Электроника переходных процессов – От биоэлектронных лекарств до мониторов окружающей среды

Замечательной особенностью современной технологии интегральных схем является их способность работать стабильно, практически бесконечно, без физических или химических изменений. Однако недавно разработанные классы электронных материалов и производственные подходы создают возможность достижения противоположного эффекта — создания «переходных» устройств, которые растворяются, распадаются, деградируют или иным образом физически исчезают в заданное время или с контролируемой скоростью. Водорастворимые переходные электронные устройства служат основой для создания экологически безопасных мониторов, "зеленых" бытовых электронных устройств и биорассасывающихся медицинских имплантатов. В этом докладе рассматриваются основные концепции био/экорезорбируемой электроники и методы её формирования в 2D и 3D макеты с различными функциями. Беспроводные временные кардиостимуляторы, минимизирующие риски после кардиологических операций, и пассивные микрорефлекторы, позволяющие отслеживать процессы в окружающей среде, — вот несколько недавних примеров на системном уровне.

Профессор Джон А. Роджерс получил степени бакалавра по химии и физике в Техасском университете в Остине в 1989 году. В Массачусетском технологическом институте он получил степени магистра наук по физике и химии в 1992 году и степень PhD доктора по физической химии в 1995 году. С 1995 по 1997 год Роджерс был исследовательским сотрудником Общества стипендиатов Гарвардского университета. В 1997 году он устроился на работу в Bell Laboratories в качестве члена технического персонала, а затем занял должность директора отдела исследований физики конденсированных сред с конца 2000 по 2002 год. После этого он провел тринадцать лет на факультете Иллинойсского университета, недавно занимал должность профессора кафедры Свонлунда и директора исследовательской лаборатории материалов Зейтца. Осенью 2016 года он перешел в Северо-Западный университет, где стал директором недавно созданного Института биоэлектроники Куэрри-Симпсона. Он является соавтором около 900 статей и соавтором более 100 патентов, более 70 из которых лицензированы крупным компаниям или стартапам, созданным в его лабораториях. Его исследования были отмечены множеством наград, включая стипендию Макартура (2009), премию Лемельсона-MIT (2011), премию Смитсоновского института за американскую изобретательность в области физических наук (2013), медаль MRS от Общества исследования материалов (2018), медаль Бенджамина Франклина от Института Франклина (2019), стипендию Гуггенхайма (2021) и премию IEEE в области биомедицинской инженерии (2024). Он является членом Национальной инженерной академии, Национальной академии наук, Национальной медицинской академии и Американской академии искусств и наук.

Использование искусственного интеллекта для общественного блага

Ожидается, что искусственный интеллект (ИИ) окажет глубокое влияние на все сферы нашей жизни, и поскольку мы намерены использовать эту технологию, важно направить её использование на общее благо для всех. Как можно использовать искусственный интеллект для достижения цели процветания общества? Какие нормативные меры необходимо установить вокруг этой технологии? Какие захватывающие исследовательские возможности доступны студентам, научным исследователям и представителям промышленности для того, чтобы раскрыть потенциал искусственного интеллекта? Опираясь на опыт AI Singapore и NUS AI Institute, мы обсудим несколько примеров того, как искусственный интеллект может быть использован в положительном ключе. Учитывая, что ИИ также потенциально может нанести вред, мы кратко обсудим некоторые из наших недавних исследований, направленных на смягчение его негативного воздействия. В заключение мы рассмотрим некоторые проблемы и открытые исследовательские вопросы в этой области.

Мохан Канканхалли - Провост кафедры компьютерных наук Национального университета Сингапура (NUS), где он является Директором Института искусственного интеллекта NUS. Он также является заместителем исполнительного председателя AI Singapore, национальной сингапурской программы исследований и разработок в области искусственного интеллекта. Мохан получил степень бакалавра в IIT Kharagpur и степень магистра и доктора наук в Политехническом институте Ренсселера. Научные интересы Мохана связаны с мультимодальными вычислениями, компьютерным зрением и надежным искусственным интеллектом. Он внес фундаментальный вклад в области понимания изображений и видео, визуальной привлекательности, аутентификации контента, конфиденциальности и надежного искусственного интеллекта. Как директор NUS AI Institute, он руководит инициативами по мультимодальным моделям и надежному машинному обучению. Он также занимает руководящие должности в области мультимедийных вычислений, например, является старшим редактором журнала ACM Transactions on Multimedia Computing и заместителем главного редактора журнала IEEE Multimedia magazine. Он входит в состав редакционных советов журналов Springer Multimedia Systems и Springer Journal on Big Data. Мохан является членом Глобального совета по будущему искусственного интеллекта Всемирного экономического форума, а также является стипендиатом IEEE.

