ITR/AP: Simulation of Machine-Medium Interaction in a Real-Time Virtual Environment

ITR/AP:实时虚拟环境中机器与介质交互的模拟

基本信息

项目摘要

GhaboussiThis project is a joint multidisciplinary industry-academia research effort to develop an advanced virtual reality (VR) environment for modeling earthmoving equipment interaction with the surrounding medium such as soil. The project will take advantage of rapid developments in hardware, software and information technology to develop a real-time virtual environment for machine-medium interaction that includes realistic force-feed back. The proposed development will enhance the design of the earthmoving equipment and improve the design cycle. It will also open up new venues for application of VR for machine medium interaction. This project will greatly benefit from leveraged resources provided by Caterpillar, Inc.The research team will develop an original neural network (NN) based real-time soil medium model that can be used to simulate soil response due to manipulation by earthmoving equipment. The proposed model will be mechanistically accurate and run in real-time. It will simulate the soil resistance and the interactive forces between the medium and the earthmoving equipment. The NN model will be trained using data sets developed from non-real time simulations using the discrete element method. Data sets of soil and earthmoving equipment response will also be developed from full-scale field tests at Caterpillar, Inc. proving ground in Peoria, Illinois. The research team, in cooperation with the National Center for Supercomputing Applications (NCSA), will implement the new NN soil model in Cave Automated Virtual Environment (CAVE). A new object-oriented vehicle prototyping system (VPS) will be developed in this virtual environment. A force feedback link will be developed representing the medium resistance provided by the NN soil model to the vehicle dynamics model. The real-time virtual environment will enhance the design verification tools available to the earthmoving equipment manufacturing industry and reduce the number of costly field trials for new equipment designs. The ideas and methodology that will be developed for the real-time VR environment have a wide range of applications such as simulation of slope failures and avalanches as well as bulk and powder material handling in agricultural, mining and manufacturing applications. The proposed VR environment can potentially be used in space exploration of other planets where it is necessary to troubleshoot a remote controlled vehicle interacting with the soil medium on the planetary surface in real-time. This project brings together specialists in 1) computational intelligence and soil medium modeling from the Department of Civil and Environmental Engineering at UIUC, 2) virtual reality and computer science from NCSA at UIUC, and 3) earthmoving equipment design and control at Caterpillar, Inc. Close coordination among the team members will ensure a strong exchange of ideas between academia and industry.***
Ghaboussi该项目是业界和学术界联合开展的一项多学科研究工作,旨在开发先进的虚拟现实(VR)环境,用于模拟土方设备与周围介质(如土壤)的相互作用。该项目将利用硬件、软件和信息技术的快速发展,为机器-介质交互开发一个实时虚拟环境,其中包括逼真的力反馈。拟议的发展将加强土方设备的设计,并缩短设计周期。它还将为VR在机器媒体交互中的应用开辟新的场所。该项目将极大地受益于卡特彼勒公司提供的杠杆资源。研究团队将开发一种基于神经网络(NN)的实时土壤介质模型,该模型可用于模拟由于土方设备操纵而产生的土壤响应。建议的模型将是机械上准确的,并实时运行。它将模拟土壤阻力和介质与土方设备之间的相互作用力。神经网络模型将使用从非实时仿真中开发的数据集使用离散元方法进行训练。土壤和土方设备响应的数据集也将从位于伊利诺伊州皮奥里亚的卡特彼勒公司试验场的全尺寸现场测试中开发出来。该研究小组将与国家超级计算应用中心(NCSA)合作,在洞穴自动化虚拟环境(CAVE)中实施新的NN土壤模型。在此虚拟环境中,将开发一种新的面向对象的汽车样机系统。将开发一个力反馈链接,表示由神经网络土壤模型提供给车辆动力学模型的中等阻力。实时虚拟环境将增强土方设备制造业可用的设计验证工具,并减少新设备设计的昂贵现场试验次数。将为实时VR环境开发的思想和方法具有广泛的应用,例如模拟斜坡破坏和雪崩,以及农业、采矿和制造业应用中的散装和粉状材料处理。所提出的虚拟现实环境可能会被用于其他行星的空间探索,在这些空间探索中,需要对与行星表面土壤介质相互作用的遥控飞行器进行实时故障排除。该项目汇集了UIUC土木与环境工程系的计算智能和土壤介质建模专家,UIUC NCSA的虚拟现实和计算机科学专家,以及卡特彼勒公司的土方设备设计和控制专家。团队成员之间的密切协调将确保学术界和工业界之间强有力的思想交流。*

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 }}

Jamshid Ghaboussi其他文献

Jamshid Ghaboussi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('Jamshid Ghaboussi', 18)}}的其他基金

Smart Fiber Optics System for Condition Monitoring of Railway Bridges
铁路桥梁状态监测智能光纤系统
  • 批准号:
    9908651
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New Method of Experimentation and Constitutive Modelling Using Neural Networks
使用神经网络进行实验和本构建模的新方法
  • 批准号:
    9503462
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Active Control of Structures Using Neural Networks and Fuzzy Logic
使用神经网络和模糊逻辑对结构进行主动控制
  • 批准号:
    9503209
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Neural Networks in Material Modeling and Computational Mechanics
材料建模和计算力学中的神经网络
  • 批准号:
    9214910
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Active Control of Structures Using Neural Networks
使用神经网络主动控制结构
  • 批准号:
    9201437
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Evaluation of Liquefaction Potential of Saturated Granular Soils
饱和粒状土液化势的评价
  • 批准号:
    7600626
  • 财政年份:
    1976
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于抑制AP-1信号增强胆管癌光动力治疗并逆转免疫抑制微环境的分子机制与靶向干预研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500115
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
FTO/AP-2α-m6A/LITAF反馈环路调控子痫前期滋养细胞迁移和侵袭的作用和机制研究
  • 批准号:
    2025JJ50721
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
AP-1激活miR-22/miR-210反馈调控文昌鱼JNK通路先天免疫响应的机制研究
  • 批准号:
    QN25C040003
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
AP2B通过WNT/BETA-CATENIN调控颅骨元件成骨活性差异的 分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
新融合基因AP1B1-EWSR1促进骨肉瘤发生发展的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Ap-Exo III 联合模式识别构建降尿酸药 物筛选新方法的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
姜黄素烟酸酯经Caveolin-1/ERK/AP-1通路调控血管平滑肌细胞增殖影响动脉粥样硬化病变研究
  • 批准号:
    2025JJ70208
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
ALOX5AP通过氧化应激调控细胞外基质微环境对青光眼滤过术后瘢痕形成的作用及机制研究
  • 批准号:
    2025JJ60495
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于AP2α/PDHA1信号通路的有氧糖酵解阻断肺癌细胞铜死亡的作用机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

ITR/AP: COLLABORATIVE RESEARCH: A Simulation Based Computational Approach using Machine Learning to Study Stochastic Business Games
ITR/AP:协作研究:使用机器学习研究随机商业博弈的基于模拟的计算方法
  • 批准号:
    0341702
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ITR/AP: Simulation Tools for Open Quantum Systems with Application to Molecular Electronics Systems
ITR/AP:开放量子系统的模拟工具及其在分子电子系统中的应用
  • 批准号:
    0312105
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
COLLABORATIVE RESEARCH: ITR/AP : Novel Scalable Simulation Techniques for Chemistry, Materials Science and Biology
合作研究:ITR/AP:化学、材料科学和生物学的新型可扩展模拟技术
  • 批准号:
    0229959
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ITR/AP: Simulation-Based Medical Planning for Cardiovascular Disease
ITR/AP:基于模拟的心血管疾病医疗规划
  • 批准号:
    0205741
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
ITR/AP: Simulation of Multi-Scale Deformation in Solid Earth Geophysics
ITR/AP:固体地球物理中的多尺度变形模拟
  • 批准号:
    0205653
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ITR/AP- Predictive Contaminant Tracking Using Dynamic Data Driven Application Simulation (DDDAS) Techniques
合作研究:ITR/AP - 使用动态数据驱动应用模拟 (DDDAS) 技术进行预测性污染物跟踪
  • 批准号:
    0218229
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ITR/AP - Predictive Contaminant Tracking Using Dydnamic Data Driven Application Simulation (DDDAS) Techniques
合作研究:ITR/AP - 使用动态数据驱动应用模拟 (DDDAS) 技术进行预测污染物跟踪
  • 批准号:
    0219627
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ITR/AP+IM: Information Processing for Integrated Observation and Simulation BAsed Risk Management of Geophysical Mass Flows
ITR/AP IM:基于综合观测和模拟的地球物理质量流风险管理的信息处理
  • 批准号:
    0121254
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
COLLABORATIVE RESEARCH: ITR/AP : Novel Scalable Simulation Techniques for Chemistry, Materials Science and Biology
合作研究:ITR/AP:化学、材料科学和生物学的新型可扩展模拟技术
  • 批准号:
    0121367
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ITR/AP: Novel Scalable Simulation Techniques for Chemistry, Materials Science, and Biology
合作研究:ITR/AP:化学、材料科学和生物学的新型可扩展模拟技术
  • 批准号:
    0121273
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了