CPS: Small: Inkjet Printed Flexible Electronic CPS with Context-aware Events of Interest Detection

CPS:小型:具有情境感知感兴趣事件检测功能的喷墨印刷柔性电子 CPS

基本信息

  • 批准号:
    1932281
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project will develop novel, body-worn, flexible sensors fabricated using low-cost inkjet printing technology on thin film polymers, develop novel algorithms capable of automatically detecting health events in different contexts, and develop a novel data reliability metric by analyzing sensor and context data in real-time. The project will produce practice components for test and validation in a clinical setting with cardiac patients to determine their effectiveness for monitoring heart conditions. If successful, the project will provide patients and clinicians with a tool to improve health monitoring in natural environments. The research is expected to impact additive manufacturing methods, flexible electronics, health monitoring, and smart and connected communities initiatives. It will also provide training for undergraduate and graduate students and expose the next generation of scholars and workers to these technologies through a Summer Code Camp for high school students.Next generation Cyber-Physical Systems (CPS) must utilize resilient and reliable cyber/physical interfacing, be economically viable, and be capable of processing extremely large data automatically and reliably. Achieving this requires overcoming current technological barriers associated with seamless integration of computation and physical domains and meaningful interpretation of multimodal and multigrain data of scalable CPS. Balancing theory with experimentation, this project will: 1) produce foundational engineering process for CPS interface with thin-film flexible electronic electrodes and low cost sensors fabricated with inkjet printing; 2) develop new algorithms for autonomous processing of sensor data to detect context-aware events of interest and data reliability metric for closed-loop CPS using real-time machine learning implemented at edge; and 3) deploy CPS practice components in a real-life pilot study to explore detection of cardiac episodes and explore various closed loop feedback approaches.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.
该项目将开发采用低成本喷墨打印技术在薄膜聚合物上制造的新型体戴式柔性传感器,开发能够自动检测不同环境下健康事件的新型算法,并通过分析传感器和环境来开发新型数据可靠性指标实时数据。该项目将生产用于在心脏病患者临床环境中进行测试和验证的实践组件,以确定其监测心脏病的有效性。如果成功,该项目将为患者和临床医生提供改善自然环境中健康监测的工具。该研究预计将影响增材制造方法、柔性电子产品、健康监测以及智能和互联社区计划。它还将为本科生和研究生提供培训,并通过高中生夏令营让下一代学者和工人接触这些技术。下一代网络物理系统 (CPS) 必须利用有弹性且可靠的网络/物理接口,经济上可行,并且能够自动可靠地处理极大的数据。实现这一目标需要克服当前与计算和物理领域无缝集成以及可扩展 CPS 的多模式和多粒度数据的有意义解释相关的技术障碍。该项目将理论与实验相平衡,将:1)利用薄膜柔性电子电极和喷墨印刷制造的低成本传感器,为 CPS 接口提供基础工程工艺; 2) 开发用于自主处理传感器数据的新算法,以使用在边缘实现的实时机器学习来检测感兴趣的上下文感知事件和闭环 CPS 的数据可靠性指标; 3) 在现实生活中的试点研究中部署 CPS 实践组件,以探索心脏病发作的检测并探索各种闭环反馈方法。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优点和更广泛的评估进行评估,被认为值得支持影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Inkjet Printed Flexible Electronic Dry ECG Electrodes on Polyimide Substrates Using Silver Ink
Estimating Reliability of Signal Quality of Physiological Data from Data Statistics Itself for Real-time Wearables
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    $ 49.98万
  • 项目类别:
    Research Grant
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