FET: Small: A Portable and Intelligent Testing System for Power-efficient and Accurate Foodborne Pathogen Detection
FET: Small: A Portable and Intelligent Testing System for Power-efficient and Accurate Foodborne Pathogen Detection
批准号:
1909509
负责人:
Lei Jiang
金额:
$49.98万
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
项目状态:
已结题
起止时间:
2019-10-01 至 2022-09-30
中文摘要
食源性疾病是一种常见的,令人痛苦的,甚至危及世界各地数百万人的生命的问题。食品检测正在成为我们日常生活中的一种普遍需求,即,一个灵敏和具有成本效益的检测器可以保证食品的安全和质量,以满足严格的食品法规和消费者的要求。然而,目前的电化学传感器不仅需要冗长和复杂的样品处理,而且还需要昂贵的设备来进行足够水平的纯化和富集。与此同时,低成本传感器会产生噪声信号,需要计算昂贵的机器学习模型来进行噪声鲁棒处理。为了解决这些问题,本研究项目是开发一种智能食品病原体检测系统,这是便携式和负担得起的,但准确。该项目的成功将使负担得起的,便携式和准确的食源性病原体检测,包括食品分析,食品安全,食源性疾病检测和治疗,水测量和许多微生物群相关的环境监测。该项目将为便携式、一次性、智能化的食源性病原体检测提供知识基础,扩展新兴的生物传感器、机器学习和硬件加速器设计研究社区。具体而言,该项目旨在开发(1)检测污染食品中食源性病原体的便携式电化学传感系统,(2)用于真实样本的去噪和识别的硬件友好的逐位机器学习模型,以及(3)用于逐位机器学习推断的超低功耗和便携式加速器。这三个目标是以协作的方式提高识别性能,其中负担得起的传感技术得到基于机器学习的信号处理的支持,而硬件算法协同设计控制系统级效率。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。
英文摘要
Foodborne illness is a common, distressing, and even life-threatening problem for millions of people around the world. Food testing is becoming a common need for our daily lives, i.e., a sensitive and cost-effective detector can guarantee the safety and quality of food to fulfill strict food legislation and consumer demands. However, current electrochemical sensors not only require lengthy and complex sample processing, but also need expensive equipment for an adequate level of purification and enrichment. Meanwhile, low-cost sensors produce noisy signals that require computationally expensive machine-learning models for noise-robust processing. To remedy these issues, this research project is to develop an intelligent food-pathogen detection system, which is portable and affordable, yet accurate. The success of this project will enable affordable, portable and accurate food-borne pathogen detection, including food analysis, food safety, food-borne illness detection and therapy, water measurement, and many microbiome-related environmental monitoring. This project will provide an intellectual foundation for portable, disposable, intelligent foodborne pathogen detection expanding the burgeoning biosensor, machine learning and hardware accelerator design research community.Specifically, this project aims to develop (1) a portable electrochemical sensing system detecting foodborne pathogens in contaminated foods, (2) hardware-friendly bitwise machine learning models for de-noising and recognition of real-samples and (3) an ultra-low power and portable accelerator for bit-wise machine learning inferences. The three aims are to improve the recognition performance in a collaborative fashion, where affordable sensing technology is backed up by machine-learning-based signal processing, while the hardware-algorithm co-design controls system-level efficiency.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.
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HEMET: A Homomorphic-Encryption-Friendly Privacy-Preserving Mobile Neural Network Architecture
HEMET:同态加密友好的隐私保护移动神经网络架构
DOI:
--
发表时间:
2021
期刊:
International Conference on Machine Learning
影响因子:
--
作者:
[Qian, Lou, Lei, Jiang]
通讯作者:
Lei, Jiang
DOI:
10.1109/icassp40776.2020.9053052
发表时间:
2020-02
期刊:
ICASSP 2020 - 2020 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
影响因子:
--
作者:
[Sunwoo Kim;Haici Yang;Minje Kim]
通讯作者:
Sunwoo Kim;Haici Yang;Minje Kim
DOI:
10.1109/hpca47549.2020.00031
发表时间:
2020-02
期刊:
2020 IEEE International Symposium on High Performance Computer Architecture (HPCA)
影响因子:
--
作者:
[Farzaneh Zokaee;Lei Jiang]
通讯作者:
Farzaneh Zokaee;Lei Jiang
Glyph: Fast and Accurately Training Deep Neural Networks on Encrypted Data
Glyph:在加密数据上快速准确地训练深度神经网络
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
Advances in neural information processing systems
影响因子:
--
作者:
[Qian, Lou, Bo, Feng, Geoffrey, Fox, Lei, Jiang]
通讯作者:
Lei, Jiang
DOI:
10.1088/1758-5090/ab9582
发表时间:
2020-07-01
期刊:
BIOFABRICATION
影响因子:
9
作者:
[Cai, Hongwei, Wu, Zhuhao, Guo, Feng]
通讯作者:
Guo, Feng
共 14 条
SHF: Small: Automated Algorithm/Hardware Co-Design for Accelerating Nanopore Base-calling
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批准号:1908992
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$49.89万
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财政年份:2019
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负责人:Lei Jiang
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依托单位:
国内基金
海外基金
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昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:
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依托单位:
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:张祥忠
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依托单位:
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
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批准号:32000033
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:林平
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依托单位:
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
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批准号:31972324
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:高学文
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依托单位:
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
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批准号:81900988
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2019
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负责人:毛梦莹
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依托单位:
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
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批准号:31870821
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈江宁
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依托单位:
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
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批准号:31802058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:麻慧
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依托单位:
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
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批准号:31772128
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:吴建国
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依托单位:
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
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批准号:81704176
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:赵继梦
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依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
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批准号:91640114
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何祖华
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依托单位: