CDI-Type I: Geometric Algorithms for Staged Nanomanufacturing
CDI-I 型:用于分阶段纳米制造的几何算法
基本信息
- 批准号:0941312
- 负责人:
- 金额:$ 28.44万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2010
- 资助国家:美国
- 起止时间:2010-01-01 至 2012-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This proposal will be awarded using funds made available by the American Recovery and Reinvestment Act of 2009 (Public Law 111-5), and meets the requirements established in Section 2 of the White House Memorandum entitled, Ensuring Responsible Spending of Recovery Act Funds, dated March 20, 2009. I also affirm, as the cognizant Program Officer, that the proposal does not support projects described in Section 1604 of Division A of the Recovery Act.Cyber-Enabled Discovery and Innovation (CDI)Proposal Numbers: 0941538 / 0941312PIs: Hyunmin Yi / Erik DemaineInstitution: Tufts University / Massachusetts Institute of TechnologyTitle: CDI Type I: Geometric Algorithms for Staged NanomanufacturingEfficient nanomanufacturing of arbitrary structures is a major scientific challenge and a mjor technological opportunity. This concept of this proposal is that computational thinking will bootstrap any technology for constructing basic building blocks and glues into a general methodology for manufacturing arbitrary structures. A host of such results has the potential to revolutionize the field of nanomanufacturing and bring the societal benefits much closer to feasibility. The project approach is to understand the extent to which high-level algorithmic control, combined with nano self-assembly as the low-level machine, can be used to manufacture arbitrary two- and three-dimensional structures with desired interfaces using very few types of glues and basic units. The theoretical approach is to begin with mathematical models of the assembly process from basic units, small rigid units (rods, squares, cubes, etc.) with glues (binding sites) of different types at specific locations, proceeding to view the sequence of steps by which these units are created, mixed in a solution, and filtered as a geometric algorithm in a novel computational model. The modeling component will develop novel models for viewing nanomanufacturing as a sequential or parallel computation system, where computational steps are either precisely controlled physical manipulations or self-assembly procedures. The primary computational novelty is to consider both of these aspects in one cohesive model, while the chemical innovation is the control and manipulation of viral nanobuilding blocks for higher-order architecture construction. For comparison, complex, large-scale architectures will be assembled by DNA hybridization using building blocks of tobacco mosaic virus, analogous to the theoretical approach. The unique combination of nanobiofabrication and two computational models - sequential and parallel algorithms with self-assembly manufacturing is intended to enable more efficient solutions to general nanomanufacturing.In additional to the technological benefits, the project will also train graduate and undergraduate students to take practical challenges outside computer science and develop mathematical and computational perspectives into the problems, a cornerstone for the success of computational thinking. The proposed research will also be widely disseminated through course and lecture exchanges, visual art projects, and outreach activities.
该提案将使用2009年美国复苏和再投资法案(公法111-5)提供的资金进行奖励,并符合2009年3月20日白宫备忘录第2节中规定的要求,该备忘录题为“确保复苏法案资金的负责任支出”。作为项目主管,我还确认,该提案不支持《恢复法案》A部分第1604节中描述的项目。网络驱动的发现和创新(CDI)提案编号:0941538 /0941312 PI:Hyunmin Yi / Erik Demain机构:塔夫茨大学/马萨诸塞州理工学院标题:CDI I类型:分段纳米制造的几何算法任意结构的高效纳米制造是一个重大的科学挑战和一个mjor技术机遇。这个提议的概念是,计算思维将引导任何构建基本构建块和胶水的技术成为制造任意结构的通用方法。许多这样的结果有可能彻底改变纳米制造领域,使社会效益更接近可行性。该项目的方法是了解高级算法控制与作为低级机器的纳米自组装相结合的程度,可用于使用很少类型的胶水和基本单元制造具有所需界面的任意二维和三维结构。 理论方法是开始与数学模型的装配过程中,从基本单位,小刚性单位(杆,正方形,立方体等)在特定位置具有不同类型的胶水(结合位点),继续查看这些单元被创建、混合在溶液中以及作为新计算模型中的几何算法被过滤的步骤序列。建模组件将开发新的模型,用于将纳米制造视为顺序或并行计算系统,其中计算步骤是精确控制的物理操作或自组装程序。主要的计算新奇是在一个内聚模型中考虑这两个方面,而化学创新是控制和操纵病毒纳米构建块以进行更高级的体系结构构建。为了比较,复杂的,大规模的架构将组装DNA杂交使用烟草花叶病毒的积木,类似于理论的方法。纳米生物制造和两种计算模型的独特组合-自组装制造的顺序和并行算法旨在为一般纳米制造提供更有效的解决方案。除了技术优势外,该项目还将培养研究生和本科生接受计算机科学之外的实际挑战,并发展数学和计算视角。是计算思维成功的基石拟议的研究还将通过课程和讲座交流、视觉艺术项目和外联活动广泛传播。
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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