CRCNS US-German-Israeli Collaborative Research Proposal: Hierarchical Coordination of Complex Actions
CRCNS US-German-Israeli Collaborative Research Proposal: Hierarchical Coordination of Complex Actions
批准号:
1723998
负责人:
Dagmar Sternad
金额:
$31.99万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2017
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2017-09-01 至 2022-10-31
中文摘要
人类在许多领域胜过机器。例如,当需要与物理环境进行协调交互时,人类(和动物)的表现远远超过现代机器人。尽管生物系统的“硬件”和“湿软件”要慢得多,而且比最现代的机器人还要复杂得多,但这种情况还是发生了。该研究项目旨在了解复杂性在人类感觉和运动表现中的作用。将研究在具有挑战性的平衡条件下的人类行走,并包括使用手杖来增强稳定性。研究人员强调,在具有挑战性的环境中学习平衡应该导致新的康复疗法(有或没有机器人辅助),以帮助恢复平衡和行走(例如,中风后)。研究人员将创建适合K-12学生在线演示的教育单元,并将根据他们的研究为波士顿科学博物馆设计展品。在这个项目中要测试的中心假设是,涉及与对象的物理交互的复杂运动是由模块或原语组成的层次结构组织起来的。实验将研究正常人如何学会在窄梁上行走。不同圆度的梁会带来不同的挑战。手持手杖将改变可用的支持(就像儿童自行车上的辅助轮)。结合机器学习的计算机模拟将研究组织作为层次结构的优点和缺点。新的数学工具将被开发和测试,看看它们是否能够深刻地描述人类在具有挑战性的条件下的表现。这项研究涉及来自美国、以色列和德国的科学家之间的多国合作,每个国家都有互补的专业知识。实验和理论工作之间的桥梁以及不同的首席研究员将有助于吸引女性进入传统上由男性主导的计算神经科学、机器人和控制工程领域。伙伴项目由德国联邦教育和研究部(BMBF)和美国-以色列两国科学基金会(BSF)资助。
英文摘要
There are many arenas where humans outperform machines. For example, when coordinated interaction with the physical environment is needed, humans (and animals) vastly out-perform modern robots. This occurs despite the biological systems having far slower 'hardware' and 'wetware' and much greater complexity than even the most modern robots. This research project seeks to understand the role of complexity in human sensory and motor performance. Human walking under challenging balance conditions will be studied and the use of canes to enhance stability will be included. The investigators emphasis on learning to balance in challenging environments should lead to new rehabilitation therapies (with or without robotic assistance) to aid recovery of balance and walking (e.g., after stroke). The researchers will create educational units suitable for online presentation to K-12 students and will devise exhibits based on their research for the Museum of Science in Boston.The central hypothesis to be tested in this project is that complex movements involving physical interaction with objects are organized as a hierarchy formed of modules or primitives. Experiments will study how unimpaired humans learn to walk on narrow beams. Beams of different roundness will vary the challenge. Hand-held canes will alter the available support (like training wheels on a child's bicycle). Computer simulations combined with machine learning will study the benefits and drawbacks of organization as a hierarchy. New mathematical tools will be developed and tested to see if they enable insightful description of human performance in challenging conditions. The research involves a multinational collaboration among scientists from the U.S., Israel, and Germany, each with complementary expertise. The bridge between experimental and theoretical work and the diverse Principal Investigators will help to attract women into the traditionally male-dominated fields of computational neuroscience, robotics and control engineering.Companion projects are being funded by the Federal Ministry of Education and Research, Germany (BMBF) and the US-Israel Binational Science Foundation (BSF).
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DOI:
10.1523/jneurosci.1652-20.2020
发表时间:
2021-02-03
期刊:
JOURNAL OF NEUROSCIENCE
影响因子:
5.3
作者:
[Balasubramaniam, Ramesh, Haegens, Saskia, Song, Joo-Hyun]
通讯作者:
Song, Joo-Hyun
Control of goal-directed movements within (or beyond) reach?
控制目标导向的运动在(或超出)范围内?
