CPS: Frontier: Collaborative Research: Correct-by-Design Control Software Synthesis for Highly Dynamic Systems

CPS:前沿:协作研究:高动态系统的设计正确控制软件综合

基本信息

  • 批准号:
    1724457
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.36万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-01-01 至 2018-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This CPS Frontiers project addresses highly dynamic Cyber-Physical Systems (CPSs), understood as systems where a computing delay of a few milliseconds or an incorrectly computed response to a disturbance can lead to catastrophic consequences. Such is the case of cars losing traction when cornering at high speed, unmanned air vehicles performing critical maneuvers such as landing, or disaster and rescue response bipedal robots rushing through the rubble to collect information or save human lives. The preceding examples currently share a common element: the design of their control software is made possible by extensive experience, laborious testing and fine tuning of parameters, and yet, the resulting closed-loop system has no formal guarantees of meeting specifications.The vision of the project is to provide a methodology that allows for complex and dynamic CPSs to meet real-world requirements in an efficient and robust way through the formal synthesis of control software. The research is developing a formal framework for correct-by-construction control software synthesis for highly dynamic CPSs with broad applications to automotive safety systems, prostheses, exoskeletons, aerospace systems, manufacturing, and legged robotics. The design methodology developed here will improve the competitiveness of segments of industry that require a tight integration between hardware and highly advanced control software such as: automotive (dynamic stability and control), aerospace (UAVs), medical (prosthetics, orthotics, and exoskeleton design) and robotics (legged locomotion). To enhance the impact of these efforts, the PIs are developing interdisciplinary teaching materials to be made freely available and disseminating their work to a broad audience.
该CPS前沿项目解决了高度动态的网络物理系统(CPS),被理解为系统,其中几毫秒的计算延迟或对扰动的不正确计算的响应可能会导致灾难性后果。 当高速转弯时,汽车失去牵引力,无人驾驶的空气车进行关键动作,例如着陆或灾难和救援反应,双方机器人冲过瓦砾,以收集信息或挽救人类的生命。 前面的示例目前共有一个共同的要素:通过丰富的经验,费力的测试和对参数进行微调使其控制软件的设计成为可能,但是,由此产生的闭环系统没有正式的保证来满足规格。该项目的愿景旨在提供一种可以提供复杂和动态的CPS来满足现实和稳健方式通过正式合成来满足现实范围的方法。该研究正在开发一个正式的框架,用于针对高度动态的CPS纠正控制软件的合成,并在汽车安全系统,假体,外骨骼,航空系统,制造业和腿部机器人技术中进行广泛应用。此处开发的设计方法将提高行业领域的竞争力,这些细分市场需要在硬件和高级控制软件之间进行紧密整合,例如:汽车(动态稳定性和控制),航空航天(UAVS),医学,矫形器,矫形器和外oxoskeleton Design)和Robotics(Legged lobomotion)。为了增强这些努力的影响,PI正在开发跨学科的教材,以免费获得并将其作品传播给广泛的受众。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Scalable Safety Critical Control Framework for Nonlinear Systems
非线性系统的可扩展安全关键控制框架
  • DOI:
    10.1109/access.2020.3025248
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Gurriet, Thomas;Mote, Mark;Singletary, Andrew;Nilsson, Petter;Feron, Eric;Ames, Aaron D.
  • 通讯作者:
    Ames, Aaron D.
An Inverse Dynamics Approach to Control Lyapunov Functions
控制李亚普诺夫函数的逆动力学方法
  • DOI:
    10.23919/acc45564.2020.9147342
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Reher, Jenna;Kann, Claudia;Ames, Aaron D.
  • 通讯作者:
    Ames, Aaron D.
From Bipedal Walking to Quadrupedal Locomotion: Full-Body Dynamics Decomposition for Rapid Gait Generation
Inverse Dynamics Control of Compliant Hybrid Zero Dynamic Walking
柔顺混合零动态行走的逆动力学控制
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Aaron Ames其他文献

