CSR: Small: Development of Distributed Neural Processing Electronics for Whole-Body Computing and Biomedical Sensor Fusion
CSR:小型:用于全身计算和生物医学传感器融合的分布式神经处理电子设备的开发
基本信息
- 批准号:1816870
- 负责人:
- 金额:$ 50万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-10-01 至 2023-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Wearable electronics and health assistive devices have become commonly used for daily activity tracking and medical care. However, the existing devices can no longer satisfy the growing demand on computing power and energy efficiency especially when a large number of sensors are utilized to improve the performance of such devices. This work will develop a new generation of wearable biomedical devices that utilize the emerging computing architecture and state-of-art networking techniques to boost the data processing capability of such devices. The developed techniques will be demonstrated in the state-of-art prostheses for rehabilitation application. Several key intellectual merits are delivered. First of all, this project will develop novel distributed neuromorphic computing architecture featuring a scalable, reconfigurable, and multi-chip neural network system for sensor fusion enabled biomedical devices. Heterogeneous sensor data from physiological signals will be efficiently processed through reconfigurable neural processors. Moreover, to form a highly efficient network and remove routing congestions, body channel communication will be developed and integrated with the neural processors to achieve a high-bandwidth, low-latency, inter-connected network around the human body. The work brings significant advancement and benefits to modern biomedical devices by creating highly efficient sensing, computing and networking solutions. The proposed development promotes technology fusion across fields of computer, electrical, biomedical engineering. The sub-tasks of the project will be delivered to undergraduate and graduate classrooms for hands-on experience of integrated circuits design, biomedical instrumentation, machine learning techniques. New courses on computing techniques for sensor fusion enabled biomedical system will be created to disseminate the learned knowledge to broader audience. All publications, and experimental data, source codes, design files from this project will be retained on institutional servers for 3 years after the completion of the project. All publications along with important data, codes, and supporting design files will be made accessible through PI's data repository, http://nu-vlsi.eecs.northwestern.edu/data_repository.html.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
可穿戴电子产品和健康辅助设备已普遍用于日常活动跟踪和医疗护理。 然而,现有设备已无法满足对计算能力和能源效率不断增长的需求,特别是当利用大量传感器来提高此类设备的性能时。这项工作将开发新一代可穿戴生物医学设备,利用新兴的计算架构和最先进的网络技术来提高此类设备的数据处理能力。所开发的技术将在用于康复应用的最先进的假肢中得到展示。 提供了几个关键的智力优点。 首先,该项目将开发新颖的分布式神经形态计算架构,该架构具有可扩展、可重新配置和多芯片神经网络系统,用于支持传感器融合的生物医学设备。 来自生理信号的异构传感器数据将通过可重构神经处理器进行有效处理。 此外,为了形成高效的网络并消除路由拥塞,将开发身体通道通信并与神经处理器集成,以实现围绕人体的高带宽、低延迟、互连的网络。 这项工作通过创建高效的传感、计算和网络解决方案,为现代生物医学设备带来了重大进步和好处。 拟议的开发促进了计算机、电气、生物医学工程领域的技术融合。该项目的子任务将交付给本科生和研究生课堂,以获取集成电路设计、生物医学仪器、机器学习技术的实践经验。 将创建有关传感器融合生物医学系统计算技术的新课程,以将学到的知识传播给更广泛的受众。该项目的所有出版物、实验数据、源代码、设计文件将在项目完成后在机构服务器上保留3年。 所有出版物以及重要数据、代码和支持设计文件都可以通过 PI 的数据存储库访问,http://nu-vlsi.eecs.northwestern.edu/data_repository.html。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并被视为值得通过使用基金会的智力优点和更广泛的影响审查标准进行评估来支持。
项目成果
期刊论文数量(7)
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 Wearable Bio-signal Processing System with Ultra-low-power SoC and Collaborative Neural Network Classifier for Low Dimensional Data Communication
具有超低功耗 SoC 和用于低维数据通信的协作神经网络分类器的可穿戴生物信号处理系统
- DOI:10.1109/embc44109.2020.9176647
- 发表时间:2020-07
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wei, Yijie;Cao, Qiankai;Hargrove, Levi;Gu, Jie
- 通讯作者:Gu, Jie
A 65nm Implantable Gesture Classification SoC for Rehabilitation with Enhanced Data Compression and Encoding for Robust Neural Network Operation Under Wireless Power Condition
用于康复的 65 纳米植入式手势分类 SoC,具有增强的数据压缩和编码功能,可在无线供电条件下实现稳健的神经网络运行
- DOI:10.1109/cicc53496.2022.9772838
- 发表时间:2022-04
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wei, Yijie;Chen, Xi;Gu, Jie
- 通讯作者:Gu, Jie
A Fully-integrated Gesture and Gait Processing SoC for Rehabilitation with ADC-less Mixed-signal Feature Extraction and Deep Neural Network for Classification and Online Training
用于康复的完全集成手势和步态处理 SoC,具有无 ADC 混合信号特征提取和用于分类和在线训练的深度神经网络
- DOI:10.1109/cicc48029.2020.9075910
- 发表时间:2020-03
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wei, Yijie;Cao, Qiankai;Otseidu, Kofi;Hargrove, Levi;Gu, Jie
- 通讯作者:Gu, Jie
Human Activity Recognition SoC for AR/VR with Integrated Neural Sensing, AI Classifier and Chained Infrared Communication for Multi-chip Collaboration
用于 AR/VR 的人体活动识别 SoC,具有集成神经传感、AI 分类器和用于多芯片协作的链式红外通信
