EAGER: Synthetic Chemical-Based Information Processing

EAGER:基于合成化学的信息处理

基本信息

  • 批准号:
    1941344
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 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:
    2019-10-01 至 2022-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Computing systems have been mostly realized using semiconductor-based devices and, more recently, DNA-based biomolecules. This proposal seeks to investigate computing methods using small non-biological molecules. The key advantages of small molecules are that they are ubiquitous, abundant, highly compact, and inexpensive, and have many degrees of freedom that can be manipulated in parallel. In this proposal a new paradigm is investigated, wherein a very large and diverse library of small synthetic molecules is produced from multi-component reactions to encode information. The paradigm can lead to high-information-density and parallel-processing capabilities. The broader impacts for this proposal include broadening participation and outreach; professional development for graduate and undergraduate students; and curriculum development for interdisciplinary courses in computing and chemistry.The goal of this proposal is to devise novel chemical-based data-encoding, -processing and -readout techniques with parallel-processing capabilities. To achieve the proposal's goal, two main objectives will be investigated. First, a theoretical foundation will be defined to establish ultimate limits on data encoding and processing as a function of molecular library sizes and instrument-detection capabilities. Second, a number of chemical-based processing techniques will be devised to perform basic logical and arithmetic operations on target chemical libraries. The use of mixture of synthetic small molecules to encode and process information is a transformative research direction that has been largely unexplored. This EAGER proposal will explore the fundamental techniques that can establish this nascent interdisciplinary field and identify the main research methods for synthesis, information processing and readout.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.
计算机系统主要是通过半导体器件实现的,最近,基于dna的生物分子也实现了。本提案旨在研究使用非生物小分子的计算方法。小分子的主要优点是它们无处不在,数量丰富,高度紧凑,价格低廉,并且具有许多可以并行操作的自由度。在这个提议中,研究了一个新的范例,其中一个非常大的和多样化的小合成分子库是由多组分反应产生的,以编码信息。这种范式可以带来高信息密度和并行处理能力。这项建议的更广泛影响包括扩大参与和外联;研究生和本科生的专业发展;以及计算机和化学跨学科课程的课程开发。本提案的目标是设计具有并行处理能力的新型基于化学的数据编码、处理和读出技术。为了实现提案的目标,将调查两个主要目标。首先,将定义一个理论基础,以建立数据编码和处理的最终限制,作为分子库大小和仪器检测能力的函数。其次,将设计一些基于化学的处理技术来对目标化学库执行基本的逻辑和算术运算。利用合成小分子的混合物对信息进行编码和处理是一个革命性的研究方向,在很大程度上尚未被探索。这项EAGER提案将探索能够建立这一新兴跨学科领域的基本技术,并确定合成、信息处理和读出的主要研究方法。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识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)
Multicomponent molecular memory
  • DOI:
    10.1038/s41467-020-14455-1
  • 发表时间:
    2020-02-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Arcadia, Christopher E.;Kennedy, Eamonn;Rosenstein, Jacob K.
  • 通讯作者:
    Rosenstein, Jacob K.
Implementing parallel arithmetic via acetylation and its application to chemical image processing
Principles of Information Storage in Small-Molecule Mixtures
  • DOI:
    10.1109/tnb.2020.2977304
  • 发表时间:
    2020-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Rosenstein, Jacob K.;Rose, Christopher;Rubenstein, Brenda M.
  • 通讯作者:
    Rubenstein, Brenda M.
{{ 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 }}

