CRII: CSR: Opportunistic Computation Offloading for Battery-Free Computing Devices
CRII:CSR:无电池计算设备的机会计算卸载
基本信息
- 批准号:2347692
- 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:2024
- 资助国家:美国
- 起止时间:2024-01-01 至 2025-12-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The exponential growth of the Internet of Things (IoT) raises the question of how to power billions of new IoT devices sustainably without sacrificing their capabilities. Current battery-free IoT devices are powered by harvesting ambient energy, but with several shortcomings, including unpredictable energy availability, limited processing capability, and severely constrained memory resources. This project aims to address these challenges by leveraging the billions of persistently powered (i.e., battery- and wall-powered) IoT devices already in the field by offloading additional computation to them on demand. To realize this goal, this project will (1) study an integrated framework with heterogeneous radio support to perform partial computation on battery-free systems while also utilizing wall- or battery-powered edge devices for additional computation when needed; (2) design a scheduler that considers on-device computational uncertainty, harvestable energy characteristics, and timing constraints to determine optimal communication and computation strategies; and (3) investigate low overhead techniques to estimate the uncertainty of on-device computation via intermediate result analysis (e.g., from deep neural networks). The successful completion of this research could impact electronic waste (e-waste) by increasing the capabilities of battery-free computing devices. Enhanced battery-free computing capabilities could impact many fields, including healthcare (e.g., continuous health monitors), agriculture (e.g., soil moisture monitoring), space exploration (e.g., nanosatellites), and other scientific fields that require longitudinal, sustainable, zero-maintenance data gathering. The outcomes of this research will allow researchers and software developers across several scientific domains to utilize battery-free, sustainable computing for their applications and research. In addition to providing research opportunities to undergraduate and graduate students, the research outcomes will be integrated into university course curriculum.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.
物联网(IoT)的指数增长提出了一个问题,即如何在不牺牲其能力的情况下可持续地为数十亿个新的物联网设备提供动力。当前无电池的IoT设备由收获环境能源提供动力,但有几个缺点,包括无法预测的能源可用性,有限的处理能力以及严格限制的内存资源。该项目旨在通过利用数十亿个持续的功率(即电池和壁式)的物联网设备来解决这些挑战,通过按需将其他计算卸载到现场中。为了实现这一目标,该项目将(1)研究一个具有异质无线电支持的集成框架,以对无电池系统进行部分计算,同时还利用墙壁或电池供电的边缘设备在需要时进行其他计算; (2)设计一个计划的调度程序,该调度程序考虑了设备计算的不确定性,可收获的能量特征和时间限制,以确定最佳的沟通和计算策略; (3)研究低架空技术,以通过中间结果分析(例如,来自深层神经网络)来估计设备计算的不确定性。这项研究的成功完成可能会通过增加无电池计算设备的功能来影响电子废物(电子废物)。增强的无电池计算能力可能会影响许多领域,包括医疗保健(例如,连续健康监测器),农业(例如,土壤水分监测),太空探索(例如,纳米片)以及其他需要纵向,可持续性,可持续性,零微生保养数据收集的科学领域。这项研究的结果将使多个科学领域的研究人员和软件开发人员能够为其应用和研究使用无电池,可持续的计算。除了为本科生和研究生提供研究机会外,研究成果还将集成到大学课程课程中。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子和更广泛影响的评估审查标准的评估来获得支持的。
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)
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