Grant: Alliance Grants
HEC Montréal
$45,000.00
The gamification of online stochastic optimization problems
FY 2023-24
Summary
In a groundbreaking project, researchers are leveraging deep reinforcement learning (DRL), a type of artificial intelligence (AI), to turn complex mathematical challenges into fun and interactive games-a process dubbed as "gamification". Inspired by the success of DRL in outperforming humans in Atari games for example, this project ambitiously ventures into the realms of transportation and energy sectors, striving to revamp the operations of ride-hailing services and streamline home charging systems. The initial phase of the project focuses on an emerging field spurred by the surge in popularity of ride-hail services like Uber and Lyft. With the anticipated influx of autonomous electric vehicles in these platforms, there emerges a necessity for a centralized system capable of adeptly managing these fleets within defined geographical regions. The initiative intends to utilize real data from New York City's ride-hail and taxi ventures and the National Renewable Energy Lab, to train and test DRL algorithms on a game version of this problem. Conversely, the booming interest in electric vehicles has highlighted a significant challenge concerning the rise in home charging activities, which are expected to exert a considerable strain on power grids. This issue, when transformed into a game format, exhibits a Tetris-like structure, providing a novel approach to address the problem through gamification with DRL algorithms. As the research advances, it aims to scrutinize the versatility of gamification approaches to new problem characteristics and mitigate the various challenges for gamification to become mainstream. In the grand scheme of things, the project aims to devise solutions that can substantially aid in shaping a more eco-friendly and energy-efficient society. Dans le cadre d'un projet révolutionnaire, des chercheurs exploitent l'apprentissage par renforcement profond (DRL), un type d'intelligence artificielle (IA), pour transformer des défis mathématiques complexes en jeux amusants et interactifs, un processus appelé « gamification ». Inspiré par le succès du DRL qui surpasse les humains dans des jeux Atari par exemple, ce projet s'aventure ambitieusement dans les domaines des transports et de l'énergie, cherchant à révolutionner les opérations des services de transport avec chauffeur et à optimiser les systèmes de recharge à domicile. La première phase du projet se concentre sur un domaine émergent stimulé par la popularité croissante des services de transport avec chauffeur tels qu'Uber et Lyft. Avec l'arrivée attendue de véhicules électriques autonomes sur ces plateformes, il devient nécessaire de mettre en place un système centralisé capable de gérer efficacement ces flottes dans des régions géographiques définies. L'initiative prévoit d'utiliser des données réelles des services de taxi et de transport avec chauffeur de la ville de New York et du laboratoire national d'énergie renouvelable pour entraîner et tester des algorithmes DRL sur une version ludique de ce problème. À l'inverse, l'intérêt croissant pour les véhicules électriques a mis en évidence un défi significatif lié à l'augmentation des activités de recharge à domicile, qui devraient exercer une pression considérable sur les réseaux électriques. Ce problème, lorsqu'il est transformé en un jeu, présente une structure similaire à Tetris, offrant une nouvelle approche pour résoudre le problème grâce à la gamification avec des algorithmes DRL. À mesure que la recherche progresse, elle vise à examiner la polyvalence des approches de gamification pour s'adapter aux nouvelles caractéristiques des problèmes et à atténuer les différents défis pour que la gamification devienne courante. Dans le grand schéma des choses, le projet vise à élaborer des solutions qui peuvent contribuer de manière significative à façonner une société plus respectueuse de l'environnement et économe en énergie.
Program
Alliance Grants
Recipient
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data
As published
Application id
586860-2023
Name nom
Cousineau, Martin M
Department département
Gestion des opérations et de la logistique
Organization id
65
Institution établissement
HEC Montréal
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2023
Competition year année de concours
2023
Award amount
45000
Program id
ALLRP
Program name en
Alliance Grants
Program name fr
Subventions Alliance
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
701
Area of application group en
Transportation systems and services
Area of application group fr
Services et systèmes de transport
Area of application en
Ground (road and rail)
Area of application fr
Terrestre (routier et ferroviaire)
Research subject code
1603
Research subject group en
Industrial engineering
Research subject group fr
Logistics
Research subject en
Génie industriel
Research subject fr
Logistique
Application title
The gamification of online stochastic optimization problems
Keyword
electric vehicles; gamification; logistics; machine learning; modelling; online optimization; optimization; reinforcement learning; stochastic optimization; transportation
Application summary
In a groundbreaking project, researchers are leveraging deep reinforcement learning (DRL), a type of artificial intelligence (AI), to turn complex mathematical challenges into fun and interactive games-a process dubbed as "gamification". Inspired by the success of DRL in outperforming humans in Atari games for example, this project ambitiously ventures into the realms of transportation and energy sectors, striving to revamp the operations of ride-hailing services and streamline home charging systems. The initial phase of the project focuses on an emerging field spurred by the surge in popularity of ride-hail services like Uber and Lyft. With the anticipated influx of autonomous electric vehicles in these platforms, there emerges a necessity for a centralized system capable of adeptly managing these fleets within defined geographical regions. The initiative intends to utilize real data from New York City's ride-hail and taxi ventures and the National Renewable Energy Lab, to train and test DRL algorithms on a game version of this problem. Conversely, the booming interest in electric vehicles has highlighted a significant challenge concerning the rise in home charging activities, which are expected to exert a considerable strain on power grids. This issue, when transformed into a game format, exhibits a Tetris-like structure, providing a novel approach to address the problem through gamification with DRL algorithms. As the research advances, it aims to scrutinize the versatility of gamification approaches to new problem characteristics and mitigate the various challenges for gamification to become mainstream. In the grand scheme of things, the project aims to devise solutions that can substantially aid in shaping a more eco-friendly and energy-efficient society. Dans le cadre d'un projet révolutionnaire, des chercheurs exploitent l'apprentissage par renforcement profond (DRL), un type d'intelligence artificielle (IA), pour transformer des défis mathématiques complexes en jeux amusants et interactifs, un processus appelé « gamification ». Inspiré par le succès du DRL qui surpasse les humains dans des jeux Atari par exemple, ce projet s'aventure ambitieusement dans les domaines des transports et de l'énergie, cherchant à révolutionner les opérations des services de transport avec chauffeur et à optimiser les systèmes de recharge à domicile. La première phase du projet se concentre sur un domaine émergent stimulé par la popularité croissante des services de transport avec chauffeur tels qu'Uber et Lyft. Avec l'arrivée attendue de véhicules électriques autonomes sur ces plateformes, il devient nécessaire de mettre en place un système centralisé capable de gérer efficacement ces flottes dans des régions géographiques définies. L'initiative prévoit d'utiliser des données réelles des services de taxi et de transport avec chauffeur de la ville de New York et du laboratoire national d'énergie renouvelable pour entraîner et tester des algorithmes DRL sur une version ludique de ce problème. À l'inverse, l'intérêt croissant pour les véhicules électriques a mis en évidence un défi significatif lié à l'augmentation des activités de recharge à domicile, qui devraient exercer une pression considérable sur les réseaux électriques. Ce problème, lorsqu'il est transformé en un jeu, présente une structure similaire à Tetris, offrant une nouvelle approche pour résoudre le problème grâce à la gamification avec des algorithmes DRL. À mesure que la recherche progresse, elle vise à examiner la polyvalence des approches de gamification pour s'adapter aux nouvelles caractéristiques des problèmes et à atténuer les différents défis pour que la gamification devienne courante. Dans le grand schéma des choses, le projet vise à élaborer des solutions qui peuvent contribuer de manière significative à façonner une société plus respectueuse de l'environnement et économe en énergie.