Пересечение инженерии и биологии в различных масштабах: возможности персонализированной диагностики и печатных сотовых аппаратов

Интеграция биологии, медицины и инженерии, особенно методов производства в микро- и наномасштабе, открывает огромные возможности для решения важных проблем в биологии и медицине, а также для широкого спектра приложений в диагностике, терапии и тканевой инженерии. В частности, микрофлюидика и технология Lab-on-Chip (лаборатория на чипе) могут найти применение в обнаружении маркеров заболеваний, подсчёте специфических клеток в цельной крови и идентификации нуклеиновых кислот с использованием чувствительных и специфических технологий, применяемых в пунктах оказания медицинской помощи и персонализированной медицине. Будет обсуждаться влияние этих технологий на развитие персонализированной медицины для диагностики инфекций и стратификации сепсиса. Продвигаясь от нанотехнологий и микрофлюидики к более крупным масштабам, методы 3D- биофабрикации биогибридных полимерных устройств могут быть использованы для разработки инструментальных тканей для скрининга лекарств и биогибридной робототехники. По мере расширения возможностей этих клеточных машин могут возникнуть важные вопросы об этических последствиях этого направления исследований, связанные с проявлениями эмерджентного поведения и возможностями самосборки и самовосстановления, которые необходимо рассмотреть и решить. Эти клеточные системы открывают широкие перспективы на следующее десятилетие и далее, с потенциальным применением в доставке лекарств, производстве энергии и других биомиметических системах.

Профессор Рашид Башир декан колледжа инженерии Грейнджера и заведующий кафедрой инженерии в Университете Иллинойса в Урбане- Шампейне, где также работает профессором биоинженерии. Ранее занимал ключевые должности в UIUC, включая должность исполнительного заместителя декана и главного специалиста по вопросам разнообразия в Медицинском колледже Карла-Иллинойса, руководителя кафедры биоинженерии и директора лаборатории микро- и нанотехнологий. До работы в UIUC он преподавал в Университете Пердью и занимал должность старшего инженера-менеджера в National Semiconductor Corporation. Профессор Башир получил степень PhD доктора по электротехнике в Университете Пердью, является автором более 250 журнальных статей, прочитал более 120 приглашенных докладов и имеет 45 патентов. Он удостоен множества наград, включая премию NSF Faculty Early Career Award и премию IEEE EMBS Technical Achievement Award. Он является членом IEEE, AIMBE, AAAS и других престижных организаций. Его исследования сосредоточены на бионанотехнологиях, BioMEMS и технологиях «лаборатория на чипе», включая разработку методов точной медицины и 3D- биопроизводства для решения таких серьезных проблем здравоохранения, как рак и сепсис.

Современная технология (S)TEM: Количественная оценка структур и контроль кинетики на атомном уровне

За последние 20 лет аберрационная коррекция в сканирующей трансмиссионной электронной микроскопии (S)TEM превратилась в важный инструмент для наблюдения за материалами в атомном масштабе. Помимо традиционной визуализации, достижения, как 4D STEM и спектроскопические методы, включая EELS, теперь позволяют точно отображать состав, локальные поля и электронные структуры. Передовые разработки включают временное разрешение и контроль in situ, направленные на наблюдение событий атомной диффузии и кинетических процессов. Эти методы жизненно важны для изучения процессов в гетерогенном катализе, накоплении энергии и передовых материалах в экстремальных условиях. По мере развития этих методов способность визуализировать как неорганические, так и биологические системы интегрируется, расширяя приложения в инженерных и медицинских науках. Данная презентация продемонстрирует текущие возможности Центра Альберта Крю (ACC) в Ливерпульском университете, включая цели строительства и исследований Британского национального центра релятивистской сверхбыстрой электронной дифракции и визуализации (RUEDI). Кроме того, в ходе сессии будет обсуждаться работа в области компрессионного зондирования и искусственного интеллекта, направленная на создание самокорректирующихся и самоуправляемых микроскопов, а также рассмотрен потенциал будущих микроскопических экспериментов.

Профессор Браунинг заведует кафедрой электронной микроскопии в школах инженерии и физических наук Ливерпульского университета. Он получил степень PhD доктора в Кембриджском университете в 1991 году. Работал в Национальной лаборатории Оук-Ридж (1992-1995), Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (2003-2006), Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе (2006-2011) и недавно занимал должность научного сотрудника и руководителя инициативы по химической визуализации в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (2011-2017). Профессор Браунинг является членом Американской ассоциации содействия развитию науки и Американского общества микроскопии (MSA). В 2002 году он удостоен премии Бертона от MSA, а в 2003 году — премии Кобла от Американского керамического общества за разработку методов атомного разрешения в сканирующей просвечивающей электронной микроскопии. Вместе со своими коллегами он также получил награды RD 100 и Nano 50 в 2008 году, а также премию Microscopy Today Innovation Award в 2010 году за разработку DTEM. Он имеет более 380 публикаций (h-индекс = 84) и сделал более 300 приглашенных презентаций по передовой электронной микроскопии.