Aaron Ames的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Aaron Ames', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Intelligent and Agile Robotic Legged Locomotion in Complex Environments: From Planning to Safety and Robust Control
协作研究:复杂环境下智能敏捷的机器人腿式运动:从规划到安全和鲁棒控制
  • 批准号:
    1923239
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CPS: Medium: Safety-Critical Cyber-Physical Systems: From Validation & Verification to Test & Evaluation
CPS:中:安全关键的网络物理系统:来自验证
  • 批准号:
    1932091
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NRI: FND: COLLAB: Hierarchical Safe, and Distributed Feedback Control of Multiagent Legged Robots for Cooperative Locomotion and Manipulation
NRI:FND:COLLAB:用于协作运动和操纵的多智能腿机器人的分层安全分布式反馈控制
  • 批准号:
    1924526
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NRI: Collaborative Research: Unified Feedback Control and Mechanical Design for Robotic, Prosthetic, and Exoskeleton Locomotion
NRI:协作研究:机器人、假肢和外骨骼运动的统一反馈控制和机械设计
  • 批准号:
    1724464
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Closing the Loop on Walking: From Hybrid Systems to Bipedal Robots to Prosthetic Devices and Back
职业生涯:关闭步行循环:从混合系统到双足机器人,再到假肢装置,然后再返回
  • 批准号:
    1600803
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS: Frontier: Collaborative Research: Correct-by-Design Control Software Synthesis for Highly Dynamic Systems
CPS:前沿:协作研究:高动态系统的设计正确控制软件综合
  • 批准号:
    1562236
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS: Medium: Collaborative Research: A CPS Approach to Robot Design
CPS:媒介:协作研究:机器人设计的 CPS 方法
  • 批准号:
    1562232
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NRI: Collaborative Research: Unified Feedback Control and Mechanical Design for Robotic, Prosthetic, and Exoskeleton Locomotion
NRI:协作研究:机器人、假肢和外骨骼运动的统一反馈控制和机械设计
  • 批准号:
    1526519
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CPS: Frontier: Collaborative Research: Correct-by-Design Control Software Synthesis for Highly Dynamic Systems
CPS:前沿:协作研究:高动态系统的设计正确控制软件综合
  • 批准号:
    1239055
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS: Medium: Collaborative Research: A CPS Approach to Robot Design
CPS:媒介:协作研究:机器人设计的 CPS 方法
  • 批准号:
    1136104
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

中缅边境恶性疟原虫对双氢青蒿素-哌喹的抗药性研究及该地区恶性疟替代治疗方案探索
  • 批准号:
    32360118
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
碳边境调节机制对我国区域经济、社会和环境协调发展的影响——考虑企业所有制异质性的研究
  • 批准号:
    72303240
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
图们江流域中国边境地区候鸟-蜱-蜱携带病原流行病学数据库的建立及候鸟对蜱携带病原体多态性影响机制研究
  • 批准号:
    32360886
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于电波传播先验知识的边境区域无线电发射源定位及应用研究
  • 批准号:
    62361055
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
西藏边境城镇人居单元的传承机制及适宜性营造模式研究
  • 批准号:
    52308035
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: CPS: Frontier: Computation-Aware Algorithmic Design for Cyber-Physical Systems
合作研究:CPS:前沿:网络物理系统的计算感知算法设计
  • 批准号:
    2111688
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS: Frontier: Collaborative Research: COALESCE: COntext Aware LEarning for Sustainable CybEr-Agricultural Systems
CPS:前沿:协作研究:COALESCE:可持续网络农业系统的情境感知学习
  • 批准号:
    1954556
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS: Frontier: Collaborative Research: Compositional, Approximate, and Quantitative Reasoning for Medical Cyber-Physical Systems
CPS:前沿:协作研究:医疗网络物理系统的组合、近似和定量推理
  • 批准号:
    2028677
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS: Frontier: Collaborative Research: Cognitive Autonomy for Human CPS: Turning Novices into Experts
CPS:前沿:协作研究:人类 CPS 的认知自主性:将新手变成专家
  • 批准号:
    1836952
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS: Frontier: Collaborative Research: Cognitive Autonomy for Human CPS: Turning Novices into Experts
CPS:前沿:协作研究:人类 CPS 的认知自主性:将新手变成专家
  • 批准号:
    1836900
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了