CPS: Small: Cyber-Physical Communication for Cooperative Human-Robot Mobility
CPS: Small: Cyber-Physical Communication for Cooperative Human-Robot Mobility
批准号:
1739525
负责人:
Ella Atkins
金额:
$50.0万
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 2021-08-31
中文摘要
从事运输和数据收集的人-机器人团队通常会共享一个共同的物理工作空间。该项目将研究人-计算机物理系统(h-CPS)在协作空中有效载荷运输方面的基本挑战。首先,无人机(UAV)在不确定的风向下,在杂乱的环境中协同抬起和携带有效载荷。多无人机系统(MU)自主运行,允许人类同伴在与MU交互时将注意力集中在他们的环境上。我们提出了一种新颖的界面,操作员推着悬挂的有效载荷来引导团队,并通过联网的平板电脑协调任务。一种新的协作控制策略安全地引导MU,而基于物理的算法区分人类输入和环境干扰。飞行测试将演示和验证h-CPS。PI和指导博士后研究人员将让来自代表不足群体的学生和K-12学生参与安全MU飞行演示。该项目提供了三个研究进展:MU可伸缩性和通过连续变形协作控制保证碰撞,安全MU对车辆异常进行补偿,以及易于认知的用户界面。对这项工作特别新颖的是h-cps接口,其中操作员推入有效载荷以引导MUS团队。我们将应用线性动量分析来感知触觉提示,并将在模拟和飞行测试中验证我们的模型。任务级决策将通过将系统建模为马尔可夫博弈来执行,其中博弈状态从人、环境和集合MU状态中分离出来。我们的方法抽象了MU的行为,以降低认知复杂性和实时网络和计算开销。
英文摘要
Human-robot teams engaged in transportation and data collection will often share a common physical workspace. This project will investigate fundamental challenges in human-cyberphysical-systems (h-CPS) for cooperative aerial payload transport. First, Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) cooperatively lift and carry a payload through a cluttered environment under uncertain winds. The multi-UAV system (MUS) functions autonomously to allow human companions to focus attention on their environment while interacting with the MUS. We propose a novel interface where an operator pushes on the slung payload to guide the team and coordinates the mission through a networked tablet. A novel cooperative control strategy safely guides the MUS while physics-based algorithms distinguish human inputs from environmental disturbances. Flight tests will demonstrate and validate the h-CPS. The PI and mentored postdoctoral researcher will involve students from under-represented groups and K-12 students in safe MUS flight demonstrations.This project offers three research advances: MUS scalability and collision avoidance guarantees through continuum deformation cooperative control, safe MUS compensation for vehicle anomalies, and cognitively-tractable user interfaces. Particularly novel to this work is the h-CPS interface in which an operator pushes on the payload to guide the MUS team. We will apply linear momentum analysis to sense haptic cues and will validate our models in simulation and flight testing. Mission-level decision-making will be performed through system modeling as a Markov game in which game states are defined from human, environment, and aggregate MUS state. Our method abstracts MUS behaviors to reduce cognitive complexity and real-time network and computational overhead.
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DOI:
10.23919/acc.2019.8814645
发表时间:
2019-07
期刊:
2019 American Control Conference (ACC)
影响因子:
--
作者:
[H. Rastgoftar;Jean-Baptiste Jeannin;E. Atkins]
通讯作者:
H. Rastgoftar;Jean-Baptiste Jeannin;E. Atkins
DOI:
10.23919/acc.2019.8815266
发表时间:
2018-09
期刊:
2019 American Control Conference (ACC)
影响因子:
--
作者:
[Matthew Romano;Prince Kuevor;Derek Lukacs;Owen Marshall;Mia N. Stevens;H. Rastgoftar;J. Cutler;E. Atkins]
通讯作者:
Matthew Romano;Prince Kuevor;Derek Lukacs;Owen Marshall;Mia N. Stevens;H. Rastgoftar;J. Cutler;E. Atkins
Nailed It: Autonomous Roofing with a Nailgun-Equipped Octocopter
成功了:使用配备钉枪的八轴飞行器实现自主屋顶
DOI:
10.2514/6.2021-3211
发表时间:
2021
期刊:
AIAA Aviation
影响因子:
--
作者:
[Romano, Matthew M., Chen, Yuxin, Kuevor, Prince, Marshall, Owen, Atkins, Ella]
通讯作者:
Atkins, Ella
Multi-Unmanned-Aerial-Vehicle Wildfire Boundary Estimation Using a Semantic Segmentation Neural Network
使用语义分割神经网络的多无人机野火边界估计
DOI:
10.2514/1.i010912
发表时间:
2021
期刊:
Journal of Aerospace Information Systems
影响因子:
1.5
作者:
[Castagno, Jeremy, Romano, Matthew, Kuevor, Prince, Atkins, Ella]
通讯作者:
Atkins, Ella
DOI:
10.1016/j.ast.2019.05.002
发表时间:
2019-08
期刊:
Aerospace Science and Technology
影响因子:
5.6
作者:
[H. Rastgoftar;E. Atkins]
通讯作者:
H. Rastgoftar;E. Atkins
共 7 条
National Robotics Initiative (NRI) PI Meeting 2020 Technical Program Organization
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批准号:1940652
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$3.98万
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财政年份:2019
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负责人:Ella Atkins
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依托单位:
I/UCRC: University of Michigan Planning Grant: I/UCRC for the Center for Unmanned Aircraft Systems (C-UAS)
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批准号:1624632
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$1.5万
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财政年份:2016
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负责人:Ella Atkins
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依托单位:
CAREER: State-dependent Resource Management for Integrated Task and Motion Plans
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批准号:0732592
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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:2007
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负责人:Ella Atkins
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依托单位:
Collaborative Research: SoD-TEAM: A Feedback-Based Architecture for Highly Reliable Embedded Software
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批准号:0613308
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$5.0万
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财政年份:2006
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负责人:Ella Atkins
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依托单位:
Collaborative Research: SoD-TEAM: A Feedback-Based Architecture for Highly Reliable Embedded Software
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批准号:0650049
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$5.0万
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财政年份:2006
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负责人:Ella Atkins
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依托单位:
CAREER: State-dependent Resource Management for Integrated Task and Motion Plans
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批准号:0347461
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$42.11万
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财政年份:2004
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负责人:Ella Atkins
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依托单位:
国内基金
海外基金
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昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
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批准号:
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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:2024
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负责人:
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依托单位:
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:张祥忠
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依托单位:
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
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批准号:32000033
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:林平
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依托单位:
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
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批准号:31972324
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:高学文
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依托单位:
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
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批准号:81900988
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2019
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负责人:毛梦莹
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依托单位:
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
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批准号:31870821
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈江宁
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依托单位:
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
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批准号:31802058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:麻慧
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依托单位:
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
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批准号:31772128
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:吴建国
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依托单位:
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
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批准号:81704176
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:赵继梦
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依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
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批准号:91640114
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何祖华
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依托单位: