Collaborative Research: CPS: TTP Option: Medium: Sharing Farm Intelligence via Edge Computing

协作研究:CPS:TTP 选项:中:通过边缘计算共享农场情报

基本信息

  • 批准号:
    2133407
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 122.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-10-01 至 2025-09-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

In the era of data sharing, it is still challenging, insecure, and time-consuming for scientists to share lessons learned from agricultural data collection and data processing. The focus of this project is to mitigate such challenges by intersecting expertise in plant science, secure networked systems, software engineering, and geospatial science. The proposed cyber-physical system will be evaluated in the laboratory and deployed on real crop farms in Missouri, Illinois, and Tennessee. All results will be shared with international organizations whose goal is to increase food security and improve human health and nutrition.The proposed system will securely orchestrate data gathered using sensors, such as hyperspectral and thermal cameras to collect imagery on soybean, sorghum, and other crops. Preprocessed plant datasets will be then offered to scientists and farmers in different formats via a web-based system, ready to be processed by deep learning algorithms or consumed by thin clients. Data collected from different crop farms will be used to train distributed deep learning systems, using novel architectures that optimize privacy and training time. Such machine learning systems will be used to predict plant stress and detect pathogens. Finally, the cyber-physical system will integrate novel data processing software with existing NSF-funded hardware platforms, introducing novel algorithmic contributions in edge computing and giving feedback to farmers, closing the loop. The results of this project will impact research on high-value crops with significant levels of automation, such as those in protected agriculture and fish crop hydroponics systems in desert farming. Planned outreach activities will impact solutions for smallholder farmers that collaborators at the International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) support. Although this work will focus on enabling data science for farming applications, the work will also inform management of other IoT applications, e.g., smart and connected healthcare or other cyber-human systems.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.
在数据共享时代,科学家分享从农业数据收集和数据处理中吸取的经验教训仍然具有挑战性,不安全且耗时。该项目的重点是通过交叉植物科学,安全网络系统,软件工程和地理空间科学的专业知识来缓解这些挑战。拟议中的网络物理系统将在实验室进行评估,并部署在密苏里州、伊利诺伊州和田纳西州的真实的农场上。所有成果将与旨在提高粮食安全和改善人类健康和营养的国际组织共享。拟议中的系统将安全地协调使用传感器收集的数据,如高光谱和热成像相机,以收集大豆,高粱和其他作物的图像。然后,预处理的植物数据集将通过基于Web的系统以不同格式提供给科学家和农民,准备由深度学习算法处理或由瘦客户端使用。从不同农场收集的数据将用于训练分布式深度学习系统,使用优化隐私和训练时间的新型架构。这种机器学习系统将用于预测植物胁迫和检测病原体。最后,网络物理系统将把新的数据处理软件与现有的NSF资助的硬件平台集成在一起,在边缘计算中引入新的算法贡献,并向农民提供反馈,从而闭合循环。 该项目的成果将影响高价值作物的研究,这些作物具有很高的自动化水平,例如保护性农业和沙漠农业中的鱼类作物水培系统。 计划开展的外联活动将影响到国际干旱地区农业研究中心(旱地农研中心)合作者支持的针对小农户的解决方案。 虽然这项工作将侧重于为农业应用启用数据科学,但这项工作也将为其他物联网应用的管理提供信息,例如,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)
Early Detection of Wheat Yellow Rust Disease and Its Impact on Terminal Yield with Multi-Spectral UAV-Imagery
  • DOI:
    10.3390/rs15133301
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Canh Nguyen;V. Sagan;Juan Skobalski;Juan Ignacio Severo
  • 通讯作者:
    Canh Nguyen;V. Sagan;Juan Skobalski;Juan Ignacio Severo
A Generative Framework for Low-Cost Result Validation of Machine Learning-as-a-Service Inference
IoT Sentinel: Correlation-based Attack Detection, Localization, and Authentication in IoT Networks
{{ 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 }}

Flavio Esposito其他文献

Policy-Based Distributed Spectrum Allocation
基于策略的分布式频谱分配
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Flavio Esposito;Donato Di Paola
  • 通讯作者:
    Donato Di Paola
Cortisol detection using a Long Period Fiber Grating Immunosensor coated with Graphene Oxide
使用涂有氧化石墨烯的长周期光纤光栅免疫传感器检测皮质醇
  • DOI:
    10.1016/j.snr.2024.100279
  • 发表时间:
    2025-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.600
  • 作者:
    Simone Soares;Ambra Giannetti;Flavio Esposito;Lucia Sansone;Anubhav Srivastava;Stefania Campopiano;Michele Giordano;Margarida Facão;Nuno F. Santos;Agostino Iadicicco;Carlos Marques;Francesco Chiavaioli
  • 通讯作者:
    Francesco Chiavaioli
Scalable Provisioning of Virtual Network Functions via Supervised Learning
通过监督学习可扩展虚拟网络功能的配置
A Community Water System Mapping (CWSMap) Platform for Supporting Rural Water Operators
支持农村水务运营商的社区供水系统绘图 (CWSMap) 平台
MAC Performances for Localization and Tracking in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中定位和跟踪的 MAC 性能

