Robežu pārkāpšana

Runājot par elektrotehnikas nodaļām, MIT ieņem pirmo vietu ASV ziņas un pasaules ziņojums. Tas ir atbilstošs sasniegums skolai, kas ASV pirmo reizi ieviesa elektrotehnikas nodarbības un kopš tā laika ir bijusi vieta tādiem uzlabojumiem kā zibspuldzes un Rivest, Shamir un Adleman jeb RSA publiskās atslēgas šifrēšana, kas ir pasaulē lielākā. visaptveroša šifrēšanas sistēma.

Mūsdienās Elektrotehnikas un datorzinātņu katedrā ir aptuveni 120 mācībspēku un 2000 studentu liels skaits. Viņi strādā un mācās tādu gigantu ēnā kā Vannevars Bušs, kurš izstrādāja pirmo noderīgo skaitļošanas mašīnu, un Mārvins Minskis, mākslīgā intelekta pionieris, kurš uzbūvēja dažas no pirmajām mehāniskajām rokām.

Taču departamentu nekad neaizēno tās pagātne vai pašreizējā reputācija. Svinot savu simtgadi šomēnes, departaments turpina raudzīties uz nākotni, pārkāpjot robežas pētniecībā un pasniegšanā — no darba starp disciplīnām līdz tehnoloģiju izmantošanai, lai pārskatītu kursu pasniegšanas veidu.

Ar dzīvi saistīti pētījumi

Tāpat kā pārējā institūta daļa, VI kurss ir pārpildīts starpdisciplināros pētījumos. Visizteiktākā mijiedarbība ietver darbu pie bioloģiskiem projektiem.

Šis gadsimts ir bioloģijas gadsimts, tāpat kā iepriekšējais gadsimts bija fizikas gadsimts, saka asociētais profesors Rahuls Sarpeškars, kura pētniecības grupa strādā pie vairākiem ar bioloģiju vērstiem projektiem. Viens no tiem ir bioniskās auss procesora izstrāde. Kohleāros implantus var savienot tieši ar dzirdes nervu, padarot dzirdi par realitāti tiem dziļi nedzirdīgiem, kuriem dzirdes nervs joprojām ir neskarts. Sarpeshkar grupa rada ļoti mazjaudas analogo procesoru, lai interpretētu skaņas signālus. Pateicoties ārkārtīgi zemajam enerģijas patēriņam, tas darbosies gadu desmitiem, tiklīdz tas būs implantēts cilvēka ausī. Un, tā kā silīcija implants atdarina auss dabisko kohleāro struktūru, tas būs labāk nekā parastie dzirdes aparāti, lai atšķirtu skaņas starp neatbilstošiem fona trokšņiem. Nākamā gada vai divu laikā Sarpeškars saka, ka viņa procesors būs gatavs lietošanai, un tajā laikā jūs pat nezināt, ka persona ir nedzirdīga.

Tajā pašā laikā grupa ņem norādes no dabas, izstrādājot citas sistēmas. Piemēram, Sarpeškars izmanto smadzeņu nervu aktivitāti un kreisās un labās puses smadzeņu tendences, lai informētu par savu darbu hibrīddatorā — mašīnā, kas aprēķināšanai izmanto gan analogos, gan digitālos procesus. Turklāt, lai izstrādātu kustības mikroshēmas, kuras pēc dažiem gadiem varētu izmantot mērķa izsekošanai, drošības kamerām un robotikai, Sarpeškars mācās no mājas mušas, kuru acis dabiski ir ļoti jutīgas pret kustību.

Taču šis nav vienīgais ar bioloģiju saistītais projekts, kam ir ietekme. Profesors Ēriks Grimsons, Mākslīgā intelekta laboratorijas asociētais direktors, ir strādājis kopā ar Bostonas Brigamas un sieviešu slimnīcas ārstiem pie attēlu vadītiem ķirurģiskiem procesiem. Viņa datorsistēmas izmanto pacienta pirmsoperācijas skenēšanu, lai izveidotu precīzu ķirurģiskās zonas grafisko modeli. Pirms operācijas ārsti izpēta modeli, lai plānotu vismazāk invazīvus līdzekļus savu uzdevumu veikšanai. Operāciju zālē viņi projicē grafisko modeli uz pacienta ķermeņa, lai palīdzētu viņam orientēties. Turklāt visā operācijas laikā Grimsona sistēmas izseko ķirurģiskos instrumentus, parādot ārstiem precīzu katra instrumenta gala atrašanās vietu un ļaujot viņiem ļoti precīzi novirzīt to uz galvenajām struktūrām, kuras viņi vēlas sasniegt.