- DOI:10.23919/vlsitechnologyandcir57934.2023.10185392
- 发表时间:2023-06
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wei, Yijie;Chen, Xi;Gu, Jie
- 通讯作者:Gu, Jie
Exploration of Design Space and Runtime Optimization for Affective Computing in Machine Learning Empowered Ultra-Low Power SoC
机器学习赋能超低功耗SoC中情感计算的设计空间和运行时优化探索
- DOI:10.1109/dac18072.2020.9218583
- 发表时间:2020-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wei, Yijie;Otseidu, Kofi;Gu, Jie
- 通讯作者:Gu, Jie
{{
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 }}
Jie Gu其他文献
Mid-infrared Er:YAP vortex laser
中红外 Er:YAP 涡旋激光器
- DOI:
10.1364/assl.2022.jw3a.18 - 发表时间:
2024-09-14 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Jie Gu;Lu Huang;Wei Zhou;R.C.W. Ma;W. Yao;Dian Fan;Jun Liu - 通讯作者:
Jun Liu
Uneven Regional Development Under Balanced Development Strategies: Space‐Time Paths of Regional Development in Guangdong, China
均衡发展战略下的区域发展不平衡:中国广东区域发展的时空路径
- DOI:
10.1111/tesg.12200 - 发表时间:
2016-12-01 - 期刊:
- 影响因子:4.8
- 作者:
Jie Gu;Suhong Zhou;X. Ye - 通讯作者:
X. Ye
Knot Invariants from Topological Recursion on Augmentation Varieties
增广簇拓扑递归的结不变量
- DOI:
10.1007/s00220-014-2238-z - 发表时间:
2014-12-04 - 期刊:
- 影响因子:2.4
- 作者:
Jie Gu;H. Jockers;A. Klemm;M. Soroush - 通讯作者:
M. Soroush
Mono-(6-diethylenetriamine-6-deoxy)-β-cyclodextrin Supramolecular Fluorescent Switch Constructed Based on Au3+ and I–
基于 Au3 和 I 构建的单(6-二乙烯三胺-6-脱氧)-β-环糊精超分子荧光开关
- DOI:
10.6023/cjoc202111024 - 发表时间:
2024-09-14 - 期刊:
- 影响因子:1.9
- 作者:
Jiajia Lu;Junli Yang;Jie Gu;Ju Yang;Zhenjie Gao;Lijiao Su;X. Tao;Mingwei Yuan;Lijuan Yang - 通讯作者:
Lijuan Yang
Development of Tropical Algebraic Accelerator with Energy Efficient Time-Domain Computing for Combinatorial Optimization and Machine Learning
开发具有节能时域计算的热带代数加速器,用于组合优化和机器学习
- DOI:
10.1109/islped58423.2023.10244267 - 发表时间:
2023-08-07 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Qiankai Cao;Xi Chen;Jie Gu - 通讯作者:
Jie Gu
Jie Gu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('Jie Gu', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: CMOS+X: A Device-to-Architecture Co-development and Demonstration of Large-scale Integration of FeFET on CMOS for Emerging Computing Applications
合作研究:CMOS X:用于新兴计算应用的 CMOS 上大规模集成 FeFET 的设备到架构联合开发和演示
- 批准号:
2318807 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
SHF: Small: A Chip of Happiness: Device-to-System Developments of Affective Computing for Human-in-the-loop Computer System
SHF:小:幸福的芯片:人在环计算机系统的情感计算的设备到系统开发
- 批准号:
2208573 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
SHF: Small: Development of Differentiable Memory Augmented Neural CPU Architecture for Cognitive Computing
SHF:小型:用于认知计算的可微内存增强神经 CPU 架构的开发
- 批准号:
2008906 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Design and Synthesis of Energy-efficient Time-domain Computing for Intelligent Edge Processing
职业:智能边缘处理的节能时域计算的设计和综合
- 批准号:
1846424 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Continuing Grant
SHF: Small: Greybox Computing: An Associative Computing Methodology with Instruction Directed Power and Clock Management
SHF:小型:灰盒计算:具有指令导向电源和时钟管理的关联计算方法
- 批准号:
1618065 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
XPS: FULL: FP: Design and Synthesis of New Energy-efficient Self-healing Computing Electronics with Real-time Configurability
XPS:FULL:FP:具有实时可配置性的新型节能自愈计算电子设备的设计与合成
- 批准号:
1533656 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
PPIA/MTHFD2信号促进结直肠癌发生发展的作用机制及小分子干预研究
- 批准号:82373913
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
下调UBE2C促进小胶质细胞自噬清除Aβ延缓阿尔茨海默病发生发展的机制研究
- 批准号:82301631
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
YTHDF3调控视网膜小胶质细胞功能介导葡萄膜炎发生发展的作用机制研究
- 批准号:82371045
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
核糖体蛋白RPL35A调节FOXO1与SIRT2乙酰化解离诱导自噬促进非小细胞肺癌发生发展及获得性耐药的机制研究
- 批准号:82360461
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
FAK-LINC01089负反馈环路调控小细胞肺癌发生发展和耐药的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Greatwall in replication stress/DNA damage responses and oral cancer resistance
长城在复制应激/DNA损伤反应和口腔癌抵抗中的作用
- 批准号:
10991546 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Measurement and analysis of radiotherapy small field dosimetry data to support the development of a simulation training product for clinical Radiotherapy Physicists.
放射治疗小场剂量测定数据的测量和分析,以支持临床放射治疗物理学家模拟培训产品的开发。
- 批准号:
10089179 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Collaborative R&D
Anti-Complement Immunotherapy for Pancreatic Cancer
胰腺癌的抗补体免疫治疗
- 批准号:
10751872 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
CAREER: Reaction Development and Advancing Spectroscopic Analysis for Selective Labeling and Radiolabeling of Small Molecules
职业:反应开发和推进小分子选择性标记和放射性标记的光谱分析
- 批准号:
2237610 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Continuing Grant