NRI: INT: FIngers See Things Differently (FIST-D): A Robotic Explosive Ordnance Disposal (EOD) based on Augmented Tactile Imaging

NRI:INT:手指以不同的方式看待事物 (FIST-D):基于增强触觉成像的机器人爆炸物处理 (EOD)

基本信息

  • 批准号:
    1925194
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 149.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Explosive ordnance disposal is among the more hazardous occupations whether in the military and law enforcement when confronted with improvised explosive devices (IEDs), or after natural disasters when exposed explosive materials must be quickly, safely, and expeditiously disposed. Explosive ordnance disposal (EOD) technicians respond to dangerous situations, wearing only protective suits, which may reduce the impact of a blast but do not provide complete protection. Moreover, EOD technicians are subject to fatigue, heat stress, and reduced dexterity. These can lead to a reduced ability by EOD technicians to deal with threats effectively and safely. Robots can greatly mitigate many of the risks, help reduce a technician's exposure and time-on-target, lessen the risk of otherwise very dangerous situations, and keep the technician better out of harm's way. Technician are still need albeit from afar by teleoperating the robots. A chronic problem in EOD is the limited perceptual information that such robotic systems can convey. Currently available robots depend heavily on vision and video telemetry, which can be drastically impaired when IEDs are buried or concealed. This research addresses this scientific challenge by developing a multi-modal perceptual image comprised of tactile, optical, and force information, using a telerobot. Such a telerobot will: 1) deliver a multimodal image in a format that is easily interpretable by the operator; 2) learn from limited observations using principles of machine learning; 3) recognize objects from texture and weight signatures; and 4) recommend best strategies to approach and explore the objects. In addition to its main application, the theories and technologies involved in this proposal impact other fields in which dexterity and tactile feedback is key for successful task completion, such as tele-surgery. A unique feature of this project is a set of bimanual tool tips, equipped with multi-sensory devices for collecting tactile, force and chemical composition information for target characterization and action. As the exploration takes place, object profiles (based on sensed information) are built from discrete observations, which are accumulated and fitted to machine learning models based on transfer learning and zero/one-shot learning.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.
爆炸物处理是危险性较高的职业之一,无论是在军事和执法部门遇到简易爆炸装置时,还是在自然灾害发生后必须迅速、安全和迅速处理暴露的爆炸材料时。 爆炸物处理技术人员应对危险情况时只穿防护服,这可能会减少爆炸的影响,但不能提供全面保护。 此外,爆炸物处理技术人员容易疲劳、热应激和灵活性降低。 这可能导致爆炸物处理技术人员有效和安全地处理威胁的能力下降。机器人可以极大地降低许多风险,帮助减少技术人员的暴露和目标时间,减少其他非常危险的情况的风险,并使技术人员更好地远离伤害。技术人员仍然需要远程操作机器人。爆炸物处理中的一个长期问题是这种机器人系统能够传达的感知信息有限。目前可用的机器人在很大程度上依赖于视觉和视频遥测,当简易爆炸装置被掩埋或隐藏时,这一点可能会严重受损。这项研究解决了这一科学挑战,通过开发一个多模态感知图像组成的触觉,光学和力的信息,使用遥控机器人。这样的遥控机器人将:1)以操作员易于解释的格式提供多模态图像; 2)使用机器学习原理从有限的观察中学习; 3)从纹理和权重签名中识别对象;以及4)推荐接近和探索对象的最佳策略。除了其主要应用之外,该提案中涉及的理论和技术还影响了其他领域,其中灵巧性和触觉反馈是成功完成任务的关键,例如远程手术。该项目的一个独特之处是一套双手工具提示,配备了多传感器设备,用于收集触觉,力和化学成分信息,用于目标表征和行动。随着探索的进行,物体轮廓(基于感知信息)从离散观测中构建,这些观测被积累并拟合到基于迁移学习和零/一次性学习的机器学习模型中。该奖项反映了NSF的法定使命,并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,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Triangle-Net: Towards Robustness in Point Cloud Learning
Selective and Divided Attention for Vibrotactile Stimuli on Both Arms
对双臂振动触觉刺激的选择性和分散注意力
  • DOI:
    10.1109/whc49131.2021.9517140
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Clepper, Gina M.;Martinez, Juan S.;Tan, Hong Z.
  • 通讯作者:
    Tan, Hong Z.
Vibrotactile Display of Distance Information in a Virtual Object Exploration Task
虚拟对象探索任务中距离信息的振动触觉显示
  • DOI:
    10.1109/whc56415.2023.10224511
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Rueschen, Johannes F.;Tan, Hong Z.
  • 通讯作者:
    Tan, Hong Z.
Tactile and Chemical Sensing With Haptic Feedback for a Telepresence Explosive Ordnance Disposal Robot
  • DOI:
    10.1109/tro.2023.3278455
  • 发表时间:
    2023-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Chenxi Xiao;A. Woeppel;Gina M. Clepper;Shengjie Gao;Shujia Xu;Johannes F. Rueschen;Daniel Kruse;Wenzhuo Wu;H. Tan;Thomas Low;S. Beaudoin;B. Boudouris;William G. Haris;J. Wachs
  • 通讯作者:
    Chenxi Xiao;A. Woeppel;Gina M. Clepper;Shengjie Gao;Shujia Xu;Johannes F. Rueschen;Daniel Kruse;Wenzhuo Wu;H. Tan;Thomas Low;S. Beaudoin;B. Boudouris;William G. Haris;J. Wachs
One-Shot Image Recognition Using Prototypical Encoders with Reduced Hubness
{{ 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 }}