Умное видение устойчивого будущего: Технологии SMaRT и MICROfactories™, создающие устойчивые материалы и продукты из отходов

Для достижения устойчивого будущего необходимо извлекать из отходов необходимые материалы и использовать их в качестве сырья для производства, а не выбрасывать. Этот переход к экономике замкнутого цикла объединяет производство и переработку, создавая цепочки поставок, рабочие места на местах и значительные экологические преимущества. Благодаря передовым технологиям отходы могут быть переработаны в компоненты и инфраструктуру, необходимые в будущем, способствуя процветанию и устойчивости. В данной презентации подчеркивается, как отходы с истекшим сроком службы могут быть преобразованы в ценные материалы для повторного производства, с примерами из передовых отраслей производства и восстановления ресурсов. Центр исследований и технологий устойчивых материалов (SMaRT) UNSW разработал инновационные технологии, такие как технология литья полимеров в "зеленую сталь", которая использует полимерные отходы для производства водорода и углерода, необходимых для производства металла, снижая зависимость от добываемых ресурсов. MICROfactories™ SMaRT внедряет локальные решения для высокотехнологичной переработки отходов, создавая новые цепочки поставок и квалифицированные рабочие места. Эти технологии прокладывают путь к замыканию цикла между отходами и производством, способствуя переходу к экономике замкнутого цикла и созданию материалов с добавленной стоимостью из отходов.

Обладательница гранта Австралийского исследовательского совета (ARC) профессор Вина Сахаджвалла — всемирно признанная ученая-материаловед, инженер и изобретательница, известная тем, что произвела революцию в науке переработки отходов путем высокотемпературной обработки и превращения их в «зеленые материалы». Будучи директором-основателем Центра исследований и технологий устойчивых материалов (SMaRT) в Университете Нового Южного Уэльса, Вина стала пионером первых в мире микрофабрик по переработке электронных отходов и пластика. Она возглавляет исследовательский центр промышленной трансформации ARC по «зеленому производству», сотрудничая с промышленностью для преобразования новейших научных разработок в области переработки в экологические и экономические выгоды. В 2019 году правительство Нового Южного Уэльса назначило Вину первым директором Инновационной сети экономики замкнутого цикла. Ее международно- коммерциализированный EAF «зеленый» процесс производства, в котором вместо кокса используются отработанные шины, является примером инновационного подхода к превращению сложных потоков отходов в ценные ресурсы. Вина — один из самых влиятельных инженеров Австралии и член Австралийской академии наук. Она опубликовала более 380 рецензируемых статей и выступает с докладами в Австралии и во всем мире.

Feeling Smart: Почему наши эмоции более рациональны, чем мы думаем

«Feeling Smart» — так называется книга Эяля Уинтера, вышедшая в 2015 году в издательстве Perseus Books Group. Книга посвящена взаимоотношениям между эмоциональной и рациональной сущностями, а также их воздействию на такие сферы, как экономика, бизнес, романтические отношения и социальное взаимодействие. Мы рассмотрим следующие вопросы: являются ли эмоции и рациональность двумя отдельными системами? Можем ли мы объединять эмоции? В чём разница между автономными и взаимодействующими эмоциями? Какова роль альтруизма в продвижении собственных интересов? Мы также рассмотрим результаты последних исследований на тему «гормона любви» окситоцина, в частности его влияния на экономические и социальные взаимодействия.

Эяль Уинтер является профессором экономики имени Эндрюса и Брюннера в университете Ланкастер и профессором экономики имени Сильверцвейга в Еврейском университете. Он специализируется на поведенческой экономике, принятии решений и теории игр. Он является членом Центра изучения рациональности и возглавлял его в течение четырех лет. Уинтер был удостоен премии Гумбольдта за выдающиеся научные достижения от правительства Германии в 2011 году. Он является избранным членом совета Международного общества теории игр и избранным сотрудником Общества экономической теории. Уинтер занимал руководящие должности в университете Вашингтон, университете Манчестер и Институте европейского университета. Его книга «Feeling Smart: Почему наши эмоции более рациональны, чем мы думаем» была издана в 2015 году. Книга была выпущена на девяти языках и удостоена одобрения нескольких нобелевских лауреатов. Его статьи публиковались в таких известных журналах, как Econometrica, AER, Review of Economics Studies, JPE, APSR, JET, Management Science, Psy Science и других. Его публицистические эссе появлялись в журналах Time Magazine, Forbes, Los Angeles Times, Washington Post, Guardian, Independent, Jewish Chronicle, Haaretz и других. Он предоставлял консультации правительствам и корпорациям, включая Microsoft и Google, по вопросам поведенческой экономики и принятия решений.