Өтпелі процестер электроникасы - биоэлектрондық дәрі-дәрмектерден қоршаған орта мониторларына дейін

Интегралды микросхемалардың заманауи технологиясының ерекшелігі - олардың физикалық немесе химиялық өзгерістері болмай, тұрақты және үздіксіз жұмыс істеу қабілеттілігі. Жақында әзірленген электронды материалдар кластары мен өндірістік тәсілдер белгіленген уақытта немесе бақыланатын жылдамдықта жоқ болып кететін, ыдырайтын, деградацияға ұшырайтын немесе басқаша физикалық түрде жоғалып кететін "өтпелі" құрылғылар түрінде қарама-қарсы нәтиже жасауға мүмкіндік береді. Суда еритін өтпелі электронды құрылғылар экологиялық таза мониторларды, "жасыл" тұрмыстық электронды құрылғыларды және биологиялық сіңірілетін медициналық импланттарды жасауға негіз болады. Бұл баяндамада био/эко резорбцияланатын электрониканың негізгі тұжырымдамалары және оны әртүрлі функциялары бар 2D және 3D макеттерінде қалыптастыру әдістері сипатталған. Кардиологиялық операциялардан кейінгі тәуекелдерді азайтатын уақытша сымсыз кардиостимуляторлар және қоршаған ортадағы процестерді бақылауға мүмкіндік беретін пассивті микрорефлекторлар - бұл жүйелік деңгейде соңғы мысалдар болып табылады.

Профессор Джон Роджерс 1989 жылы Остиндегі Техас университетінде химия және физика бойынша бакалавр дәрежесін алды. MIT-тен 1992 жылы физика және химия ғылымдарының магистрі және 1995 жылы физикалық химия ғылымының PhD доктор дәрежесін алды. 1995 жылдан 1997 жылға дейін Роджерс Гарвард университетіндегі стипендиаттар қоғамының ғылыми қызметкері болды. 1997 жылы ол Bell Laboratories-те техникалық персоналдың мүшесі ретінде жұмысқа орналасты, кейін 2000 жылдың аяғынан 2002 жылға дейін конденсацияланған зат физикасы зерттеулерінің директоры қызметін атқарды. Сосын ол Иллинойс университетінің факультетінде он үш жыл жұмыс істеді, соңғы уақытта Свонлунд профессоры және Сейтц материалдарын зерттеу зертханасының директоры қызметін атқарды. 2016 жылдың күзінде ол Солтүстік-Батыс университетіне көшіп, жаңадан құрылған Куэрри-Симпсон биоэлектроника институтының директоры болды. Ол 900-ге жуық жұмыстың авторы және 100-ден астам патенттің бірлескен авторы болды, олардың 70-тен астамы ірі компанияларға немесе зертханаларында құрылған стартаптарға лицензияланған. Оның зерттеулері көптеген марапаттарға ие болды, соның ішінде МакАртур стипендиясы (2009), Лемельсон-MIT сыйлығы (2011), Смитсон институтының физика ғылымындағы американдық тапқырлық сыйлығы (2013), Материалдарды зерттеу қоғамының MRS медалі (2018), Франклин институтының Бенджамин Франклин медалі (2019), Гуггенхайм стипендиясы (2021) және IEEE биомедициналық инженерия сыйлығы (2024). Ол Ұлттық инженерлік академиясының, Ұлттық ғылым академиясының, Ұлттық медицина академиясының және Америка өнер және ғылым академиясының мүшесі.

