RTML: Large: Co-design of Hardware and Algorithms for Energy-efficient Robot Learning

RTML:大型:节能机器人学习的硬件和算法协同设计

基本信息

  • 批准号:
    1937501
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 100万
  • 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:
    2019-10-01 至 2023-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Miniature low-energy autonomous robotic vehicles, ranging from insect-size flyers to palm- size satellites, hold the potential for tremendous impact in a diverse set of industries, including consumer electronics, high-bandwidth communications, search and rescue operations, and space exploration, just to name a few. Next-generation low-energy computing hardware that will enable these applications must be adaptable, i.e., recognizing new environments on the fly, learning their characteristic features in real time, and adapting its computing strategy to minimize the energy consumption required for computing task. This project will help realize vehicles that are able to improve the accuracy of their perception and decision making algorithms, simply by experimenting with obtaining a diverse set of viewpoints of the environment and utilizing the knowledge of its motion to ground and improve its observation via machine learning. The project also seeks to develop new graduate and undergraduate courses at MIT, it will enable outreach for high school students, involve women and underrepresented groups, thus helping train the future US workforce. This project will develop real-time robot learning algorithms and hardware focusing on three core areas. Firstly, the project will develop real-time continuous robot learning systems that improve performance of robot perception and decision making by rapid learning in new environments. Secondly, the project will develop real-time active robot learning systems to efficiently decide the balance between improving accuracy of perception and decision making algorithms and focusing on accomplishing the task at hand. Thirdly, the project will develop real-time adaptable robot learning systems for energy scalable perception and decision making, where the design allows for efficient accuracy-energy tradeoffs. The project will help develop new hardware and algorithms for real-time robot learning, by enabling new low-energy robotic systems. The project will also collaborate with a synergistic DARPA program for related hardware development.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.
微型低能耗自主机器人车辆,从昆虫大小的传单到手掌大小的卫星,都有可能对消费电子、高带宽通信、搜索和救援行动以及太空探索等多种行业产生巨大影响。 ,仅举几例。支持这些应用的下一代低能耗计算硬件必须具有适应性,即动态识别新环境,实时学习其特征,并调整其计算策略以最大限度地减少计算任务所需的能耗。该项目将帮助实现能够提高其感知和决策算法准确性的车辆,只需进行实验,获取环境的不同视角,利用其对地面的运动知识,并通过机器学习改进其观察。该项目还寻求在麻省理工学院开发新的研究生和本科生课程,它将为高中生提供外展服务,让女性和弱势群体参与进来,从而帮助培训未来的美国劳动力。该项目将开发实时机器人学习算法和硬件,重点关注三个核心领域。首先,该项目将开发实时连续机器人学习系统,通过在新环境中快速学习来提高机器人感知和决策的性能。其次,该项目将开发实时主动机器人学习系统,以有效地决定提高感知和决策算法的准确性与专注于完成手头任务之间的平衡。第三,该项目将开发实时适应性机器人学习系统,用于能量可扩展的感知和决策,其中设计允许有效的准确性与能量权衡。该项目将通过启用新的低能耗机器人系统,帮助开发用于实时机器人学习的新硬件和算法。该项目还将与 DARPA 的协同项目合作进行相关硬件开发。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(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Data Centers on Wheels: Emissions From Computing Onboard Autonomous Vehicles
轮子上的数据中心:自动驾驶汽车车载计算的排放
  • DOI:
    10.1109/mm.2022.3219803
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Sudhakar, Soumya;Sze, Vivienne;Karaman, Sertac
  • 通讯作者:
    Karaman, Sertac
GMMap: Memory-Efficient Continuous Occupancy Map Using Gaussian Mixture Model
GMMap:使用高斯混合模型的内存高效连续占用图
  • DOI:
    10.1109/tro.2023.3348305
  • 发表时间:
    2024-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Li, Peter Zhi;Karaman, Sertac;Sze, Vivienne
  • 通讯作者:
    Sze, Vivienne
Efficient Computation of Map-scale Continuous Mutual Information on Chip in Real Time
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Uncertainty from Motion for DNN Monocular Depth Estimation
DNN 单眼深度估计的运动不确定性
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