microbit结构
图2为由英国广播有限公司（BBC）所发行的Microbit控制器背面结构。根据图2，回答下列问题。
在 Micro:bit v2 的背面，哪一个组件号码的主要功能是存储和执行程序？
2
10
11
15
Micro:bit 背面的 金手指（Edge Connector） 共有多少个物理连接点？
5 个主要 I/O 引脚
15 个主要 I/O 引脚
19 个主要 I/O 引脚
25 个主要 I/O 引脚
Micro:bit 背面带有一个专门的结构（15），它的作用是什么？
清除所有程序并恢复出厂设置
让 Micro:bit 重新启动但不删除代码
进入低功耗模式
开启引导程序以刷入新固件
Micro:bit 背面结构与功能整合
Micro:bit v2 背面集成了多个关键组件，使其具备强大的交互和通信能力。假设你正在设计一个“环境感知与无线交互系统”，它能够：
检测环境声音，当噪音过大时，Micro:bit 会自动点亮 LED 提示用户。
测量周围温度，并在温度异常时通过无线广播向另一块 Micro:bit 发送警告信息。
通过触摸输入激活特定功能，例如当用户触摸某个引脚时，设备会改变无线广播的频道。
在低功耗模式下运行，以延长电池使用时间。
为了实现上述功能，你需要正确选择 Micro:bit 背面的哪些结构？（多选）
2
12
1
8
5
超声波传感器的核心部件是 压电晶片（Piezoelectric Crystal），它通过 压电效应 产生和接收超声波。以下哪种描述是正确的？（多选）
压电晶片在外加电场作用下会产生机械形变，从而发射超声波
超声波的频率通常在 20Hz 以上，因此可被人耳听到
反射回来的超声波被接收晶片转换为电信号，通常需要放大后才能处理
超声波在空气中的传播速度与温度无关
假设你正在设计一个 智能停车系统，希望使用超声波传感器检测车位是否被占用，以下哪种超声波传感器的结构类型最适合？
如图3所示，某工地正在测量一面墙的高度，测量员使用超声波传感器向上发射超声波，并测量返回时间来计算墙的高度。已知声速为340米每秒，超声波单程时间为29毫秒，测量员站在地面，超声波传感器固定在地面上，与墙壁相隔5.6米。请计算墙的高度并取两位有效数字表示答案（单位：厘米）。
(a)
在某次超声波测距实验中，传感器发出的超声波在 T=8.76 毫秒后被接收到，已知空气中的声速 C 受温度影响而变化。在标准常温（25°C）下，空气中的声速约为 346.3 ms−1 。然而，在实验环境中，室温略低于标准温度，导致声速实际降低了 1.2% 。请计算该环境下测得的物体距离，并选出最接近的答案：
1.30米
1.40米
1.50米
1.60米
某海底采矿设备需要在深海高压（5000m水深）和极寒环境（-2°C）下运行，且在缺乏空气供应的环境下仍能稳定工作。考虑到深海设备的可维护性和能源来源，以下哪种执行器最合适？
气动执行器（Pneumatic Actuator）
液动执行器（Hydraulic Actuator）
电动执行器（Electric Actuator）
磁流体执行器（Magnetohydrodynamic Actuator）
某科研团队正在开发一款仿生四足机器人，用于探索极端地形（如月球表面或火山口）。该机器人需要能够适应崎岖地形（实时调整姿态）、具备精确运动控制（平衡保持和动态步态调整）、必须在低温低压环境（如外星表面）正常工作、以及高效能量转换。在该情况下，最适合该机器人的执行器方案是？
纯电动执行器（Electric Actuator）
电-液混合执行器（Electro-Hydraulic Actuator）
纯气动执行器（Pneumatic Actuator）
形状记忆合金（Shape Memory Alloy, SMA）驱动系统