Жасанды интеллектіні қоғам игілігі үшін пайдалану

Жасанды интеллект өміріміздің барлық салаларына терең әсер етеді деп күтілуде және біз бұл технологияны қолданғандықтан, оны ортақ игілікке бағыттау маңызды. Қоғамның өркендеуі үшін жасанды интеллектіні қалай пайдалануға болады? Осы технологияның айналасында қандай нормативтік қорғаныстар орнатылуы керек? Жасанды интеллекті әлеуетін пайдалану үшін студенттерге, ғылыми зерттеушілерге және өнеркәсіп өкілдеріне қандай тартымды зерттеушілік мүмкіндіктер бар? AI Singapore және NASA AI институтының тәжірибесіне сүйене отырып, біз жасанды интеллектіні тиімді түрде қалай қолдануға болатыны туралы бірнеше мысалды талқылаймыз. Жасанды интеллектінің зияны да болуы мүмкін екенін ескере отырып, соңғы зерттеулерімізде жасанды интеллектінің теріс әсерін азайту бойынша да қысқаша талқылаймыз. Қорытындылай келе, біз осы саладағы кейбір проблемалар мен ашық зерттеу сұрақтарды қарастырамыз.

Мохан Канканхали-Сингапур Ұлттық университетінің (NUS) информатика кафедрасының провосты, ол NUS Жасанды интеллект институтының директоры. Ол сондай-ақ AI Singapore атқарушы төрағасының Сингапур жасанды интеллект саласындағы зерттеулер мен әзірлемелердің ұлттық бағдарламасы бойынша орынбасары болып табылады. Мохан бакалавр дәрежесін IIT Kharagpur-да алған және Ренселаер политехникалық институтында магистр және ғылым докторы дәрежесін алған. Моханның ғылыми қызығушылықтары мультимодальды есептеулермен, компьютерлік көрумен және сенімді жасанды интеллектімен байланысты. Ол кескіндер мен бейнелер түсінігі, визуалды тартымдылық, контентті аутентификациялау, құпиялылық және сенімді жасанды интеллект салаларына іргелі үлес қосты. NASA AI Institute-ның директоры ретінде ол мультимодальды модельдер мен сенімді машиналық оқыту бастамаларын басқарады. Ол сондай-ақ мультимедиялық есептеулерде басшылық лауазымдарда, мысалы, ACM Transactions on Multimedia Computing журналының аға редакторы және IEEE Multimedia magazine журналының бас редакторының орынбасары. Ол Springer Multimedia Systems және Springer Journal On Big Data журналдарының редакциялық кеңес құрамына кіреді. Мохан Дүниежүзілік экономикалық форумның жасанды интеллектінің болашағы жөніндегі Жаһандық кеңестің мүшесі және IEEE стипендиаты.

Әр түрлі масштабтағы инженерия мен биологияның қиылысы: дербестендірілген диагностика және баспа ұялы аппараттардың мүмкіндіктері

Биологияны, медицинаны және инженерияны, әсіресе микро және нано масштабтағы өндіріс әдістерін интеграциялау биология мен медицинадағы маңызды мәселелерді шешуге және диагностика, терапия және тіндік инженериядағы қосымшаларының ауқымының кеңеюіне үлкен мүмкіндіктер ашады. Атап айтқанда, Lab-on-Chip микрофлюидикасы мен технологиясы (чиптегі зертхана құрылғысы) медициналық және дербестендірілген көмек көрсету пункттерінде қолданылатын сезімтал және спецификалық технологиялардың көмегімен нуклеин қышқылдарын анықтау және тұтас қандағы спецификалық жасушалары есебінде ауру маркерлерін қолдануды таба алады. Бұл технологиялардың инфекцияларды диагностикалау және сепсисті стратификациялау үшін жекелендірілген медицинаның дамуына әсері талқыланады. Нанотехнологиялар мен микрофлюидтер шкаласы бойынша ілгерілей отырып, биогибридті полимерлі құрылғылардың 3D биофабрикация әдістерін дәрі-дәрмек скринингі мен биогибридті робототехникаға арналған аспаптық тіндерді әзірлеу үшін де пайдалануға болады. Осы жасушалық машиналардың мүмкіндіктері кеңейген сайын, эмерджентті әрекеттердің пайда болуы және өздігінен құрастыру және өздігінен сауығу қабілетін анықтау мүмкіндігі пайда болған кезде, бұл зерттеу бағытының этикалық салдары туралы маңызды сұрақтар туындауы мүмкін, оларды қарастыру және шешу өте маңызды. Бұл жасушалық жүйелер алдағы онжылдықта дәрі-дәрмектерді жеткізуде, энергия өндіруде және басқа биомиметикалық жүйелерде әлеуетті қолдануда мүмкіндіктерді арттырады.

Профессор Рашид Башир Грейджер инженерлік колледжінің деканы және Урбана-Шампейндегі Иллинойс университетінің инженерлік кафедрасының меңгерушісі, сонымен бірге биоинженерия профессоры қызметін атқарады. Ол бұған дейін UIUC-те негізгі қызметтерді басқарған, яғни оның ішінде Карлс- Иллинойс медицина колледжінің атқарушы деканының орынбасары және алуантүрлілік жөніндегі бас маманы, биоинженерия кафедрасының меңгерушісі, микро және нанотехнологиялар зертханасының директоры. UIUC- ке келгенге дейін ол Purdue университетінде дәріс жүргізді және Ұлттық жартылай өткізгіш корпорациясында аға инженерлік менеджер қызметін атқарды. Профессор Башир Пурдю университетінде электротехника бойынша PhD доктор дәрежесін алды, 250-ден астам журналдық мақалалардың авторы болды, 120-дан астам шақырылған баяндамалар жасады және 45 патенттің иегері. Ол көптеген марапаттарға ие болды, соның ішінде NSF Faculty Early Career Award және IEEE EMBS Technical Achievement Award. Ол IEEE, AIMBE, AAAS және басқа да беделді ұйымдардың мүшесі. Оның зерттеулері бионанотехнологияға, BioMEMS және lab-on-a-chip технологияларына, соның ішінде қатерлі ісік және сепсис сияқты денсаулықтың негізгі мәселелерін шешу үшін дәл медицина мен 3D биоөндіріс техникасын дамытуға бағытталған.

Қазіргі заманғы (S)TEM технологиясы: Атом деңгейінде кинетика құрылымдарын сандық бағалау және бақылау

Соңғы 20 жыл ішінде сканерлеуші ​​электронды микроскопиядағы (S)TEM аберрациялық түзету атомдық масштабтағы материалдарды бақылаудың маңызды құралына айналды. Дәстүрлі бейнелеуден басқа, 4D STEM және спектроскопиялық әдістер, соның ішінде EELS сияқты жетістіктер қазір композицияны, жергілікті өрістерді және электрондық құрылымдарды дәл бейнелеуге мүмкіндік береді. Жетілдірілген әзірлемелер уақыт ажыратымдылығын және атомдық диффузия оқиғаларын және кинетикалық процестерді бақылауға бағытталған in situ мониторингін қамтиды. Бұл әдістер гетерогенді катализдегі процестерді, энергияны сақтауды және экстремалды жағдайларда жетілдірілген материалдарды зерттеу үшін өте маңызды. Бұл әдістер ілгерілеген сайын бейорганикалық және биологиялық жүйелерді визуализациялау мүмкіндігі біріктіріліп, инженерлік және медициналық ғылымдардағы қолданбаларды кеңейтуде. Берліген презентацияда Ливерпуль университетіндегі Альберт Кру орталығының (ACC) ағымдағы мүмкіндіктерін, соның ішінде Ұлыбританияның релятивистік өте жылдам электронды дифракция және бейнелеу ұлттық мекемесінің (RUEDI) құрылысы мен зерттеу мақсаттарын көрсетіледі. Сондай-ақ сессияда өзін-өзі түзететін және өзін-өзі басқаратын микроскоптарды жасау үшін қысуды сезіну және жасанды интеллект бойынша жұмыстар талқыланады және болашақ микроскопиялық эксперименттердің әлеуеті қарастырылады.

