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<div class="WordSection1">
<p class="MsoNormal"><b><span style="font-size:11.0pt">Title:</span></b><span style="font-size:11.0pt"> Toward Safe Dose Delivery in Plasma Medicine using Projected Neural Network-based Fast Approximate NMPC<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt"><o:p> </o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><b><span style="font-size:11.0pt">Abstract:</span></b><span style="font-size:11.0pt"> Atmospheric pressure plasma jets (APPJs) are increasingly used for biomedical applications. Reproducible and effective operation of APPJs hinges on controlling
 the nonlinear effects of plasma on a target substrate in the face of intrinsic variabilities of the plasma as well as exogenous disturbances. This paper presents a low-memory fast approximate nonlinear model predictive control (NMPC) strategy for an APPJ with
 prototypical applications in plasma medicine. The NMPC objective is to regulate the delivery of the cumulative thermal effects of plasma to a substrate, while adhering to constraints pertaining to a patient’s safety and comfort. Deep neural networks are used
 to approximate the implicit NMPC law with a cheap-to-evaluate explicit control law that has low memory requirements. Robust constraint satisfaction is guaranteed by projecting the output of the neural network onto a set that ensures the state stays within
 an appropriately defined invariant set. Closed-loop simulations and real-time control experiments indicate that the proposed approximate NMPC strategy is effective in handling nonlinear control costs at fast sampling times, while guaranteeing satisfaction
 of safety-critical system constraints. This work takes a crucial step toward fast NMPC of safety-critical plasma applications using resource-limited embedded control hardware.<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt"><o:p> </o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt">Also, here is a link to the full conference paper:
<a href="https://static1.squarespace.com/static/5d4488dc0d24df0001719b1f/t/5eb1a646084e3731c4d95768/1588700743302/IFAC_2020_1_v2.pdf">
https://static1.squarespace.com/static/5d4488dc0d24df0001719b1f/t/5eb1a646084e3731c4d95768/1588700743302/IFAC_2020_1_v2.pdf</a>.
<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt"><o:p> </o:p></span></p>
<div>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;color:black">--<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;color:black">Joel A. Paulson<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;color:black">Assistant Professor<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;color:black">Department of Chemical and Biomolecular Engineering<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;color:black">Core Faculty Member, Sustainability Institute<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;color:black">Affiliate Faculty, Translational Data Analytics Institute<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;color:black">The Ohio State University<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt;color:black"><a href="https://paulsonlab.engineering.osu.edu">https://paulsonlab.engineering.osu.edu</a></span><span style="font-size:11.0pt"><o:p></o:p></span></p>
</div>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt"><o:p> </o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt"><o:p> </o:p></span></p>
<div style="border:none;border-top:solid #B5C4DF 1.0pt;padding:3.0pt 0in 0in 0in">
<p class="MsoNormal"><b><span style="color:black">From: </span></b><span style="color:black">"Chalmers, Jeffrey" <chalmers.1@osu.edu><br>
<b>Date: </b>Thursday, August 6, 2020 at 2:40 PM<br>
<b>To: </b>"Ozkan, Umit" <ozkan.1@osu.edu><br>
<b>Cc: </b>_ENG CBE Faculty <ENG-cbe-faculty@osu.edu>, _ENG CBE Graduate Students <ENG-cbe-gradstudents@osu.edu>, _ENG CBE Researchers <ENG-cbe-researchers@osu.edu><br>
<b>Subject: </b>Re: Congratulations to Joel Paulson<o:p></o:p></span></p>
</div>
<div>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt"><o:p> </o:p></span></p>
</div>
<p class="MsoNormal" style="margin-bottom:12.0pt">What is the title? And can we see the abstract? <o:p></o:p></p>
<div>
<p class="MsoNormal">Jeff Chalmers<o:p></o:p></p>
</div>
<div>
<p class="MsoNormal"><br>
<br>
<o:p></o:p></p>
<blockquote style="margin-top:5.0pt;margin-bottom:5.0pt">
<p class="MsoNormal" style="margin-bottom:12.0pt">On Aug 6, 2020, at 2:38 PM, Ozkan, Umit <ozkan.1@osu.edu> wrote:<o:p></o:p></p>
</blockquote>
</div>
<blockquote style="margin-top:5.0pt;margin-bottom:5.0pt">
<div>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt">Dear All,</span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt">Please join me in congratulating Joel Paulson and his team for being
<span style="color:black">selected as the winner of the Application Paper Prize at the IFAC World Congress this year. This work was actually the first paper he submitted as a faculty member last year in October.  </span></span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="color:black">IFAC stands for the “International Federation on Automatic Control” and is one of the main organizations in Joel’s  field. The World Congress conference is held once every 3 years (about 3000 participants). The
 information is posted online here: <span class="apple-converted-space"> </span></span><a href="https://www.ifac-control.org/awards/congress-prizes#Application" title="https://www.ifac-control.org/awards/congress-prizes#Application">https://www.ifac-control.org/awards/congress-prizes#Application</a><span style="color:black">.</span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt"> </span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt">Congratulations Joel! And thank you for giving us something to celebrate at a time when we all need some good news!</span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt"> </span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:11.0pt">Best wishes to you all.</span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><b><span style="font-size:9.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:red"> </span></b><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><b><span style="font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:red">Umit S. Ozkan, Ph.D., P.E.</span></b><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><b><i><span style="font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:#0432FF">College of Engineering Distinguished Professor</span></i></b><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><b><i><span style="font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:#0432FF">Chair</span></i></b><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><b><i><span style="font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:#0432FF">William G. Lowrie Dept. of Chemical &Biomolecular Engineering</span></i></b><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><b><i><span style="font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:red">The Ohio State University</span></i></b><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black">151 W. Woodruff Avenue, Columbus, OH 43210</span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black">614-292-6623 Office</span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:8.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:#0432FF"><a href="mailto:ozkan.1@osu.edu"><span style="color:#0432FF;text-decoration:none">ozkan.1@osu.edu</span></a>      ozkanhcrg.engineering.osu.edu</span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><span style="font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black"> </span><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> <o:p></o:p></p>
</div>
</blockquote>
</div>
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