Iemesls, kāpēc ķirurgi kā šis, parasti saīsina operāciju laiku uz pusi, saka Grimsons. Tas ļauj ķirurgiem veikt operācijas, kuras viņi citādi uzskatītu par neoperējamām.

Grimsona sistēma tiek izmantota tikai Brigamas un sieviešu slimnīcā, taču viņš atzīmē, ka tirgū ir sākušas parādīties līdzīgas, lai arī mazāk sarežģītas sistēmas. Viņš sagaida, ka divu līdz trīs gadu laikā, gaidot valdības apstiprinājumu, šādas sistēmas būs plaši izplatītas.

Citi nozīmīgi projekti ir profesora Deivida Giforda un asociētā profesora Tommi Jaakkola pētījumi. Viņu darbs saista datorzinātnes ar cilvēka genoma pētījumiem. Arī profesors Džims Fujimoto ir aizsācis jaunu pētījumu jomu - optiskās koherences tomogrāfiju, kas koncentrējas uz tīklenes diagnostikas apsekojumiem. Un docents Vladimirs Bulovičs, kurš izstrādā ierīces, kurās kā pusvadītājus izmanto organiskos materiālus, ir palīdzējis ražot organiski darbināmus kristālus, kas mirdz dažādās krāsās. Šos kristālus varētu izmantot, lai izgatavotu datoru monitorus, kas patērē daudz mazāk enerģijas nekā mūsdienu modeļi.

Elektroinženierijai kā vienai no visnobriedušākajām inženierzinātņu jomām ir liels ieguldījums bioloģijā attiecībā uz to, kā jūs domājat par problēmām un kā pieiet tām, saka docents Džoels Voldmans, kurš kopā ar docentu Džonjonu Hanu strādā pie bioloģiskās mikroelektronikas mehāniskās tehnikas. sistēmas. Voldmans ir izveidojis elektronisku metodi šūnu noturēšanai vietā, lai tās varētu pētīt.

Noslēgumā nodaļas vadītājs Džons Guttags rezumē savas nodaļas pieaugošo uzmanību: Jūs skatāties uz nodaļu šodien, un tā ir daudz vairāk iesaistīta gan bioloģijā, gan medicīnā nekā jebkad agrāk. mēs turpināsim attīstīties šajā virzienā.

Tehniski saistīta mācīšana

Departamenta lielais uzsvars uz bakalaura mācīšanu ir viena iezīme, kas to atšķir no citām iestādēm, saka profesors Džefrijs Šapiro, Elektronikas pētniecības laboratorijas direktors. Un mūsdienās mācībspēki tiek pamanīti, jo īpaši izmanto tehnoloģijas, lai palīdzētu viņiem mācīt efektīvāk.

Dažus pēdējos gadus Grimsons un viņa kolēģis profesors Tomass Lozano-Peress ir eksperimentējuši ar tiešsaistes pasniedzēju trīs kursos. Viņu skolēni var aizpildīt problēmu kopas un iesniegt atbildes, izmantojot tīmekli, lai saņemtu tūlītēju atgriezenisko saiti. Tiešsaistes pasniedzējs uzskaita problēmas, kas bija nepareizas, un sniedz ieteikumus, kā tās novērst. Studenti var risināt problēmas atkal un atkal, atkārtoti iesniedzot savus komplektus, cik bieži vien vēlas. Man patīk tas, ka tas pārvērš problēmu kopas par mācīšanās iespējām, nevis vērtēšanas iespējām, un šķiet, ka arī studenti to novērtē, saka Lozano-Peress, kurš plāno izmantot pasniedzēju papildu kursos nākamajos mēnešos.

Pāris ir arī eksperimentējuši 6.001, Datoru problēmu struktūra un interpretācija, ar citām ideju tiešsaistes lekcijām. Agrāk klasēs no 200 līdz 400 studentiem daļēji tika pasniegtas lielas lekcijas. Grimsons atzīmē, ka termiņa beigās apmeklējums parasti bija samazinājies līdz aptuveni 60 procentiem. Tāpēc Grimsons un Lozano-Peress izslēdza lielāko daļu tiešraides lekciju sesiju un pārcēla lekciju sēriju tiešsaistē. Tagad studenti brīvajā laikā skata PowerPoint prezentācijas ar audio anotācijām, un lielākā daļa to dara vairāk nekā vienu reizi. Mūsu veiktie eksperimentālie pētījumi liecina, ka studenti labāk vai vismaz tikpat labi apgūst materiālu tiešsaistes lekcijās, nevis atbilstošās tiešraides lekcijās, saka Lozano-Peress. Tomēr abi profesori atzīmē, ka tiešsaistes lekcijas var nebūt labākais risinājums citiem kursiem.

