CDS&E/Collaborative Research: Local Gaussian Process Approaches for Predicting Jump Behaviors of Engineering Systems
CDS
基本信息
- 批准号:2420358
- 负责人:
- 金额:$ 29.32万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2024
- 资助国家:美国
- 起止时间:2024-01-01 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This award will contribute to national prosperity and economic welfare by developing tools to support the efficient and effective design of modern engineering systems such as smart factories and smart autonomous systems for material handling. A major challenge in designing such systems is that their performance can change abruptly with small changes in design variables, creating discontinuous design responses. This grant will develop efficient surrogate modeling methods to predict design performance in the presence of such discontinuities which can then be exploited in design optimization. This work will facilitate the solution of complex engineering design problems and will be evaluated in the design of a smart manufacturing system for carbon nanotubes, and the design of automated material handling systems. The award will also contribute to the development of a data science-capable workforce by providing multidisciplinary research, training, and international collaboration opportunities for K-12, undergraduate, and graduate students. The research team will broadly disseminate their research findings and share data and the resulting software packages to the data science and systems engineering community. This research will make substantial contributions to the areas of surrogate modeling, sequential design, active learning, system design, and advanced manufacturing. System performance is modeled as a piece-wise continuous function of design variables, motivating local Gaussian process (GP) surrogate modeling. The approach accommodates regime changes around a prediction location, segmenting local data based on the estimated partition(s). Only the local data belonging to the same regime as a prediction location affects the model prediction. Research activities will explore two ideas: (1) local GP modeling with local data selection; and (2) smoother alternatives that augment design variables with probabilistic regime estimates. A sequential design approach to optimize data acquisition plans for training the new surrogate models will also be investigated. The resulting new meta-models and sequential design scheme will be validated using design problems in carbon nanotube synthesis and smart material handling 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.
该奖项将通过开发工具来支持现代工程系统的高效和有效设计,如智能工厂和用于材料处理的智能自主系统,从而为国家繁荣和经济福利做出贡献。设计这类系统的一个主要挑战是,它们的性能可能会随着设计变量的微小变化而突然变化,从而产生不连续的设计响应。这笔赠款将开发有效的代理建模方法,以预测存在这种不连续情况下的设计性能,然后可以在设计优化中加以利用。这项工作将有助于解决复杂的工程设计问题,并将在碳纳米管智能制造系统的设计和自动化材料处理系统的设计中进行评估。该奖项还将通过为K-12、本科生和研究生提供多学科研究、培训和国际合作机会,促进具有数据科学能力的劳动力的发展。研究小组将广泛传播他们的研究成果,并向数据科学和系统工程界分享数据和由此产生的软件包。这项研究将在代理建模、顺序设计、主动学习、系统设计和先进制造等领域做出实质性贡献。系统性能被建模为设计变量的分段连续函数,激励局部高斯过程(GP)代理建模。该方法适应预测位置周围的制度变化,基于估计的分区对局部数据进行分割(S)。只有属于与预测位置相同制度的本地数据才会影响模型预测。研究活动将探索两个想法:(1)使用本地数据选择的本地GP建模;(2)使用概率区域估计来增加设计变量的更平滑的替代方案。还将研究一种顺序设计方法,以优化训练新代理模型的数据获取计划。由此产生的新的元模型和顺序设计方案将使用碳纳米管合成和智能材料处理系统中的设计问题进行验证。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势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 }}
Chiwoo Park其他文献
Location and Dispersion Analysis
位置和分散分析
- DOI:
10.1007/978-3-030-72822-9_5 - 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Chiwoo Park;Yu Ding - 通讯作者:
Yu Ding
A digital twin calibration for an automated material handling system in a semiconductor fab
半导体工厂中自动化物料搬运系统的数字孪生校准
- DOI:
10.1016/j.jmsy.2025.04.015 - 发表时间:
2025-06-01 - 期刊:
- 影响因子:14.200
- 作者:
Bonggwon Kang;Chiwoo Park;Haejoong Kim;Soondo Hong - 通讯作者:
Soondo Hong
Spatially Mapping Heterogeneous Nucleation Kinetics of Silver Nanocrystals with Liquid Cell Scanning Transmission Electron Microscopy
用液体细胞扫描透射电子显微镜空间绘制银纳米晶体的异质成核动力学
- DOI:
- 发表时间:
2019 - 期刊:
- 影响因子:2.8
- 作者:
Mei Wang;T. Dissanayake;Chiwoo Park;T. Woehl - 通讯作者:
T. Woehl
Gaussian process metamodeling for experiments with manipulating factors
用于操纵因素实验的高斯过程元建模
- DOI:
- 发表时间:
2019 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Chiwoo Park;R. Rao;P. Nikolaev;B. Maruyama - 通讯作者:
B. Maruyama
Quantitative Modeling of Kinetically Controlled Nanocrystal Synthesis with Liquid Cell Electron Microscopy
液体电池电子显微镜动力学控制纳米晶体合成的定量建模
- DOI:
- 发表时间:
2018 - 期刊:
- 影响因子:2.8
- 作者:
Mei Wang;T. Woehl;Chiwoo Park - 通讯作者:
Chiwoo Park
Chiwoo Park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('Chiwoo Park', 18)}}的其他基金
CDS&E/Collaborative Research: Local Gaussian Process Approaches for Predicting Jump Behaviors of Engineering Systems
CDS
- 批准号:
2152655 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
New Data Science for Human Operational Analysis in Smart Manufacturing
智能制造中人类操作分析的新数据科学
- 批准号:
2132311 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Understanding and Monitoring Nanoparticle Self-Assembly Processes with Online Transmission Electron Microscopic Data
利用在线传输电子显微镜数据了解和监测纳米颗粒自组装过程
- 批准号:
1334012 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
微尺度光-酶协同催化流动反应过程及其强化机制研究
- 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
基于复合相变界面材料及微通道结构调控协同散热研究
- 批准号:JCZRLH202500111
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于重大疫病多点触发医防融合防控策略研究
- 批准号:JCZRLH202501258
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
酵母可溶性多糖协同益生菌增效机制的研究
- 批准号:JCZRLH202500927
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
北斗星地协同地质灾害智慧防控和应急技术研究
- 批准号:JCZRLH202500581
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
面向具身智能的灵巧手多指协同主动触觉感知机制研究
- 批准号:JCZRQN202500196
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
载铁生物炭对土壤镉污染的吸附固定及微生物协同作用机制研究
- 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
数字经济赋能重庆制造业供应链协同减排的机制设计与实施路径研究
- 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
电氢综合能源系统时空协同调控关键技术研究
- 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
基于群体博弈与深度强化学习的USV-AUV异构系统协同控制研究
- 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
相似海外基金
Collaborative Research: REU Site: Earth and Planetary Science and Astrophysics REU at the American Museum of Natural History in Collaboration with the City University of New York
合作研究:REU 地点:地球与行星科学和天体物理学 REU 与纽约市立大学合作,位于美国自然历史博物馆
- 批准号:
2348998 - 财政年份:2025
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: REU Site: Earth and Planetary Science and Astrophysics REU at the American Museum of Natural History in Collaboration with the City University of New York
合作研究:REU 地点:地球与行星科学和天体物理学 REU 与纽约市立大学合作,位于美国自然历史博物馆
- 批准号:
2348999 - 财政年份:2025
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Investigating Southern Ocean Sea Surface Temperatures and Freshening during the Late Pliocene and Pleistocene along the Antarctic Margin
合作研究:调查上新世晚期和更新世沿南极边缘的南大洋海面温度和新鲜度
- 批准号:
2313120 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Non-Linearity and Feedbacks in the Atmospheric Circulation Response to Increased Carbon Dioxide (CO2)
合作研究:大气环流对二氧化碳 (CO2) 增加的响应的非线性和反馈
- 批准号:
2335762 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Using Adaptive Lessons to Enhance Motivation, Cognitive Engagement, And Achievement Through Equitable Classroom Preparation
协作研究:通过公平的课堂准备,利用适应性课程来增强动机、认知参与和成就
- 批准号:
2335802 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Using Adaptive Lessons to Enhance Motivation, Cognitive Engagement, And Achievement Through Equitable Classroom Preparation
协作研究:通过公平的课堂准备,利用适应性课程来增强动机、认知参与和成就
- 批准号:
2335801 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Holocene biogeochemical evolution of Earth's largest lake system
合作研究:地球最大湖泊系统的全新世生物地球化学演化
- 批准号:
2336132 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: LTREB: The importance of resource availability, acquisition, and mobilization to the evolution of life history trade-offs in a variable environment.
合作研究:LTREB:资源可用性、获取和动员对于可变环境中生命史权衡演变的重要性。
- 批准号:
2338394 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: Constraining next generation Cascadia earthquake and tsunami hazard scenarios through integration of high-resolution field data and geophysical models
合作研究:通过集成高分辨率现场数据和地球物理模型来限制下一代卡斯卡迪亚地震和海啸灾害情景
- 批准号:
2325311 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: BoCP-Implementation: Testing Evolutionary Models of Biotic Survival and Recovery from the Permo-Triassic Mass Extinction and Climate Crisis
合作研究:BoCP-实施:测试二叠纪-三叠纪大规模灭绝和气候危机中生物生存和恢复的进化模型
- 批准号:
2325380 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.32万 - 项目类别:
Standard Grant