在长期使用 锂离子电池 供电的机器人时，以下哪种行为最容易导致电池寿命缩短或损坏？（多选）
每次使用后都将电池完全放电至 0% 再充电
仅在电池低于 10% 时充电
在高温环境（>50°C）下充电
进行部分充电（如 20%-80% 之间）
一款使用如图4所示的电池的机器人需要优化电源管理，以提升续航时间。以下哪种方法最不可能有效延长续航？
降低电机的工作电压，以减少能耗
采用 PWM（脉冲宽度调制） 控制电机速度
选择更高 mAh 容量的电池，以提供更多能量
在机器人待机时，让电池保持高负载运行
图5 微型控制器结构
图5为微型控制器睿睿微型机器人（rero: micro）的结构组成部分图。根据图5，回答下列问题。
在某次实验中，机器人突然停止运行，并且 LED 指示灯熄灭，但电池仍然有电。当实验员尝试 连接 USB 线进行充电 时，LED 指示灯仍然不亮。可能的故障原因是什么？
(C) 失效，同时 (2) 也损坏
(1) 故障，同时 (3) 失效
(5) 故障，同时 (6) 发生短路
(10) 故障，同时 (12) 短路导致系统关机
一个团队希望设计一个 智能机器人，它能够在 按下 (4) 后，启动 (5) 显示文字"HELLO"，同时 (12) 播放提示音。但是，在实际操作中，按钮按下后只会发出声音，LED 矩阵没有任何变化。最可能的问题是什么？
(5) 连接松动或损坏
(12) 过载，影响了 (5) 的工作
程序没有正确调用 (5)
(4) 故障，导致 LED 和蜂鸣器同时失效
一个团队使用 (10) 进行自动避障，同时使用 (5) 显示障碍物距离。然而，在运行过程中，机器人经常在 障碍物明明很远时就突然停下，并且 LED 显示的数据不稳定。已排除编程错误，最可能的原因是？
(10) 的发射信号受到了 (D) 的干扰
(6) 传输数据时发生冲突，导致 (5) 读取错误
(C) 供电不足，使得传感器数据异常
(12) 的振动影响了超声波测距
一名学生编写程序，使机器人 (4) 后前进 2 秒，然后 (5) 显示文字 "STOP"，最后机器人停止。然而，在实际运行时，机器人在前进 1 秒后就突然停止，LED 也没有显示 "STOP"。已确认按钮和 LED 矩阵硬件正常，最可能的错误是什么？
(5) 与 (B) 在同一个控制循环中，导致任务冲突
(1) 接触不良，导致机器人随机断电
(10) 误检测障碍物，强制机器人停止
(C) 电量不足，导致运行到一半就失去动力
某机器人在执行任务时， (5) 闪烁异常， (B) 转速不稳定，(10) 的测距数据时好时坏。已确认所有组件连接正常，且没有编程错误。最可能的问题是？
(C) 的输出电压不足，导致供电不稳定
(3) 受损，导致充电时供电波动
(1) 接触不良，导致供电间歇性断开
(5) 过载，影响整个电路的稳定性
一个团队希望机器人能够 在检测到障碍物时发出声音 (12) 并点亮 (5) 显示警告，但实际测试时发现机器人 有时候只会发出声音但不亮 LED，有时候 LED 会亮起但没有声音，有时候两者都正常。已确认代码逻辑正确，最可能的原因是？
(6) 数据传输有冲突，导致 LED 显示指令丢失
(12) 运行时，会消耗大量电流，导致 LED 亮度不足
(B) 运行时产生电磁干扰，影响 LED 和蜂鸣器的信号
不同的传感器输入信号可能发生竞争，导致系统随机响应
机器人被设置为检测到黑色线条时停止，但是在运行过程中，即使地面是纯白色，机器人仍然会随机停止。已确认 (D) 连接正确，最可能的问题是？
(E) 受损，导致机器人行进时抖动，影响传感器稳定性
(C) 电压波动，使红外线传感器 (D) 误判地面颜色
(1) 接触不良，导致机器人偶尔断电
(6) 受损，导致 (D) 读取错误数据