Профессор Браунинг Ливерпуль университетінің инженерлік және физика ғылымдары мектептерінде электронды микроскопия бөлімін меңгерушісі. 1991 жылы Кембридж университетінде PhD доктор дәрежесін алды. Ол Oak Ridge ұлттық зертханасында (1992-1995), Лоуренс Беркли ұлттық зертханасында (2003-2006), Лоуренс Ливермор ұлттық зертханасында (2006-2011) жұмыс істеді және соңғы уақытта Тынық мұхиты солтүстік-батыс ұлттық зертханасында Химиялық кескіндеу бастамасының зерттеушісі мен директор қызметін атқарды (2011-2017). Профессор Браунинг Ғылымды дамыту жөніндегі американдық қауымдастығының және Америка микроскопия қоғамының (MSA) мүшесі. Ол 2002 жылы MSA Бертон сыйлығымен және 2003 жылы Америка керамикалық қоғамының Кобле сыйлығымен, трансмиссиялық электронды микроскопияны сканерлеуде атомды ажырату әдістерін дамытқаны үшін марапатталды. Әріптестерімен бірге ол 2008 жылы RD 100 және Nano 50 марапаттарын, сондай-ақ DTEM әзірлегені үшін 2010 жылы Microscopy Today инновациялық сыйлығын алды. Оның 380-ден астам жарияланымы бар (h-индекс = 84) және кеңейтілген электронды микроскопия бойынша 300-ден астам шақырылған баяндамалар жасады.

Тұрақты болашақтың ақылды көрінісі: Қалдықтардан тұрақты материалдар мен өнімдер жасайтын SMART және MICROfactories™ технологиялары

Тұрақты болашаққа қол жеткізу үшін қалдықтардан қажетті материалдарды шығарып, оларды қоқысқа тастамай, өндіріске шикізат ретінде пайдалану қажет. Бұл айналмалы экономикаға ауысу өндіріс пен қайта өңдеуді біріктіреді, жеткізу тізбегін, жергілікті жұмыс орындарын қамтамасыз етеді, яғни оның маңызды экологиялық артықшылықтары бар. Жетілдірілген технологиялардың арқасында қалдықтарды болашаққа қажетті құрамдас бөліктерге және инфрақұрылымға айналдыруға болады, бұл өркендеу мен тұрақтылыққа ықпал етеді. Берілген презентацияда алдыңғы қатарлы өндіріс пен ресурстарды қалпына келтіру салаларындағы мысалдармен пайдалану мерзімі біткен қалдықтарды қайта өңдеу үшін бағалы материалдарға қалай айналдыруға болатыны қарасытырылады. UNSW Тұрақты материалдарды зерттеу және технологиялар орталығы (SMaRT) металл өндіруге қажетті сутегі мен көміртекті өндіру үшін қалдық полимерлерді қолданатын, өндірілген ресурстарға тәуелділікті азайтатын «жасыл болат» полимерлі құю технологиясы сияқты инновациялық технологияларды әзірледі. MICROfactories™ SMART жаңа жеткізу тізбегі мен білікті жұмыс орындарын құра отырып, жоғары технологиялық қалдықтарды басқаруға арналған жергілікті шешімдерді енгізеді. Бұл технологиялар қалдықтар мен өндіріс арасындағы байланысты жабуға жол ашып, айналмалы экономикаға көшуді жеңілдетеді және қалдықтардан қосымша құнды материалдар жасауға мүмкіндік береді.

