CPS:Small: Syntax-Guided Synthesis for Cyber-Physical Systems

CPS:Small:信息物理系统的语法引导综合

基本信息

  • 批准号:
    1837506
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.3万
  • 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:
    2018-10-01 至 2024-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nowadays, anyone can buy and put together sensors, actuators, and computation components, but typically only highly trained engineers are able to compose systems that can autonomously perform complex tasks. This project makes the design of cyber-physical systems (CPS) accessible to anyone by creating computational tools that enable people to choose a set of building blocks and define what a system should do. The tools then automatically create a simple and easy to understand description of how to assemble the components and provide the control needed to accomplish the task. If the task cannot be done with a single system, the tools provide either multiple systems that need to be assembled and/or explanations as to why the task cannot be done, for example due to physical constraints. The project includes designing a competition to accelerate the development of design tools, and mentoring of students from underrepresented groups. Inspired by advances in program synthesis, control synthesis and modular CPS, this project (i) defines formal specifications and synthesis processes for CPS whose task requires motion in the physical environment, and (ii) creates automated design tools that synthesize both the structure and control of the CPS and that guarantee either full or partial task satisfaction. The formalisms and tools are based on the Syntax-Guided Synthesis (SyGuS) paradigm where the design space is reduced by considering additional structure and leverages computational methods from satisfiability-modulo-theories (SMT) solvers to program synthesis tools, inverse kinematics solvers, motion planners and design optimization. The tools are evaluated on two physical and two simulated platforms.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.
如今,任何人都可以购买并组装传感器,执行器和计算组件, 但通常只有训练有素的工程师才能够组成能够自主执行复杂任务的系统。该项目通过创建计算工具使任何人都可以访问网络物理系统(CPS)的设计,这些工具使人们能够选择一组构建块并定义系统应该做什么。然后,这些工具会自动创建一个简单易懂的描述,说明如何组装组件并提供完成任务所需的控制。如果任务不能用单个系统完成,则工具提供需要组装的多个系统和/或关于为什么任务不能完成的解释,例如由于物理限制。该项目包括设计一个竞赛,以加速设计工具的开发,并指导来自代表性不足群体的学生。受程序综合、控制综合和模块化CPS进展的启发,该项目(i)定义了CPS的正式规范和综合过程,CPS的任务需要在物理环境中运动,(ii)创建自动化设计工具,综合CPS的结构和控制,并保证完全或部分任务满意度。的形式主义和工具是基于语法引导的合成(SyGuS)的范例,其中的设计空间减少考虑额外的结构,并利用计算方法,从满足性模理论(SMT)求解程序的合成工具,逆运动学求解器,运动规划和设计优化。该奖项反映了NSF的法定使命,并已被认为是值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估的支持。

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-Based Design of Ad-hoc Modular Manipulators
基于任务的 Ad-hoc 模块化机械手设计
Automated Synthesis of Modular Manipulators’ Structure and Control for Continuous Tasks around Obstacles
模块化机械臂的自动合成——围绕障碍物连续任务的结构和控制
  • DOI:
    10.15607/rss.2020.xvi.030
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Campos de Almeida, Thais;Marri, Samhita;Kress-Gazit, Hadas
  • 通讯作者:
    Kress-Gazit, Hadas
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  • 批准号:
    2331301
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37.3万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了