Flavio Esposito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('Flavio Esposito', 18)}}的其他基金

CC* Integration-Small: A Software-Defined Edge Infrastructure Testbed for Full-stack Data-Driven Wireless Network Applications
CC* Integration-Small:用于全栈数据驱动无线网络应用的软件定义边缘基础设施测试台
  • 批准号:
    2201536
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Collaborative Research: HEECMA: A Hybrid Elastic Edge-Cloud Application Management Architecture
CNS 核心:小型:协作研究:HEECMA:混合弹性边缘云应用管理架构
  • 批准号:
    1908574
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Student Travel Grant for the 2019 ACM CoNEXT Conference
2019 年 ACM CoNEXT 会议 NSF 学生旅费补助金
  • 批准号:
    2002096
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ICE-T: RI: A Knowledge-Defined Platform for Real-Time Management of Transmissions and Computations at Network Edge
ICE-T:RI:用于网络边缘传输和计算实时管理的知识定义平台
  • 批准号:
    1836906
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US Ignite: Collaborative Research: Focus Area 2: Resilient Virtual Path Management for Scalable Data-intensive Computing at Network-Edges
US Ignite:协作研究:重点领域 2:网络边缘可扩展数据密集型计算的弹性虚拟路径管理
  • 批准号:
    1647084
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

细梗香草活性成分CPS-B靶向MARCHF3/NEU4/CDH11通路抑制宫颈癌侵袭转移的作用机制研究
  • 批准号:
    HDMZ25H280006
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
肺炎克雷伯菌WaaLCPS连接酶相关的CPS-LPS合成通路及致病机制的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于自动深度学习的电力CPS入侵检测及安全性提升方法研究
  • 批准号:
    Z25F030003
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
先锋转录因子FOXA2调控CPS1介导尿素循环在急性肝衰竭肝性脑病中的机制研究
  • 批准号:
    82300699
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
代谢酶CPS1调控PD-L1表达重塑肝癌免疫微环境的作用及机制研究
  • 批准号:
    82303340
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CPs/MOFs介导多烯衍生物拓扑光聚合的高立体选择性构建策略研究
  • 批准号:
    22361004
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
尿素循环关键酶CPS1表达异常在肺癌转移中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82273390
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CPS 仿真中离散事件模型与连续时间模型的分布式协同运行问题研究
  • 批准号:
    2022JJ40559
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
CPS1通过减少DAG的含量而抑制肝细胞肝癌侵袭转移的机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
面向智能交通认知的CPS计算架构与可解释深度学习模型研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: CPS: Medium: Automating Complex Therapeutic Loops with Conflicts in Medical Cyber-Physical Systems
合作研究:CPS:中:自动化医疗网络物理系统中存在冲突的复杂治疗循环
  • 批准号:
    2322534
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: NSF-JST: Enabling Human-Centered Digital Twins for Community Resilience
合作研究:CPS:NSF-JST:实现以人为本的数字孪生,提高社区复原力
  • 批准号:
    2420846
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: Automating Complex Therapeutic Loops with Conflicts in Medical Cyber-Physical Systems
合作研究:CPS:中:自动化医疗网络物理系统中存在冲突的复杂治疗循环
  • 批准号:
    2322533
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: NSF-JST: Enabling Human-Centered Digital Twins for Community Resilience
合作研究:CPS:NSF-JST:实现以人为本的数字孪生,提高社区复原力
  • 批准号:
    2420847
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Small: Risk-Aware Planning and Control for Safety-Critical Human-CPS
合作研究:CPS:小型:安全关键型人类 CPS 的风险意识规划和控制
  • 批准号:
    2423130
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: Physics-Model-Based Neural Networks Redesign for CPS Learning and Control
合作研究:CPS:中:基于物理模型的神经网络重新设计用于 CPS 学习和控制
  • 批准号:
    2311084
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CPS: Medium: Collaborative Research: Provably Safe and Robust Multi-Agent Reinforcement Learning with Applications in Urban Air Mobility
CPS:中:协作研究:可证明安全且鲁棒的多智能体强化学习及其在城市空中交通中的应用
  • 批准号:
    2312092
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: Enabling Data-Driven Security and Safety Analyses for Cyber-Physical Systems
协作研究:CPS:中:为网络物理系统实现数据驱动的安全和安全分析
  • 批准号:
    2414176
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: An Online Learning Framework for Socially Emerging Mixed Mobility
协作研究:CPS:媒介:社会新兴混合出行的在线学习框架
  • 批准号:
    2401007
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: Mutualistic Cyber-Physical Interaction for Self-Adaptive Multi-Damage Monitoring of Civil Infrastructure
合作研究:CPS:中:土木基础设施自适应多损伤监测的互信息物理交互
  • 批准号:
    2305882
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 122.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了