DOI:
10.1016/j.plrev.2019.03.016
发表时间:
2019
期刊:
Physics of Life Reviews
影响因子:
11.7
作者:
[Sternad, Dagmar, Hogan, Neville]
通讯作者:
Hogan, Neville
DOI:
10.1038/s41598-020-64035-y
发表时间:
2020-05-06
期刊:
SCIENTIFIC REPORTS
影响因子:
4.6
作者:
[Huber, Meghan E., Chiovetto, Enrico, Sternad, Dagmar]
通讯作者:
Sternad, Dagmar
DOI:
10.1152/jn.00176.2017
发表时间:
2017-10-01
期刊:
JOURNAL OF NEUROPHYSIOLOGY
影响因子:
2.5
作者:
[Ochoa, Julieth, Sternad, Dagmar, Hogan, Neville]
通讯作者:
Hogan, Neville
Collaborative Research: SCH: Movement as a Vital Sign in Preterm Infants
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批准号:2123972
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$52.5万
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财政年份:2021
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
Collaborative Research: Emergent motor timing influences perceptual timing
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批准号:2043318
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$32.3万
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财政年份:2021
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
Collaborative Research: Learning to Control Dynamically Complex Objects
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批准号:1825942
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$34.92万
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财政年份:2018
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
NRI: Collaborative Research: Towards Robots with Human Dexterity
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批准号:1637854
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$50.0万
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财政年份:2017
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
EAGER/Collaborative Research: Challenging the Cognitive-Control Divide
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批准号:1548514
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$17.11万
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财政年份:2015
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
Dynamics of Action and Perception in a Rhythmic Task
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批准号:0904464
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$15.75万
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财政年份:2008
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
Dynamics of Action and Perception in a Rhythmic Task
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批准号:0450218
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2005
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
Discrete and Rhythmic Dynamics in Multipoint Movements
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批准号:0096543
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$34.29万
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财政年份:2001
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
Conference Progress in Motor Control-II: August 1999: University Park, PA
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批准号:9813994
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$1.0万
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财政年份:1999
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
Multi-Joint Dynamics: A Model for Discrete and Rhythmic Coordination Tasks
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批准号:9710312
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$20.2万
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财政年份:1997
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负责人:Dagmar Sternad
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依托单位:
国内基金
海外基金
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基于CT-US融合影像技术的PCNL智能穿刺体系在临床上的应用
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批准号:JCZRLH202500482
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:
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依托单位:
基于US介导硫酮氧化的早诊分子探针的制备与应用研究
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批准号:22377069
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:张建
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依托单位:
Ⅰ型单纯疱疹病毒通过皮层蛋白US3诱导神经元线粒体损伤及其在阿尔茨海默病中的作用
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批准号:82372245
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:尤红娟
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依托单位:
BoCP: US-China: 榕-蜂共生体系性状创新在增加生物多样性中的贡献
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批准号:32261123001
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:450万元
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批准年份:2022
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负责人:陈小勇
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依托单位:
SRS:US-China:城乡复合系统水体温室气体排放特征及调控机制
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批准号:T2261129474
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:300.00万元
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批准年份:2022
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负责人:夏星辉
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依托单位:
SRS:US-China:极端温度事件下城乡区域低碳人居环境系统脆弱性分析与韧性提升
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批准号:T221101033
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:0.00万元
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批准年份:2022
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负责人:施骞
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依托单位:
SRS: US-China: 城乡复合系统水体温室气体排放特征及调控机制
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:300万元
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批准年份:2022
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负责人:夏星辉
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依托单位:
SRS: US-China: 极端温度事件下城乡区域低碳人居环境系统脆弱性分析与韧性提升
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:297.5万元
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批准年份:2022
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负责人:施骞
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依托单位:
SRS:US-China:基础设施促进城乡融合可持续发展的驱动机理与决策机制研究
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批准号:T2261129477
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:300.00万元
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批准年份:2022
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负责人:刘炳胜
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依托单位:
SRS: US-China: 基础设施促进城乡融合可持续发展的驱动机理与决策机制研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:300万元
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批准年份:2022
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负责人:刘炳胜
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依托单位: