CPS: Medium: Collaborative Research: Developing Data-driven Robustness and Safety from Single Agent Settings to Stochastic Dynamic Teams: Theory and Applications

CPS:中:协作研究:从单代理设置到随机动态团队开发数据驱动的鲁棒性和安全性:理论与应用

基本信息

  • 批准号:
    2240982
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 32万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-06-01 至 2026-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This Cyber-Physical Systems (CPS) project will make foundational methodological advances that enable safe and robust reinforcement learning (RL)-based control algorithmic solutions that are driven by problems in smart traffic signal control systems. Recent advances in computation, communication, storage, and sensing have led to a demand for data-driven learning-based decision-making and control in modern cyber-physical systems (CPSs), such as smart transportation systems. In such systems, decision-making agents need to operate safely and in a robust manner while working in complex environments with constraints that need to be respected. This project will develop foundational advances in robust RL solutions, and safe and constrained RL with provable guarantees by taking traffic signal control systems within smart transportation systems as our motivating CPS application and evaluation platform. This work will additionally focus on advancing curriculum development, recruitment of students from under-represented groups, involvement of undergraduate students in research, K-12 outreach, and also research community outreach via workshops, conference sessions, and seminars. The researchers will interface with companies and other stakeholders to communicate the results of the research as well as provide them with educational material on methodology. The technical approaches include: 1. Robust RL solutions incorporating model class knowledge, use of future predictions and robustness characterizations, and off-policy methods to address distributional shifts and data paucity arising from the use of a simulator/emulator or offline data; and 2. Efficient, safe, and constrained RL algorithms using model-free approaches and function-approximated methods, and also methods for partially-observed systems. To close the loop with the motivating CPS application, the RL algorithms will be evaluated in the context of traffic signal control via a comprehensive simulation-based evaluation using models of two instrumented sites.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.
该网络物理系统 (CPS) 项目将取得基础方法上的进步,从而实现由智能交通信号控制系统中的问题驱动的安全且稳健的基于强化学习 (RL) 的控制算法解决方案。计算、通信、存储和传感领域的最新进展导致了现代网络物理系统(CPS)(例如智能交通系统)中对数据驱动的基于学习的决策和控制的需求。在此类系统中,决策代理需要以安全、稳健的方式运行,同时在需要遵守约束的复杂环境中工作。该项目将通过将智能交通系统中的交通信号控制系统作为我们的激励性 CPS 应用和评估平台,在稳健的 RL 解决方案以及具有可证明保证的安全且受限的 RL 方面取得基础性进展。 这项工作还将侧重于推进课程开发、从代表性不足的群体中招收学生、本科生参与研究、K-12 外展以及通过讲习班、会议和研讨会进行研究社区外展。研究人员将与公司和其他利益相关者互动,传达研究结果,并为他们提供有关方法论的教育材料。技术方法包括: 1. 鲁棒强化学习解决方案,结合模型类知识、使用未来预测和鲁棒性特征,以及离策略方法来解决由于使用模拟器/仿真器或离线数据而引起的分布变化和数据匮乏问题; 2. 使用无模型方法和函数近似方法以及部分观测系统的方法的高效、安全和受限的强化学习算法。为了与激励 CPS 应用形成闭环,将通过使用两个仪表站点的模型进行基于模拟的综合评估,在交通信号控制的背景下对 RL 算法进行评估。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并被认为值得支持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。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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

{{ 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 }}

Debankur Mukherjee其他文献

Asymptotic Optimality of Power-of-d Load Balancing in Large-Scale Systems
大型系统中 d 次方负载平衡的渐近最优性
  • DOI:
    10.1287/moor.2019.1042
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Debankur Mukherjee;S. Borst;J. V. Leeuwaarden;P. Whiting
  • 通讯作者:
    P. Whiting
Rates of convergence of the join the shortest queue policy for large-system heavy traffic
大型系统大流量加入最短队列策略的收敛率
  • DOI:
    10.1007/s11134-022-09803-5
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Debankur Mukherjee
  • 通讯作者:
    Debankur Mukherjee
Aktueller Stand zur Neurobiologie von COVID-19
COVID-19 神经生物学最新立场
  • DOI:
    10.1055/a-1213-1778
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Daan Rutten;Nicolas H. Christianson;Debankur Mukherjee;A. Wierman
  • 通讯作者:
    A. Wierman
Best of Both Worlds: Stochastic and Adversarial Convex Function Chasing
两全其美:随机和对抗性凸函数追逐
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2311.00181
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Neelkamal Bhuyan;Debankur Mukherjee;Adam Wierman
  • 通讯作者:
    Adam Wierman
Scalable Load Balancing in Networked Systems: Universality Properties and Stochastic Coupling Methods
网络系统中的可扩展负载均衡:通用性和随机耦合方法

Debankur Mukherjee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('Debankur Mukherjee', 18)}}的其他基金

CIF: Small: Load Balancing for Cloud Networks: Data Locality Issues and Modern Algorithms
CIF:小型:云网络的负载平衡:数据局部性问题和现代算法
  • 批准号:
    2113027
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 32万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

复合低维拓扑材料中等离激元增强光学响应的研究
  • 批准号:
    12374288
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
中等垂直风切变下非对称型热带气旋快速增强的物理机制研究
  • 批准号:
    42305004
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于挥发性分布和氧化校正的大气半/中等挥发性有机物来源解析方法构建
  • 批准号:
    42377095
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于机器学习和经典电动力学研究中等尺寸金属纳米粒子的量子表面等离激元
  • 批准号:
    22373002
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
托卡马克偏滤器中等离子体的多尺度算法与数值模拟研究
  • 批准号:
    12371432
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    43.5 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: CPS: Medium: Automating Complex Therapeutic Loops with Conflicts in Medical Cyber-Physical Systems
合作研究:CPS:中:自动化医疗网络物理系统中存在冲突的复杂治疗循环
  • 批准号:
    2322534
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 32万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: Automating Complex Therapeutic Loops with Conflicts in Medical Cyber-Physical Systems
合作研究:CPS:中:自动化医疗网络物理系统中存在冲突的复杂治疗循环
  • 批准号:
    2322533
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 32万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: Physics-Model-Based Neural Networks Redesign for CPS Learning and Control
合作研究:CPS:中:基于物理模型的神经网络重新设计用于 CPS 学习和控制
  • 批准号:
    2311084
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CPS: Medium: Collaborative Research: Provably Safe and Robust Multi-Agent Reinforcement Learning with Applications in Urban Air Mobility
CPS:中:协作研究:可证明安全且鲁棒的多智能体强化学习及其在城市空中交通中的应用
  • 批准号:
    2312092
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: Enabling Data-Driven Security and Safety Analyses for Cyber-Physical Systems
协作研究:CPS:中:为网络物理系统实现数据驱动的安全和安全分析
  • 批准号:
    2414176
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了