Katedra ir izvēlējusies vēl vienu jaunu pieeju: laboratoriju iespēju paplašināšanu internetā. 1998. gadā profesors Hesus del Alamo izstrādāja Microelectronics WebLab, kas ļauj studentiem vienā bakalaura un viena maģistra kursa studentiem, kā arī Singapūras-MIT alianses studentiem attālināti pabeigt laboratorijas eksperimentus. Studenti veic mērījumus tiešsaistē, kontrolējot laboratorijas aprīkojumu, izmantojot internetu.

Es gribēju, lai mani skolēni pieredzētu, kā patiesībā darbojas tranzistori un citas mikroelektroniskās ierīces, un salīdzinātu to ar modeļiem un uzvedību, ko es mācu stundās, saka del Alamo, kurš skaidro, ka pirms tam skolēni nebija varējuši gūt tiešu pieredzi, jo aprīkojums ir dārga, vieta ir ierobežota, un laboratorijas ir grūti pārvaldīt. Tomēr tagad vairāk nekā 800 studentu un maģistrantu ir ieguvuši šo pieredzi, izmantojot WebLab.

Tālāk del Alamo plāno uzlabot pieredzi, pievienojot mehānismus tālsatiksmes sadarbībai un simulāciju veikšanai. Del Alamo arī saka, ka jauna sistēmas arhitektūra atvieglos laboratorijas uzturēšanu.

Saites iekšienē

Runājot par labāko studentu piesaisti, Guttags saka, ka viņa nodaļai ir unikāla pozīcija, lai tā būtu konkurētspējīga. Viņš saka, ka gan elektrotehnika, gan datorzinātne mūsdienās ir ļoti dažādas jomas, un mēs esam viena no retajām nodaļām jebkur, kas spēj nodrošināt kritisko masu daudzos šo jomu aspektos. Tajā pašā laikā studenti sākuši vairāk interesēties gan par elektrotehnikas, gan datorzinātņu studijām, nevis vienu vai otru. Pieteikšanās VI-2 kursam, trasei, kas apvieno šīs disciplīnas, pēdējos gados ir pieaugusi. Tikmēr katedras maģistrantu uzņemšana strauji pieaug, un šogad doktorantūras programmā ir iesniegti gandrīz 3000 pieteikumu.

Līdz ar pārcelšanos uz Valsts centru šoruden palielināsies mijiedarbība starp abām nodaļas pusēm. Pirmo reizi mūsu vēsturē elektrotehnika un datorzinātne būtībā būs kopā ģeogrāfiski, saka Guttags. Es domāju, ka tam būs ļoti liela ietekme uz to, kā mēs mācām un kādus pētījumus mēs veicam, ja mēs visi esam fiziski tuvi. Turklāt Datorzinātņu laboratorija, Mākslīgā intelekta laboratorija un Informācijas un lēmumu sistēmu laboratorija, kas bija fiziski nodalītas no pārējās katedras, drīzumā atradīsies gaitenī no akadēmiskās nodaļas, kas apgādā lielāko daļu viņu pētnieki.

Viktors Zue, Datorzinātņu laboratorijas direktors, saka, ka pārcelšanās uz Stata centru ir ārkārtīgi svarīga. Runājot par mijiedarbību ar pārējo universitātes pilsētiņu, viņš saka, ka tuvums ir ļoti svarīgs. Mūsu pārcelšana uz šo pasaules daļu noteikti ietekmēs ciešāku sadarbību ar nodaļas elektrotehnikas pusi.

Tiek plānots arī apvienot Datorzinātņu laboratoriju un Mākslīgā intelekta laboratoriju, kas jau sadarbojas ar ievērojamu pētījumu apjomu, saka Zue. Jaunās, apvienotās laboratorijas apvienošanai un turpmākai pārdēvēšanai vajadzētu notikt gada vidū.

Pastiprinoties sadarbībai gan katedrā, gan ar citām disciplīnām visā institūtā, elektrotehnikai un datorzinātnei jāturpina noteikt tempu pētniecībā un mācībās. 23. maijā katedra simtgades svinībās atzīmēs gan savu pagātni, gan pašreizējos sasniegumus. Pasākums ietver dienu ilgu simpoziju Kresge auditorijā, kurā tiks akcentētas izglītības un pētniecības iniciatīvas. Tai sekos pieņemšana un svinīgās vakariņas viesnīcā Park Plaza.

paslēpties