Фокус объекта:Вустерский политехнический институт

Вустерский политехнический институт (WPI) был основан в 1865 году и является третьим старейшим частным технологическим университетом страны. Расположенный в Вустере, штат Массачусетс, WPI способствует исследованиям в различных областях, от тканевой инженерии и регенеративной медицины до изучения технологических и политических вопросов, связанных с кибербезопасностью, до изучения таких разнообразных вопросов, как здоровье и безопасность пожарных и проблемы пожарной безопасности зеленых зданий.

WPI разработала пять сквозных областей исследований:

Здоровье и биотехнологии — Исследования WPI в области здравоохранения и биотехнологии охватывают несколько дисциплин и включают такие основные области, как клеточная биология, регенеративная биология, механика тканей и механобиология, биофизика, лечение болезней и поведение животных.

Робототехника и Интернет вещей — К робототехническим технологиям относятся медицинская робототехника, мягкая робототехника, взаимодействие человека с роботом и беспилотные летательные аппараты. К роботизированным системам, доступным исследователям, относится робот Atlas для нетрадиционного реагирования на чрезвычайные ситуации (WARNER) от WPI, человекоподобный робот Atlas высотой 6 футов от Boston Dynamics, который был представлен WPI в конкурсе DARPA Robotics Challenge по реагированию роботов на стихийные бедствия.

С более чем четвертью миллиарда транспортных средств на американских дорогах исследователи WPI находят способы сделать эти поездки более безопасными, а транспортные средства более дешевыми и экологически чистыми. Киберфизические системы упрощают взаимодействие людей с инженерными системами благодаря сложным и передовым технологическим приложениям.

Передовые материалы и производство — Междисциплинарные исследования WPI в области материаловедения и инженерии мотивированы признанием того, что будущее будет зависеть от разработки новых материалов (включая материалы, вдохновленные природой), инновационного использования традиционных материалов, а также восстановления и повторного использования материалов. Широкие исследовательские усилия направлены на решение проблем устойчивости в области производства энергии и альтернативных источников энергии (топливные элементы, энергосистемы хранения и выработка электроэнергии с использованием подводных воздушных змеев), производства (бережливое производство, устойчивые цепочки поставок и передовая промышленная сушка) и мобильности (производство жидкое транспортное топливо из лигноцеллюлозной биомассы).

Кибер, данные и безопасность — Назначенный Агентством национальной безопасности и Министерством внутренней безопасности Центром передового опыта в области исследований в области кибербезопасности, WPI занимается исследованиями в области кибербезопасности в широком диапазоне дисциплин, направленных на устранение множества угроз безопасности. Исследователи WPI сосредоточены на совершенствовании инструментов и методов интеллектуального анализа данных и разработке новых методов использования больших данных для прогнозирования и принятия решений на основе данных. В технике противопожарной защиты исследователи применяют передовые экспериментальные и вычислительные методы для решения широкого круга проблем пожарной безопасности.

Обучение наукам - Исследователи WPI в области наук об обучении разрабатывают образовательные технологии, которые сочетают вычислительную методологию с теоретическими основами в обучении и социальных науках для изучения таких тем, как учебные технологии, обучение с визуализацией и моделированием, характеристики учащихся, взаимодействие человека с компьютером и машинное обучение.

Инженерная школа

Инженерная школа WPI, состоящая из 14 специализированных отделов, занимается широким спектром технологических областей.

Аэрокосмическая техника охватывает науку и технологии, которые создают, разрабатывают и улучшают самолеты и космические корабли. Используя оборудование и средства, включая аэродинамические трубы, вакуумные камеры и контрольно-измерительные приборы, технические области включают жидкости и плазму, двигательную установку и энергию, элементы управления и динамику, а также конструкции и материалы.

Биомедицинская инженерия WPI работает над такими разнообразными достижениями, как ранозаживляющие швы, инженерия кровеносных сосудов, мониторинг показателей жизнедеятельности для пожарных и скобы для стабилизации суставов.

В рамках химического машиностроения исследователи решают реальные проблемы в таких областях, как защита окружающей среды, возобновляемые источники энергии и науки о жизни, путем разработки новых технологий, процессов и материалов.

Гражданская и экологическая инженерия затрагивает такие темы, как устойчивость, сохранение природных ресурсов, дизайн, строительство, архитектура и энергетика. Технические области включают проектирование дорожных покрытий и материалов для дорог, анализ и проектирование структурных систем и интеллектуальных конструкций, строительство и интеграцию проектирования и строительства, физическую и химическую обработку, энергетику и устойчивость, водные ресурсы и устойчивое проектирование зданий.