Австралиялық зерттеу кеңесінің (ARC) грант иегері Профессор Веена Саадажвалла – халықаралық деңгейде танылған материалды зерттеуші, инженер және өнертапқыш. Ол жоғары температурада өңдеу арқылы қалдықтарды қайта өңдеу ғылымында төңкеріс жасап, оларды «жасыл материалдарға» айналдыруымен танымал. Жаңа Оңтүстік Уэльс университетіндегі Тұрақты материалдарды зерттеу және технологиялар орталығының (SMaRT) негізін қалаушы директоры ретінде Веена әлемдегі алғашқы электронды қалдықтар мен пластикті қайта өңдеу микрозауыттарының бастамашысы болды. Ол соңғы қайта өңдеу ғылымын экологиялық және экономикалық пайдаға айналдыру үшін өнеркәсіппен бірлесіп жұмыс істеп, жасыл өндірістегі ARC өнеркәсіптік трансформацияны зерттеу орталығын басқарады. 2019 жылы Жаңа Оңтүстік Уэльс үкіметі Веенаны айналмалы экономиканың инновациялық желісінің бірінші директоры етіп тағайындады. Оның халықаралық деңгейде коммерцияланған EAF жасыл өндіріс процесі күрделі қалдықтар ағындарын құнды ресурстарға айналдырудың инновациялық тәсілін көрсетеді. Яғни, онда кокстың орнына шиналардың қалдықтарын пайдаланады. Веена Австралияның ең ықпалды инженерлерінің бірі және Австралия ғылым академиясының мүшесі. Ол 380-ден астам рецензияланған мақалаларды жариялады және Австралияда және бүкіл әлемде баяндамалар жасайды.

Feeling Smart: неге біздің эмоцияларымыз біз ойлағаннан да ұтымды

«Feeling Smart» - бұл 2015 жылы Perseus Books Group баспасынан шыққан Эяль Уинтердің кітабы. Кітап эмоционалды және рационалды болмыс арасындағы қарым-қатынасты, сондай-ақ бұл қарым-қатынастың экономика, бизнес, романтика және әлеуметтік өзара әрекеттесу сияқты салаларға әсерін зерттейді. Біз келесі сұрақтарды қарастырамыз: Эмоциялар мен ұтымдылық екі бөлек жүйе ме? Біз эмоцияларды біріктіре аламыз ба? Автономды және өзара әрекеттесетін эмоциялардың айырмашылығы неде? Альтруизмнің өз мүдделерін алға жылжытудағы рөлі қандай? Біз сондай-ақ «махаббат гормоны» окситоцин тақырыбындағы соңғы зерттеулердің нәтижелерін және оның экономикалық және әлеуметтік өзара әрекеттесулерге әсерін атап өтетін боламыз.

Эяль Уинтер Ланкастер университетінің Эндрюс және Брюннер атындағы экономика профессоры және Еврей университетінің Сильверцвейг атындағы экономика профессоры болып табылады. Ол мінез-құлық экономикасы, шешім қабылдау және ойын теориясы бойынша маманданған. Ол рационалдылықты зерттеу орталығының мүшесі және оны төрт жыл басқарды. Уинтер 2011 жылы үздік ғылыми жетістіктері үшін Германия үкіметінің Гумбольдт сыйлығымен марапатталды. Ол Халықаралық ойын теориясы қоғамы кеңесінің сайланған мүшесі және Экономикалық теория қоғамының сайланған қызметкері болып табылады. Уинтер Вашингтон университетінде, Манчестер университетінде және Еуропалық Университет институтында басшылық қызметтер атқарды. Оның «Feeling Smart: неге біздің эмоцияларымыз біз ойлағаннан да ұтымды» кітабы 2015 жылы жарық көрді. Кітап тоғыз тілде жарық көрді және бірнеше Нобель сыйлығы лауреаттарының мақұлдауын алды. Оның мақалалары Econometrica, AER, Review of Economics Studies, JPE, APSR, JET, Management Science, Psy Science және т.б. сияқты танымал журналдарда жарияланды. Оның публицистикалық эсселері Time Magazine, Forbes, Los Angeles Times, Washington Post, Guardian, Independent, Jewish Chronicle, Haaretz және басқаларында жарық көрді. Ол үкіметтер мен корпорацияларға, соның ішінде Microsoft пен Google-ге мінез-құлық экономикасы мен шешім қабылдау мәселелері бойынша кеңес берді.