SBIR Phase I: Developing an Automated Outbound Packing System

SBIR 第一阶段:开发自动化出库包装系统

基本信息

  • 批准号:
    2223089
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-02-15 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project is to enable the fast and efficient loading of parcels into shipping containers ranging from small delivery vans to maritime shipping containers. This project will focus on demonstrating the feasibility of an algorithmic approach and robotic development. The technology is a step towards creating a fully autonomous system with expanded robotics capability to further enhance the efficiency and speed of outbound shipping for customers. Over 3,000 parcels are shipped every second. However, in the U.S., one out of every four trucks is empty, two are less than 50% filled, and only one is filled over 50% capacity. Initial projections indicate that the technology under development could decrease trucking costs by 20%, reduce loading costs by 70-80%, and decrease loading time by 30%, all while meeting the demands of peak shipping seasons. Overall, increasing the density of parcel shipping will reduce greenhouse gas emissions (400 tons/per truck/per year), reduce traffic congestion, and enable smaller businesses to compete with large organizations by reducing their logistics and shipping operating costs.This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project will focus on advancing a bin packing algorithm to minimize void space in outbound shipping containers. The 3-Dimentional Bin Packing Problem (3D-BPP) is a classic Nonlinear Programming (NP)-hard problem that has been studied for decades. To solve the problem, an effective and easy-to-implement constrained, quantum accelerated, deep reinforcement learning model is being developed. Monte Carlo Tree Search is an unsupervised, heuristic search algorithm technique in which the learning agent learns to predict the expected value of a variable occurring at the end of a sequence of states. Deep reinforcement learning (DRL) extends this technique by allowing the learned state-values to guide actions which subsequently change the environment state. A proof-of-concept assessment showed that the learned strategy meaningfully outperforms the state-of-the-art methods. Outcome success metrics for this project are 90% utilization rate, sub 24 hours of model training time, and 2500 parcels/hour for any given data set. This foundation will be expanded by integrating many unique box sizes, exploring model performance in the face of broader circumstances (e.g., lookahead and stacking parameters, General Processing Unit (GPU) vs quantum training), and developing of a robotic gripper to enact algorithmic output.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.
这个小企业创新研究(SBIR)第一阶段项目的更广泛的影响/商业潜力是使包裹能够快速有效地装载到从小型送货车到海运集装箱的集装箱中。该项目将重点展示算法方法和机器人开发的可行性。该技术是朝着创建具有扩展机器人功能的全自动系统迈出的一步,以进一步提高客户出境运输的效率和速度。每秒有超过3,000个包裹被运送。然而,在美国,每四辆卡车中就有一辆是空的,两辆的载客量低于50%,只有一辆的载客量超过50%。 初步预测表明,正在开发的技术可以将卡车运输成本降低20%,将装载成本降低70- 80%,并将装载时间缩短30%,同时满足航运旺季的需求。总体而言,提高包裹运输密度将减少温室气体排放(每辆卡车每年400吨),减少交通拥堵,并使小型企业能够通过降低物流和运输运营成本与大型组织竞争。这个小型企业创新研究(SBIR)第一阶段项目将专注于推进装箱算法,以最大限度地减少出站集装箱的空隙空间。三维装箱问题(3D-BPP)是一个经典的非线性规划(NP)难题,已经被研究了几十年。为了解决这个问题,正在开发一种有效且易于实现的约束、量子加速的深度强化学习模型。蒙特卡洛树搜索是一种无监督的启发式搜索算法技术,其中学习代理学习预测在状态序列结束时出现的变量的期望值。深度强化学习(DRL)通过允许学习的状态值来指导随后改变环境状态的操作来扩展这种技术。概念验证评估表明,学习策略有意义地优于最先进的方法。该项目的成果成功指标是90%的利用率,低于24小时的模型训练时间,以及任何给定数据集的2500个包裹/小时。这个基础将通过集成许多独特的盒子大小来扩展,探索模型在更广泛的情况下的性能(例如,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(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ 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 }}

Peter DAmelio其他文献

Peter DAmelio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 }}

相似国自然基金

Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark Supercooled Phase Transition
  • 批准号:
    24ZR1429700
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
ATLAS实验探测器Phase 2升级
  • 批准号:
    11961141014
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    3350 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
地幔含水相Phase E的温度压力稳定区域与晶体结构研究
  • 批准号:
    41802035
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于数字增强干涉的Phase-OTDR高灵敏度定量测量技术研究
  • 批准号:
    61675216
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Phase-type分布的多状态系统可靠性模型研究
  • 批准号:
    71501183
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    17.4 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
纳米(I-Phase+α-Mg)准共晶的临界半固态形成条件及生长机制
  • 批准号:
    51201142
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
连续Phase-Type分布数据拟合方法及其应用研究
  • 批准号:
    11101428
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
D-Phase准晶体的电子行为各向异性的研究
  • 批准号:
    19374069
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    6.4 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

SBIR Phase I: Developing an Indoor Method to Produce Morel Mushroom Fruiting Bodies
SBIR 第一阶段:开发生产羊肚菌子实体的室内方法
  • 批准号:
    2325697
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase II: Developing scale-up manufacturing of engineered waste coal ash based lightweight aggregate for concrete applications
SBIR 第二阶段:开发用于混凝土应用的工程废粉煤灰基轻质骨料的规模化生产
  • 批准号:
    2321815
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
SBIR Phase II: A Blockchain Ecosystem for Encrypting Real World Data and Developing Artificial Intelligence to Optimize Pharmacy Prior Authorization
SBIR 第二阶段:用于加密现实世界数据和开发人工智能以优化药房预授权的区块链生态系统
  • 批准号:
    2200163
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
SBIR Phase I: Developing Artificial intelligence Models to Predict In-hospital Clinical Trajectories for Heart Failure Patients
SBIR 第一阶段:开发人工智能模型来预测心力衰竭患者的院内临床轨迹
  • 批准号:
    2304358
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Developing a safer electric bicycle through a pedal-by-wire drivetrain, balance assist, and artificial intelligence
SBIR 第一阶段:通过线控踏板传动系统、平衡辅助和人工智能开发更安全的电动自行车
  • 批准号:
    2335514
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Artificial Intelligence (AI)-powered platform for evaluating and developing cultural competence and diversity, equity and inclusion awareness
SBIR 第一阶段:人工智能(AI)驱动的平台,用于评估和发展文化能力以及多样性、公平和包容意识
  • 批准号:
    2303937
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Developing Vibrational spectroscopy with metasurface optics (VISMO) for label-free, high-resolution, high-throughput protein screening
SBIR 第一阶段:开发具有超表面光学 (VISMO) 的振动光谱,用于无标记、高分辨率、高通量蛋白质筛选
  • 批准号:
    2233672
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase II: Developing a courseware platform that helps students develop self-regulated learning skills
SBIR第二阶段:开发课件平台,帮助学生培养自主学习技能
  • 批准号:
    2127314
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
SBIR Phase II: Developing a Continuous, Wireless, Intra-Oral Salivary pH Sensor
SBIR 第二阶段:开发连续、无线、口腔内唾液 pH 传感器
  • 批准号:
    2151368
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
SBIR Phase II: Developing a platform for superior predictive analysis of HERG Ion Channel-Drug Interactions for the Comprehensive In-vitro Proarrhythmia Assay (CiPA)
SBIR II 期:开发一个平台,对 HERG 离子通道-药物相互作用进行高级预测分析,用于综合体外致心律失常测定 (CiPA)
  • 批准号:
    2151522
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 27.5万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了