Sherief Reda其他文献

Analyzing the Impact of Data Selection and Fine-Tuning on Economic and Political Biases in LLMs
分析数据选择和微调对法学硕士经济和政治偏见的影响
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2404.08699
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ahmed A. Agiza;Mohamed Mostagir;Sherief Reda
  • 通讯作者:
    Sherief Reda
3D integration advances computing
3D 集成推动计算发展
  • DOI:
    10.1038/547038a
  • 发表时间:
    2017-07-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Sherief Reda
  • 通讯作者:
    Sherief Reda
IWBDA 2009 International Workshop on Bio-Design Automation
IWBDA 2009生物设计自动化国际研讨会
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D. Densmore;Marc D. Riedel;S. Hassoun;Adam Shea;Brian Fett;K. Parhi;Ehasn Ullah;Kyongbum Lee;Chris Winstead;Chris J. Myers;Vassilis Sotiropoulos;Jonathan R. Tomshine;Katherine Volzing;Poonam Srivastava;Y. Kaznessis;Howard Salis;Ethan Mirsky;Christopher Voigt;S. Bagh;Mahuya Mandal;David McMillen;Bing Xia;J. Kittleson;Timothy Ham;J. C. Anderson;Sherief Reda;P. J. Steiner;M. Galdzicki;Deepak Chandran;Herbert M. Sauro;Daniel Cook;J. Gennari;Tsung;Tsung;S. Hamada;Satoshi Murata;Giuseppe Nicosia;Ron Weiss
  • 通讯作者:
    Ron Weiss
Computer-Aided Optimization of DNA Array Design and Manufacturing
DNA 阵列设计和制造的计算机辅助优化
Dual-precision fixed-point arithmetic for low-power ray-triangle intersections
  • DOI:
    10.1016/j.cag.2020.01.006
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Krishna Rajan;Soheil Hashemi;Ulya Karpuzcu;Michael Doggett;Sherief Reda
  • 通讯作者:
    Sherief Reda

Sherief Reda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('Sherief Reda', 18)}}的其他基金

SHF: Small: Novel SW/HW Approximate Computing Methodologies with Case Studies on Biometric Security Systems
SHF:小型:新颖的软件/硬件近似计算方法以及生物识别安全系统的案例研究
  • 批准号:
    1814920
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CI-New: Collaborative Research: Modeling the Next-Generation Hybrid Cooling Systems for High-Performance Processors
CI-New:协作研究:为高性能处理器建模下一代混合冷却系统
  • 批准号:
    1730003
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
XPS: EXPL: FP: Symbiotic Power Management for Integrated CPU - GPU Platforms
XPS:EXPL:FP:集成 CPU - GPU 平台的共生电源管理
  • 批准号:
    1438958
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Automatic High-Level Synthesis of Approximate Computing Circuits
SHF:小型:近似计算电路的自动高级综合
  • 批准号:
    1420864
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
II-NEW: A Platform to Advance Research in Energy-Efficient Computing
II-NEW:推进节能计算研究的平台
  • 批准号:
    1305148
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Collaborative Research: Algorithmic Techniques for Post-Silicon Characterization Using Infrared Emissions
SHF:小型:协作研究:使用红外发射进行硅后表征的算法技术
  • 批准号:
    1115424
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Transcending the Thermal Management Challenges of Tera-Scale Computing
职业生涯:克服万亿级计算的热管理挑战
  • 批准号:
    0952866
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似海外基金

CAREER: Realizing Alternative Cements with Chemical Kinetics: Tuned Mechanical–Chemical Properties of Cementitious Magnesium Silicate Hydrates by Multi-Scale Synthetic Control
职业:利用化学动力学实现替代水泥:通过多尺度合成控制调整胶凝硅酸镁水合物的机械和化学性能
  • 批准号:
    2342381
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Building a synthetic chemical synapse through harnessed stochasticity
通过利用随机性构建合成化学突触
  • 批准号:
    DE230100684
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
Developing synthetic chemical biology strategies for biochemical investigations and biomedical applications
开发用于生化研究和生物医学应用的合成化学生物学策略
  • 批准号:
    10623497
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
Synthetic Chemical Biology Core
合成化学生物学核心
  • 批准号:
    10654652
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
Chemical evolution of synthetic bacterial cells by reprograming protein translation with non-canonical amino acids
通过使用非规范氨基酸重新编程蛋白质翻译来合成细菌细胞的化学进化
  • 批准号:
    RGPIN-2020-05669
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Synthetic Chemical Biology Core
合成化学生物学核心
  • 批准号:
    10414318
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
Chemical Cartography via High-Throughput Experimentation: Predictive Models, Catalyst Development, and New Synthetic Methodology
通过高通量实验进行化学制图:预测模型、催化剂开发和新的合成方法
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04985
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Creation of nm-scale supramolecular devices based on synthetic chemical molecular wiring
基于合成化学分子布线创建纳米级超分子器件
  • 批准号:
    22H02060
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
NSERC/Servier industrial research chair in synthetic organic chemistry and chemical biology
NSERC/Servier 合成有机化学和化学生物学工业研究主席
  • 批准号:
    531309-2017
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Industrial Research Chairs
Chemical Synthetic Biology
化学合成生物学
  • 批准号:
    CRC-2017-00241
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了