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普林斯顿大学新闻

在研究中开辟新路的项目将获得研究创新院长基金

9个探索性项目,从利用微生物间的战争来寻找新的抗生素,到开发用于古代文献转录的人工智能,已被选定接受院长研究创新基金的支持。

这些跨越自然科学、人文科学和工业界合作的新计划正处于研究的早期阶段——在这个时期,通常很难找到研究资金来源。为了启动有希望的想法,院长研究创新基金(Dean for Research Innovation Fund)提供了燃料,使研究能够开辟新的道路。该基金已成立八年。

“大胆的想法有时会需要一个冠军,有人愿意冒资金的想法以前从来没有尝试过,或者是新的在某种程度上,“说院长研究巴勃罗·g . Debenedetti 1950届教授工程和应用科学和化学和生物工程学教授。“这个资助项目给教师和他们的团队提供了这样的机会。”

程序还提供了机会去探索新思想在科学领域,有可能导致发现对人类健康和福祉带来巨大的收益,一个方面吸引了慈善家弗兰克·理查森,1961级,灵感在生命早期开拓者开发的小儿麻痹症和天花疫苗。

理查森说:“这是一个支持那些由普林斯顿大学最优秀的人才策划的项目的机会,否则这些项目可能不会启动。”他指的是一个由教师领导的委员会选择这些项目的事实。

理查森说,他很高兴能为学生提供从事有益于社会的项目的机会。理查森说:“很多伟大的见解来自年轻人,他们的职业生涯可能还不够长,没有资格获得联邦资助,但他们确实有可能取得重大突破。”

基金由三类项目提供:自然科学领域的新想法、人文学科领域的新想法和新的工业合作。

Saptarshi Chaudhuri, Lyman Page, Mohammad Seyedsayamdost, and Timothy Buschman

Saptarshi Chaudhuri, Lyman Page, Mohammad Seyedsayamdost和Timothy Buschman

自然科学中的新思想

该基金支持对处于早期阶段的想法的探索,在成为向赞助研究的外部机构提出资助建议的基础之前,需要进行额外的调查。今年有五个项目获得资助:

聆听暗物质之歌

就像AM无线电搜索信号一样,一种新的可调谐设备可以搜索宇宙中的暗物质信号。尽管暗物质占宇宙的80%以上,但它从未被直接探测到——它的存在只是通过它对星系中的恒星和气体的作用推断出来的。副研究员、迪克研究员萨帕塔西·乔杜里(Saptarshi Chaudhuri)正在为一个“暗物质无线电”设计部件,以搜索来自被称为QCD轴子的暗物质候选粒子的微弱信号。乔杜里和莱曼页面,著名大学教授詹姆斯·s·麦克唐纳在物理学中,将建立的高质量的调谐器组件可以扫描的频率范围,在某种程度上类似于打开收音机,刻度盘来检测这些难以捉摸的粒子和解决的神秘暗物质的来源。

帮助寻找新的抗生素

一项新项目将利用微生物与其他生物进行的化学战来寻找细菌疾病的新治疗方法。目前超过四分之三的抗生素,包括青霉素,来自微生物为保护自己而分泌的天然毒素。绝大多数这样的化合物仍然未知。化学教授Mohammad Seyedsayamdost和他的团队发现了氧化应激作用的证据,氧化应激是一种生化过程,它促进了负责制造这些天然毒素的基因的活动。该团队将探索氧化应激如何帮助寻找新的天然毒素,从而形成下一代抗生素药物。

绘制工作记忆神经元的图谱

一个研究小组将探索大脑各区域的神经元如何相互作用,以提高记忆电话号码的能力,直到将其敲入手机。在工作记忆中储存信息是每天都会发生的事情,研究表明,工作记忆源于大脑两个区域之间的相互作用,一个处理感觉信息(感觉皮层),另一个处理认知信息(前额叶皮层)。为了了解神经元是如何跨区域交流的,心理学和神经科学助理教授Timothy Buschman和他的团队将使用被称为“神经像素”的微小硅基记录设备来记录大脑活动,这种设备可以同时捕捉数百到数千个神经元的输出。研究小组将利用这些录音来验证工作记忆依赖于前额叶皮层和感觉皮层相互作用的假设。

Ching-Yao Lai, Cameron Myhrvold and Elizabeth Gavis

赖庆尧,卡梅隆·梅尔沃德和伊丽莎白·加维斯

利用深度学习预测南极冰动态

一种被称为深度学习的计算方法可以增强对与气候变化相关的南极冰动态的预测。海平面上升是由于南极洲等地区的冰流失造成的。科学家们对冰如何流动的理解是基于几十年前的实验室研究,但这个流动定律并没有捕捉到发生在更大的时间尺度上的过程,比如几十年和数千公里的长距离。来自卫星的最新数据可以提供更准确的预测。地球科学助理教授赖清耀(Ching-Yao Lai,音译)将采用一种名为“物理信息深度学习”(physics-informed deep learning)的方法,从卫星数据中找到冰的基本流动规律,并更好地预测气候变化下的冰动态。

