CRII: CSR: Systems and Tooling Enabling Adaptive Intermittent Computing

CRII:CSR:支持自适应间歇计算的系统和工具

基本信息

  • 批准号:
    1850496
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-02-15 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Tiny energy harvesting computers tap into the sun, radio waves, vibration, and other sources to power all their sensing, computing, and communication tasks. By leaving batteries behind, these devices can function maintenance-free, potentially for decades, enabling numerous applications in the Internet-of-Things. These battery-free devices can lose power at any point because of fluctuations in energy availability, which makes programming, debugging, and deployment challenging. The goal of this project is to develop the systems and tools that make these devices resilient to power failures, dependable, easier to program, and able to function in unpredictable environmental and energy conditions.The intellectual merits of this project are focused on improving adaptivity, programmability, reliability, and applicability of intermittent computing devices. Three complementary research thrusts are pursued: 1) development of a rigorous classification of energy harvesting environments built on identifying unique energy modes, aiding in application design; 2) prototyping a novel recognition circuit for anticipating changes in the energy harvesting environment or energy mode based on remanence decay; 3) development of a task-based programming language with built-in adaptation semantics leveraging energy modes and the recognition circuitry with accompanying low overhead runtime system.The work in this project develops adaptive systems and tooling for intermittent computers that will enable even novices to build reliable and long-lived sensor devices. By making application development easier, and improving availability (and reliability), these systems will positively impact applications in healthcare (wearable and body sensor networks), defense, ecology, horticulture, infrastructure, wildlife tracking, space exploration, and many other areas where long-term, low cost, massive scale sensing is essential. All hardware, software, and collected environmental profiles and energy traces will be made freely available, along with documentation and tutorials. These project artifacts will be stored in a dedicated repository for scientists, educators, hobbyists, and industry to access and use. This repository will be maintained for at least three years after the duration of the project. (https://gitlab.com/ka-moamoa/battery-free-sensing)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.
微型能量收集计算机利用太阳、无线电波、振动和其他来源来为其所有传感、计算和通信任务提供动力。通过省去电池,这些设备可以免维护运行,可能长达数十年,从而实现物联网中的众多应用。由于能源可用性的波动,这些无电池设备可能随时断电,这给编程、调试和部署带来了挑战。该项目的目标是开发系统和工具,使这些设备能够适应电源故障、可靠、更易于编程,并能够在不可预测的环境和能源条件下运行。该项目的智力优点集中在提高适应性、间歇性计算设备的可编程性、可靠性和适用性。追求三个互补的研究主旨:1)在识别独特的能量模式的基础上开发严格的能量收集环境分类,帮助应用设计; 2) 设计一种新颖的识别电路原型,用于基于剩磁衰减来预测能量收集环境或能量模式的变化; 3) 开发一种基于任务的编程语言,该语言具有内置自适应语义,利用能量模式和识别电路以及伴随的低开销运行时系统。该项目的工作为间歇性计算机开发自适应系统和工具,即使是新手也能构建可靠且寿命长的传感器设备。通过简化应用程序开发并提高可用性(和可靠性),这些系统将对医疗保健(可穿戴和身体传感器网络)、国防、生态、园艺、基础设施、野生动物跟踪、太空探索以及许多其他长期需要的领域的应用产生积极影响。从长远来看,低成本、大规模传感至关重要。所有硬件、软件以及收集的环境概况和能源痕迹以及文档和教程都将免费提供。这些项目工件将存储在专用存储库中,供科学家、教育工作者、爱好者和行业访问和使用。 该存储库将在项目结束后至少维护三年。 (https://gitlab.com/ka-moamoa/battery-free-sensing)该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Battery-Free Game Boy: Sustainable Interactive Devices
无电池 Game Boy:可持续互动设备
  • DOI:
    10.1145/3486880.3486888
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    de Winkel, Jasper;Kortbeek, Vito;Hester, Josiah;Pawełczak, Przemysław
  • 通讯作者:
    Pawełczak, Przemysław
Reliable Timekeeping for Intermittent Computing
间歇计算的可靠计时
Battery-Free Game Boy
无电池游戏机
  • DOI:
    10.1145/3411839
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    de Winkel, Jasper;Kortbeek, Vito;Hester, Josiah;Pawełczak, Przemysław
  • 通讯作者:
    Pawełczak, Przemysław
REHASH: A Flexible, Developer Focused, Heuristic Adaptation Platform for Intermittently Powered Computing
REHASH:一个灵活的、以开发人员为中心的启发式适应平台,适用于间歇供电计算
  • DOI:
    10.1145/3478077
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bakar, Abu;Ross, Alexander G.;Yildirim, Kasim Sinan;Hester, Josiah
  • 通讯作者:
    Hester, Josiah
Batteries not included
不含电池
  • DOI:
    10.1145/3351474
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hester, Josiah;Sorber, Jacob
  • 通讯作者:
    Sorber, Jacob
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    $ 17.5万
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  • 资助金额:
    $ 17.5万
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  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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  • 批准号:
    2107400
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 17.5万
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    Standard Grant
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    2021
  • 资助金额:
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 17.5万
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    2018
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  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了