Исследования в области электротехники и вычислительной техники включает машинное обучение, криптографию и информационную безопасность, обработку сигналов, автономные транспортные средства, умное здоровье, управление протезами, аналоговую и цифровую микроэлектронику и беспроводные информационные сети. Инновации WPI включают изобретение усилителя с отрицательной обратной связью и создание первых беспроводных локальных сетей.

Здесь находится одна из трех инженерных программ противопожарной защиты в США, Fire Protection Engineering WPI. работа информирует и формирует нормативную политику, проектирование зданий, производственные процессы, операции быстрого реагирования и стандарты производительности продукта. Исследования проводятся в области материалов, защиты от возгорания и взрыва, строительных и противопожарных систем, безопасности и политики пожарных, поведения человека и выхода из него, проектирования и регулирования, а также воздействия пожара на здания, инфраструктуру и окружающую среду.

Промышленная инженерия служит связующим звеном между проектированием и управлением для анализа и адаптации процессов или создания новых. Будь то производственная процедура или перепланировка физического пространства, промышленные инженеры определяют людей, материалы, технологии, информацию и энергию, необходимые для того, чтобы процесс был эффективным.

Технология производства охватывает такие области, как робототехника, производство и обработка материалов, системы управления, механическая обработка, шлифовка, обучение обработке с ЧПУ, материаловедение и метрология поверхности.

Область Инженерия обработки материалов фокусируется на науке о материалах, обработке материалов и деловой практике. Включены такие производственные процессы, как наноматериалы и биополимеры, а также такие темы, как бережливое производство, литье и термообработка, анализ затрат на топливные элементы и метрология поверхности.

Материаловедение и инженерия фокусируется на способах производства, использования и переработки материалов; по разработке и переработке новых материалов и изделий; и на новаторском использовании традиционных материалов. Фундаментальное понимание материалов в нано-, микро- и макромасштабах включает в себя структуру, обработку, свойства, характеристики, кинетику и термодинамику.

Сильные стороны в машиностроении включают тепловые науки, нанотехнологии и наноматериалы, биомеханику и медицинские устройства, аддитивное производство и печатную электронику, фотонику и оптомеханику, датчики и метрологию, обработку металлов, батареи и электрохимию, а также материалы для солнечных элементов.

Исследования проводятся в рамках Robotics Engineering. в таких областях, как взаимодействие и интерфейсы человека и робота, планирование и управление движением роботов, медицинские и вспомогательные роботы, датчики/приводы и проектирование роботов, робототехника и искусственный интеллект, аугментация человека, манипулирование роботами, мягкие роботы, автономные транспортные средства, встроенные системы для роботов, и системы с несколькими роботами.

Системная инженерия представляет собой целостный подход к проектированию, строительству и обслуживанию систем. Темы затрагивают как инженерные, так и управленческие аспекты и включают искусственный интеллект, проектирование систем на основе моделей, разработку требований, системную архитектуру и проектирование, а также проверку и проверку.

Технологии

Исследования волнового движения в WPI могут однажды создать пуленепробиваемый жилет, который не только будет определять скорость, угол приближения и размер приближающейся пули, но и материал внутри жилета мгновенно изменит свойства, чтобы обеспечить большую защиту от ударов в точной точке. влияние. Гранулированные материалы можно использовать в средствах индивидуальной защиты, таких как жилеты и каски, которые могут носить военные, полицейские и другие специалисты, такие как спортсмены и строители. Их также можно использовать в качестве защитного покрытия для зданий или даже для защиты Международной космической станции, спутников и космических кораблей от повреждений космическим мусором и метеоритами.

Команда WPI обнаружила, что экстракты листьев растения Artemisia annua, лекарственного растения, также известного как сладкая полынь, ингибируют репликацию вируса SARS-CoV-2 (вирус, ответственный за пандемию COVID-19) и два из его последние варианты. Одно или несколько соединений в растении могут указывать на безопасное и недорогое терапевтическое лечение SARS-CoV-2.

Инженеры разработали приложение для смартфона, которое может помочь отслеживать контакты, необходимые для сдерживания распространения COVID-19, без риска для конфиденциальности или личной безопасности пользователей. Были разработаны два средства сбора данных отслеживания. В первом случае приложение будет отслеживать местоположение пользователя и шифровать любую сохраненную информацию. Затем он отправлял зашифрованные данные, за вычетом любой информации, позволяющей установить личность, на сервер, используемый отделом здравоохранения. Другой подход предполагает загрузку информации только от тех, у кого положительный результат теста на COVID-19. Эта информация будет обнародована без идентификации инфицированных лиц, поэтому любой желающий сможет выйти в Интернет и проверить самостоятельно, был ли он в тесном контакте с кем-то, у кого положительный результат теста.

