CNS Core: Small: Harnessing Wireless Actuation

CNS 核心:小型:利用无线驱动

基本信息

  • 批准号:
    2007786
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.72万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-10-01 至 2024-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The project will perform a deep exploration of a new category of wireless systems -- systems that actively use wireless signals to heat objects of interest. While there has been much work on using wireless signals to sense the environment, the ability of wireless signals to influence the environment -- i.e., wireless actuation -- has been relatively less explored. Perhaps the most common wireless actuation equipment is the microwave oven, which heats food using radio waves, yet lacks the ability to precisely and programmatically cook food according to pre-specified patterns of heating. Through this project, we aim to develop a mechanism to effectively control wireless signals to heat objects-of-interest at a significantly finer granularity. Beyond cooking, the proposed work targets applications in manufacturing and control of soft robots. The proposed work has a detailed integrated education and outreach program including curriculum development and summer workshops for K-12 students from underrepresented communities in Greater Pittsburgh. The proposed work will lead to the following intellectual contributions: (1) The design of microwave-safe equipment to sense and modify wireless signals within a chamber; (2) The development of algorithms and system design that actively heat the object-of-interest according to the desired pattern in 3-D space both with and without physical movement; (3) An end-to-end implementation of the system and evaluation of performance for diverse tasks, including cooking, programmatically applying heat for 3-D fabrication and design of heat-based soft robotic systems. The proposed work will more broadly impact multiple disciplines including wireless systems, robotics, manufacturing, and human-computer interfaces.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.
该项目将对一种新的无线系统进行深入的探索-积极使用无线信号来加热感兴趣的物体的系统。虽然已经有很多关于使用无线信号来感测环境的工作,但是无线信号影响环境的能力--即,无线致动--已经相对较少地被探索。也许最常见的无线致动设备是微波炉,其使用无线电波加热食物,但缺乏根据预先指定的加热模式精确地和编程地烹饪食物的能力。通过这个项目,我们的目标是开发一种机制,有效地控制无线信号,以更细的粒度加热感兴趣的物体。除了烹饪,拟议的工作目标是在软机器人的制造和控制中的应用。拟议的工作有一个详细的综合教育和推广计划,包括课程开发和夏季研讨会的K-12学生从代表性不足的社区在大匹兹堡。拟议的工作将导致以下智力贡献:(1)微波安全设备的设计,以感测和修改室内的无线信号;(2)算法和系统设计的发展,积极加热的目标,根据所需的模式在三维空间中的物理运动和没有物理运动;(3)系统的端到端实施和各种任务的性能评估,包括烹饪,以编程方式应用热量进行3D制造和基于热量的软机器人系统的设计。该奖项反映了NSF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(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Navigating Soft Robots through Wireless Heating
  • DOI:
    10.1109/icra48891.2023.10161540
  • 发表时间:
    2023-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yiwen Song;Mason Zadan;Kushaan Misra;Zefang Li;Jingxian Wang;C. Majidi;Swarun Kumar
  • 通讯作者:
    Yiwen Song;Mason Zadan;Kushaan Misra;Zefang Li;Jingxian Wang;C. Majidi;Swarun Kumar
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Kumar, Swarun
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知道了