CRII: RI: Memory-efficient Representations for Robot Tasks: Lower Bounds and Scalable Algorithms

CRII:RI:机器人任务的内存高效表示:下界和可扩展算法

基本信息

  • 批准号:
    1755038
  • 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:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-01 至 2020-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Micro aerial vehicles (MAVs) with highly rich perceptual systems (e.g., vision or laser scanners) have the potential to perform important tasks, such as long-duration search and rescue missions. However, due to their limited computational resources, most existing approaches either use memoryless approaches, such as reactive obstacle avoidance, or highly memory-inefficient approaches that build and store accurate geometric representations. An important question, therefore, is what is the minimal representation a robot must create of its environment in order to achieve its task. A related question is what are the fundamental tradeoffs between how memory-efficient the representation is and how efficiently the robot can accomplish the task. An understanding of these issues has the potential to dramatically increase the type of tasks that MAVs can perform. Motivated by the need for memory-efficient algorithms, this project is developing principled and general techniques for establishing the memory resources required by robots in order to perform their tasks. Specifically, the project will investigate: (i) techniques for establishing lower bounds on memory requirements, and (ii) algorithms for creating memory-efficient and task-centric representations for robot tasks. The key insight is to leverage and extend ideas from the theory of streaming algorithms and communication complexity, establishing a connection between streaming problems and robot perception by viewing a robot's sensory inputs as constituting the data stream. This analogy enables application of powerful techniques, originally developed by the theoretical computer science community, for proving lower bounds on memory requirements and using the vast suite of memory-efficient algorithms from the streaming algorithms literature. The resulting tools will be applied to MAVs with limited computation performing various tasks such as search, exploration, and navigation in search-and-rescue contexts.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.
具有高度丰富的感知系统(如视觉或激光扫描仪)的微型飞行器(MAV)具有执行重要任务的潜力,例如长期搜索和救援任务。然而,由于其有限的计算资源,现有的大多数方法要么使用无记忆的方法,如反应性避障,要么使用内存效率极低的方法来构建和存储准确的几何表示。因此,一个重要的问题是,为了完成任务,机器人必须为其环境创建什么最低限度的表示。一个相关的问题是,表示的内存效率与机器人完成任务的效率之间的基本权衡是什么。对这些问题的理解有可能极大地增加小牛可以执行的任务类型。出于对高效内存算法的需求,该项目正在开发原则性和一般性的技术,以建立机器人执行任务所需的内存资源。具体地说,该项目将研究:(I)建立内存需求下限的技术,以及(Ii)为机器人任务创建内存高效和以任务为中心的表示法的算法。关键的洞察力是利用和扩展流传输算法和通信复杂性理论的思想,通过将机器人的感官输入视为数据流,在流传输问题和机器人感知之间建立联系。这种类比允许应用最初由理论计算机科学界开发的强大技术,用于证明内存需求的下限,并使用流算法文献中的大量内存效率算法。所产生的工具将应用于计算有限的MAV,在搜救环境中执行各种任务,如搜索、探索和导航。这一奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Task-Driven Estimation and Control via Information Bottlenecks
Learning Task-Driven Control Policies via Information Bottlenecks
  • DOI:
    10.15607/rss.2020.xvi.101
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Vincent Pacelli;Anirudha Majumdar
  • 通讯作者:
    Vincent Pacelli;Anirudha Majumdar
{{ 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 }}

Anirudha Majumdar其他文献

Learning to Actively Reduce Memory Requirements for Robot Control Tasks
学习主动减少机器人控制任务的内存需求
Hardness Results and Algebraic Relaxations for Control of Underactuated Robots
欠驱动机器人控制的硬度结果和代数松弛
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Anirudha Majumdar;Amir Ali Ahmadi
  • 通讯作者:
    Amir Ali Ahmadi
MonoNav: MAV Navigation via Monocular Depth Estimation and Reconstruction
MonoNav:通过单目深度估计和重建进行 MAV 导航
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2311.14100
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nathaniel Simon;Anirudha Majumdar
  • 通讯作者:
    Anirudha Majumdar
Characterization of Dynamic Behaviors in a Hexapod Robot
六足机器人动态行为的表征
  • DOI:
    10.1007/978-3-642-28572-1_46
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    H. Komsuoglu;Anirudha Majumdar;Yasemin Ozkan;D. Koditschek
  • 通讯作者:
    D. Koditschek
Complexity of ten decision problems in continuous time dynamical systems
连续时间动力系统中十个决策问题的复杂性
  • DOI:
    10.1109/acc.2013.6580838
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Amir Ali Ahmadi;Anirudha Majumdar;Russ Tedrake
  • 通讯作者:
    Russ Tedrake