Важным диагностическим инструментом, разрабатываемым в WPI, является роботизированный ультразвуковой аппарат для выявления симптомов заболевания в легких — важная разработка, которая позволит медицинским работникам свести к минимуму воздействие вируса при проведении оценки пациентов с COVID-19. Платформа практически исключает физический контакт между пациентами и медицинскими работниками во время сканирования, сводя к минимуму риск распространения инфекции и при этом позволяя собирать важные данные.

WPI создала возобновляемое топливо из осадка сточных вод, побочного продукта очистки сточных вод, который создает парниковые газы и загрязняет воду при сбросе на свалки. Он использует гидротермальные процессы, высокие температуры и давление, а также недорогие катализаторы для превращения осадка сточных вод, а также содержащейся в нем энергии и углерода в природный газ. Кроме того, извлекаемые в ходе нового процесса нитраты и фосфаты можно использовать в сельском хозяйстве.

Был создан частичный протез руки, который позволяет прикреплять пальцы к частичной руке человека, чтобы заменить некоторые функции пальцев. На запястье находится привод для движения большого пальца и небольшой соленоид, который фиксирует его на месте. Встроенные датчики позволяют человеку нажимать крошечным оставшимся кусочком пальца, что заставит протез большого пальца двигаться вперед и назад.

Математик WPI помогает армии США создать химический датчик размером с ноготь большого пальца, который можно носить на верхней одежде, чтобы быстрее обнаруживать опасные химические вещества и снижать количество ложных срабатываний. Носимый датчик имитирует человеческий нос. Каждый датчик обнаруживает комбинации нескольких молекул — один может обнаруживать пары дизельного топлива и определенный химический агент, а другой — пары дизельного топлива и влажность. Результаты объединяются, чтобы дать более полную и точную оценку химических веществ в окружающей среде.

Датчик размером с BAND-AID ^® был разработан для измерения уровня кислорода в крови ребенка, жизненно важного показателя эффективности легких и того, получают ли ткани ребенка адекватное снабжение кислородом. В отличие от нынешних систем, используемых в больницах, это миниатюрное носимое устройство будет гибким и растяжимым, беспроводным, недорогим и мобильным, что, возможно, позволит ребенку покинуть больницу и находиться под наблюдением удаленно.

Автономный вездеход и беспилотный летательный аппарат были разработаны для совместной работы по поиску и подрыву наземных мин. Ровер обнаруживает и маркирует мины с помощью недорогого металлоискателя, который может обнаружить всего лишь грамм металла на глубине от двух до трех дюймов под землей. Затем дрон сбрасывает на мины небольшие мешки с песком, чтобы безопасно их взорвать.

Инженеры WPI создали метод 3D-печати, который можно использовать для ремонта транспортных средств и другой критически важной техники в полевых условиях, что позволяет избежать длительного ожидания новых деталей и повысить боеготовность воинских частей. В нем используется метод, называемый холодным распылением, который можно использовать для ремонта металлических деталей или даже для изготовления новых деталей с нуля путем наращивания металла слой за слоем в процессе 3D-печати. Этот процесс можно свести к портативному ручному аппликатору для использования в полевых условиях.

Чтобы сделать космический корабль НАСА более легким и устойчивым к повреждениям, WPI разработала методы обнаружения дефектов в углеродных наноматериалах, используемых для изготовления композитных ракетных топливных баков и других конструкций космических кораблей. Алгоритм значительно повышает разрешение систем сканирования плотности, используемых для обнаружения дефектов в Miralon ^® . — прочный, легкий, гибкий наноматериал. Миралон использовался для обертывания структурных опор зонда НАСА «Юнона», вращающегося вокруг Юпитера, чтобы помочь погасить вибрацию и статический разряд.

Передача технологий

Управление коммерциализации технологий (OTC) идентифицирует, оценивает, оценивает, защищает, классифицирует, продает и лицензирует активы интеллектуальной собственности, разработанные в WPI. Чтобы узнать о доступных технологиях, посетите здесь .

Чтобы получить лицензию на изобретение WPI, свяжитесь с Тоддом С. Кейллером, директором по интеллектуальной собственности и инновациям, по адресу Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; 508-831-4907.