Wenzhuo Wu其他文献

Advancements in functionalized high-performance separators for lithium-sulfur batteries
用于锂硫电池的功能化高性能隔膜的进展
  • DOI:
    10.1016/j.mser.2025.100924
  • 发表时间:
    2025-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    26.800
  • 作者:
    Shuang Xia;Xuming Xu;Wenzhuo Wu;Yuhui Chen;Lili Liu;Gaojun Wang;Lijun Fu;Qiangyu Zhang;Tao Wang;Jiarui He;Yuping Wu
  • 通讯作者:
    Yuping Wu
Piezotronics and piezo-phototronics for adaptive electronics and optoelectronics
用于自适应电子学和光电子学的压电子学与压电光电子学
  • DOI:
    10.1038/natrevmats.2016.31
  • 发表时间:
    2016-05-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    86.200
  • 作者:
    Wenzhuo Wu;Zhong Lin Wang
  • 通讯作者:
    Zhong Lin Wang
One-step fabrication of 2D circuits
  • DOI:
    10.1038/s41928-019-0237-y
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    34.3
  • 作者:
    Wenzhuo Wu
  • 通讯作者:
    Wenzhuo Wu
Biopolymers-based skin-interfaced triboelectric sensors
  • DOI:
    10.1007/s12274-023-5784-x
  • 发表时间:
    2023-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.000
  • 作者:
    Shujia Xu;Pedro Henrique de Souza Barbosa;Wenzhuo Wu
  • 通讯作者:
    Wenzhuo Wu
Polyethyleneimine-filled sepiolite nanorods-embedded poly(2,5-benzimidazole) composite membranes for wide-temperature PEMFCs
用于宽温质子交换膜燃料电池的聚乙烯亚胺填充海泡石纳米棒嵌入聚(2,5-苯并咪唑)复合膜
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2022.131977
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Qingting Liu;Xiaohe Wang;Xiaoxiao Zhang;Zhiwei Ling;Wenzhuo Wu;Xudong Fu;Rong Zhang;Shengfei Hu;Xiao Li;Feng Zhao;Xujin Bao
  • 通讯作者:
    Xujin Bao

Wenzhuo Wu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('Wenzhuo Wu', 18)}}的其他基金

CAREER: Scalable Nanomanufacturing of Two-Dimensional Topological Materials for Quantum Device Applications
职业:用于量子器件应用的二维拓扑材料的可扩展纳米制造
  • 批准号:
    2046936
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Tellurene mid-infrared integrated photonics
合作研究:碲烯中红外集成光子学
  • 批准号:
    2024017
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Scalable Nanomanufacturing of Large-area Two-dimensional Tellurene for High-performance Wearable Piezoelectric Devices
用于高性能可穿戴压电器件的大面积二维碲烯的可扩展纳米制造
  • 批准号:
    1762698
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

内源性逆转录病毒MER65-int调控人类胎 盘发育与子宫内膜重塑的功能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
隐秘重组信号序列INT-RSS在T细胞受体基因Tcra重排中的功能和机制研究
  • 批准号:
    32370939
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
HPV16 E7 通过 Int1 蛋白调控 Wnt 信号通路调节肿瘤局部树突状细胞活性
  • 批准号:
    LQ22H160033
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
选择性PPARγ激动剂INT131调控适应性产热和AD-MSCs分化成棕色样脂肪细胞的机制研究
  • 批准号:
    81903680
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
INT复合物调节U snRNA 3'加工的结构基础
  • 批准号:
    31800624
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
沉默Int6基因的骨髓间充质干细胞复合生物支架构建血管化腹股沟疝补片及其促补片血管化机制
  • 批准号:
    81371698
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
HIF/Int6调控迟发型EPC体外增殖的机制及其治疗重度子痫前期的可行性
  • 批准号:
    81100439
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

INT-ACT: Intangible Cultural Heritage, Bridging The Past, Present And Future
INT-ACT:非物质文化遗产,连接过去、现在和未来
  • 批准号:
    10102226
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    EU-Funded
SCH: INT: New Machine Learning Framework to Conduct Anesthesia Risk Stratification and Decision Support for Precision Health
SCH:INT:用于进行麻醉风险分层和精准健康决策支持的新机器学习框架
  • 批准号:
    2347604
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SCH: INT: Collaborative Research: An Intelligent Pervasive Augmented reaLity therapy (iPAL) for Opioid Use Disorder and Recovery
SCH:INT:合作研究:针对阿片类药物使用障碍和恢复的智能普遍增强现实疗法 (iPAL)
  • 批准号:
    2343183
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SCH: INT: Collaborative Research: DeepSense: Interpretable Deep Learning for Zero-effort Phenotype Sensing and Its Application to Sleep Medicine
SCH:INT:合作研究:DeepSense:零努力表型感知的可解释深度学习及其在睡眠医学中的应用
  • 批准号:
    2313481
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Quantifying the inboard transfer of deformation int he Northern Canadian Cordillera
量化加拿大北部科迪勒拉山脉向内变形传递
  • 批准号:
    517959-2018
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Northern Research Supplement
SCH: INT: Context-Aware Micro-Interventions for Social Anxiety
SCH:INT:针对社交焦虑的情境感知微干预
  • 批准号:
    10700105
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
SCH: INT: Context-Aware Micro-Interventions for Social Anxiety
SCH:INT:针对社交焦虑的情境感知微干预
  • 批准号:
    10601189
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
Quantifying the inboard transfer of deformation int he Northern Canadian Cordillera
量化加拿大北部科迪勒拉山脉向内变形传递
  • 批准号:
    517959-2018
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Northern Research Supplement
SCH: INT: Collaborative Research: Context-Adaptive Multimodal Informatics for Psychiatric Discharge Planning
SCH:INT:合作研究:用于精神病出院计划的上下文自适应多模态信息学
  • 批准号:
    10573225
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
NRI: INT: Self-Assembly of Modular Robots Constructed using DNA: Modeling and Manufacturing Nanostructures with Graph Neural Networks and DNA Origami
NRI:INT:使用 DNA 构建的模块化机器人的自组装:使用图神经网络和 DNA 折纸建模和制造纳米结构
  • 批准号:
    2132886
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 149.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了