Anirudha Majumdar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('Anirudha Majumdar', 18)}}的其他基金

CAREER: Generalization and Safety Guarantees for Learning-Based Control of Robots
职业:基于学习的机器人控制的泛化和安全保证
  • 批准号:
    2044149
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

醒脑静多靶点调控PI3K/Akt通路抑制CI/RI氧化应激—基于网络药理学及体内、外实验研究
  • 批准号:
    2025JJ90117
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
IgA-FcαRI介导的Syk/NLRP3/caspase-1通路在线状IgA大疱性皮病 中的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于双修饰ANG-RNH1系统阻抑RI复合物生成机制建立口腔黏膜等效物血管化稳态
  • 批准号:
    82401112
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
跨膜蛋白LRP5胞外域调控膜受体TβRI促钛表面BMSCs归巢、分化的研究
  • 批准号:
    82301120
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于“免疫-神经”网络探讨眼针活化CI/RI大鼠MC靶向H3R调节“免疫监视”的抗炎机制
  • 批准号:
    82374375
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    51 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Dectin-2通过促进FcεRI聚集和肥大细胞活化加剧哮喘发作的机制研究
  • 批准号:
    82300022
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
藏药甘肃蚤缀β-咔啉生物碱类TβRI抑制剂的发现及其抗肺纤维化作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
nCs通过TβRI结合并磷酸化Axin促进颌骨成骨反应的作用及机制研究
  • 批准号:
    2022J011347
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
TβRI的UFM化修饰调控TGF-β信号通路和乳腺癌转移的作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于 FcεRI 信号通路介导的肥大细胞脱颗粒过程研究支气管哮喘的机制及中药干预
  • 批准号:
    2022JJ70115
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Research Infrastructure: Mid-scale RI-1 (MI:IP): X-rays for Life Sciences, Environmental Sciences, Agriculture, and Plant sciences (XLEAP)
研究基础设施:中型 RI-1 (MI:IP):用于生命科学、环境科学、农业和植物科学的 X 射线 (XLEAP)
  • 批准号:
    2330043
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
CRII: RI: Deep neural network pruning for fast and reliable visual detection in self-driving vehicles
CRII:RI:深度神经网络修剪,用于自动驾驶车辆中快速可靠的视觉检测
  • 批准号:
    2412285
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Engines Development Award: Accelerating A Just Energy Transition Through Innovative Nature-Inclusive Offshore Wind Farms (CT,DE,MA,MD,NJ,RI,VA)
NSF 发动机开发奖:通过创新的自然包容性海上风电场加速公正的能源转型(康涅狄格州、特拉华州、马里兰州、马里兰州、新泽西州、罗德岛州、弗吉尼亚州)
  • 批准号:
    2315558
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
新しい口腔癌センチネルリンパ節マッピング法の確立-RI法との非劣性試験-
口腔癌前哨淋巴结定位新方法的建立-RI法非劣效性检验-
  • 批准号:
    24K20038
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
RIビームを用いた医療用At-211製造技術の開発
使用 RI 光束开发医用 At-211 制造技术
  • 批准号:
    23K25132
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
医療用RIの大量製造に向けた大強度He二価ECRイオン源の研究開発
医用RI量产用高强度He二价ECR离子源研发
  • 批准号:
    24KJ1107
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Mass measurements of Ag and Pd isotopes with the Rare RI-Ring for the 2nd peak of the r-process abundance
使用 Rare RI 环对 r 过程丰度的第二个峰进行 Ag 和 Pd 同位素的质量测量
  • 批准号:
    23K22509
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
RI: Small: Understanding Hand Interaction In The Jumble of Internet Videos
RI:小:在混乱的互联网视频中理解手部交互
  • 批准号:
    2426592
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
減速RIビームを用いたフェムト・スケール量子系における相転移現象の研究
使用减速 RI 光束研究飞秒级量子系统中的相变现象
  • 批准号:
    24H00239
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Collaborative Research: RI: Medium: Principles for Optimization, Generalization, and Transferability via Deep Neural Collapse
合作研究:RI:中:通过深度神经崩溃实现优化、泛化和可迁移性的原理
  • 批准号:
    2312841
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了