追踪活细胞中的RNA

研究人员将开发新的多功能工具来跟踪细胞信使传递系统RNA的运动,并从细胞中移除选定的RNA。作为DNA的化学近亲,RNA在细胞内移动,携带着指令到达需要制造蛋白质的精确位置。卡梅隆·梅尔沃德(Cameron Myhrvold)是分子生物学助理教授,2011届毕业生,伊丽莎白·加维斯(Elizabeth Gavis)是生命科学达蒙·b·法伊弗(Damon B. Pfeiffer)教授,也是分子生物学教授,他们领导的一个团队将探索rna旅行的地点和原因。他们将开发基于CRISPR- cas13系统的工具,CRISPR- cas13系统是CRISPR dna编辑技术的近亲,以RNA为靶点,照亮细胞中许多不同RNA的位置,并探测它们在这些位置的功能。该团队希望发现在发育中的胚胎中,运输的rna在细胞行为中的作用。

人文学科的新思想

该基金旨在通过支持会议、新合作和创造性工作等活动,促进学术研究在原有理论和持久问题上的发展。资助两个项目:

保留黑人戏剧历史

普林斯顿大学戏剧项目的一个团队将与黑人戏剧学者和艺术家组成的classsix组织合作,为后代创造一种资源,参与收集和保存在20世纪六七十年代黑人艺术运动期间创建的美国黑人剧院的历史。与classsix的合作是在2020-2021年通过人文委员会魔术项目拨款发起的,希望收集黑人戏剧制作者的口述历史,保存和存档从未出版过的戏剧,并在戏剧制作和学院之间激发更有意义的关系。第六班由戏剧艺术家和学者A.J.穆罕默德,阿明达托马斯,阿沃耶Timpo,布列塔尼布拉德福德和多米尼克莱德组成。普林斯顿大学的团队将由简·考克斯(Jane Cox)领导,她是刘易斯艺术中心(Lewis Center for The Arts)的高级讲师,也是普林斯顿大学戏剧项目的负责人。

用神经网络破译过去

普林斯顿大学和巴黎大学的研究人员将利用神经网络的力量,解开在开罗一座犹太教堂中存储了几个世纪的手稿文本。神经网络是模仿人类大脑工作方式的复杂算法。在被称为开罗Geniza的中世纪仓库中发现的文献碎片,照亮了地中海和印度洋盆地的犹太人和其他人的日常生活。到目前为止,要破译这些文件,必须依靠擅长阅读希伯来语、阿拉伯语和中世纪笔迹的学者们的辛勤工作。Marina Rustow,普林斯顿Geniza实验室主任和Khedouri A. Zilkha近东犹太文明教授,将与Daniel Stökl Ben-Ezra教授和他在École Pratique des Hautes Études的团队合作,开发机器学习模型来破译和转录Geniza文件,帮助历史学家和更广泛的公众获得这些文本。

Jane Cox, Marina Rustow, Minjie Chen and Peter Jaffe

简·考克斯,玛丽娜·罗斯托,陈敏杰和彼得·贾菲

新的工业合作

在确定社会最紧迫的挑战方面,工业往往起着至关重要的作用。该基金支持工业界和普林斯顿大学的科学家之间的合作,并要求该公司承诺在第二年提供相应的资金。已选定资助两个项目:

提高当今技术的能源效率

该公司与总部位于新泽西州的半导体能源初创公司EnaChip合作,旨在缩小电信、计算和电力电子系统的规模,并提高其能源效率。数据中心、云计算、人工智能的扩张,以及向5G移动通信的转变,正推动能源使用量大幅增加。5G移动通信的用电量是4G网络的三倍。Minjie Chen的电气和计算机工程助理教授和Andlinger中心对能源和环境问题,开发了一种系统化的方法来减少电子产品的大小提供集成电路和微处理器,和大大减少能量损失,使更紧凑和节能系统。Chen将与EnaChip公司合作,评估涉及该公司独特的硅集成磁性元件和封装技术的新系统。此次合作将从谷歌、英特尔和pSemi公司等行业合作伙伴那里获得关于如何部署这种新技术的意见。

排毒持久化学物质

通过与一家领先的化学公司合作,普林斯顿大学的研究人员将探索一种很有前途的机制,以分解废水处理厂中的长寿命污染物。可能对人类健康有影响的全氟烷基物质和多氟烷基物质(PFAS)含有碳氟键,这是自然界中最牢固的化学键之一。Peter Jaffé是William L. Knapp ’47土木工程教授和土木与环境工程教授,他和他的团队最近展示了一种细菌可以打破碳氟键并生物降解PFAS。PFAS通常存在于生活和工业废水处理厂的生物固体中,从这些生物固体中去除PFAS将有益于环境。Jaffe将与The Chemours公司合作,研究细菌在何种条件下可以分解生物固体中的PFAS。