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在生物技术和机器人技术“重点研究团队”拿上出现的机会

在一个举措,以提高对主题太新纳入现有的部门和中心合作, 工程和应用科学学院创建了一个计划,以资助小, 研究人员跨学科组,即重点研究团队. 学校已任命三个初始团队, 两人在生物技术新兴领域和一个机器人和“网络物理”系统. 他们将获得 $250,000 每年三年, 之后他们将进行评估,以决定该倡议是否应该继续, 演变成更大的努力或结论.

“我们的教师的创造力的发现和水平的步伐是惊人的,”艾米丽卡特说, 工程学院院长. “而且这项工作大部分发生在来自不同学科的人开始一起工作,启发对方. 在我们最近的战略规划流程, 我们确定了需要孵化,加速最令人兴奋的新领域,所以我们可以更快地将其造福社会.

“我印象非常深刻,我们收到的提案质量,很高兴能建立这些前三名队伍,”卡特说, 能源的格哈德教授安德林格和环境.

卡特和副院长安东尼·卡恩选择了团队从众多提交的材料中, 下面的一个同行评审过程.

首届重点研究团队是:

精密抗生素

在他们的建议, 该团队指出,抗生素是现代医学的支柱,但面临两大问题: 日益增加的危险细菌的抵抗能力,即使是最强大的抗生素和趋势大多数抗生素消灭有益的以及有害细菌. 三名教职员工团队试图通过远比常规抗生素更精确地开发新一代的针对特定细菌的抗生素,以打击这两个问题.

该团队的主要研究人员为A. 詹姆斯链接, 教授 化学和生物工程; 马克·布赖尼尔森, 化学和生物工程副教授; 和穆罕默德Donia, 助理教授 分子生物学. 的组中提出了两种主要的方法来识别精度定位的抗生素化合物. 第一, 他们将着眼于已经由人类微生物产生的化学化合物 - 栖息在主体和消化等功能有助于有益细菌的阵列. 这些有益细菌产生抵挡不受欢迎增加的细菌群落化学品. 该团队将会考虑这些防御化学品作为候选目标有害入侵者,同时保留有益菌群.

第二种方法将是把重点放在有害细菌利用,使它们的毒性作用的过程, 但不是必需的细菌生活. 例如, 引起常见葡萄球菌感染的细菌产生中和由人免疫细胞产生的化学物质的颜料, 从而帮助葡萄球菌细菌逃避破坏. 一种药物,这种攻击保护色素可能会削弱金黄色葡萄球菌足以使其无害的,但还不足以迫使它发展到抗生素的耐药性. 研究人员还将结合这两种方法, 寻找在自然生物群落antivirulence化合物.

“在细菌耐药性的增加是21世纪的重大健康威胁之一,”林克说. “同时, 存在增加的升值,几乎所有生活在我们的细菌, 我们的微生物, 是无害的,甚至是有益的. 我们这个重点研究团队中的每个人都有不同但重叠的方法来应对这一挑战. 获得工程学院的丰厚奖励, 我们可以巩固我们的努力和合作,使在抗生素领域产生重大影响“。

这个团队的工作会由海伦·亨特希普利设立的基金支持, 谁在数学中获得了硕士学位普林斯顿 1971.

工程活细胞器

正如机关是执行特殊用途的角色的身体部位, 细胞器是细胞也履行基本职能内单位 - 在这两种情况下, 这些组件的问题负责重大疾病. 普林斯顿的研究从三个部门的一个小组正在努力了解如何亚细胞器开发以及如何改造它们,以纠正问题或创建新功能. 这样做可能有从治疗疾病到生产生物燃料的用途.

该团队的主要研究人员何塞·阿瓦洛斯, 化学助理教授,生物工程和安德林格中心能源和环境; 克利福德·布朗温, 化学和生物工程副教授; 米科·哈塔加, 机械和航空航天工程学教授; 和Jared Toettcher, 分子生物学助理教授.

该小组计划建立在普林斯顿的最新发现和新工具的潮流所揭示令人惊讶的见解细胞器是如何形成以及它们如何被操纵. 例如, 该小组已开创膜少的细胞器的新的理解 - 即不通过壁结合的,而是在所述液体自由浮动的细胞内分子的自组装的结构的簇. 具有这种结构的故障被认为是与各种病症相关的, 包括肌萎缩侧索硬化症或葛雷克氏病. Brangwynne最近承认他这方面的工作有两个主要荣誉: 选择作为 2018 麦克阿瑟研究员, 和七年获委任为霍华德·休斯医学调查, 在生命科学领域的最高荣誉之一.

除了这些基本见解, 球队试图应用于光遗传学的新兴领域, 以控制光使用的基因的行为的能力. 几位队员的近期推出了一系列的实验室和计算方法为利用光来控制膜细胞器少的形成. 在另一个例子中, Avalos 及其同事最近使用光来控制酵母细胞的代谢, 重新连接细胞以产生通常会杀死细胞的有价值的燃料.

前进需要细胞生物学的结合, 工程技术, 物理和材料科学, 布朗温说. “我非常相信这是一个我们应该创造的领域, 我们应该让普林斯顿成为发生这种情况的首要地点,“ 他说.

该团队的工作将由 Lydia 和 William Addy 建立的基金支持. William Addy 在普林斯顿大学获得化学工程学士学位 1982.

机器人和网络物理系统

近年来,机器人系统取得了长足的进步, 包括自动驾驶汽车的萌芽使用. 然而, 在广泛使用与人类一起工作或分布式工作的机器人的努力方面仍然存在巨大差距, 相互关联的群体. 由三个部门的四名教职员工组成的团队正在寻求通过带来一系列专业知识来应对特定挑战来填补这些空白: 创建一个收集垃圾的机器人协作团队. 该团队表示,这项任务体现了当今机器人系统面临的许多挑战, 包括每个机器人都需要感知, 操纵和导航它的环境, 并让整个团队协调和分配资源以尽可能高效地完成任务.

团队的主要调查员是 Thomas Funkhouser, 大卫 M. Siegel '83 计算机科学教授; 娜奥米伦纳德, 埃德温. 威尔西机械与航空航天工程教授; 阿尼鲁达·马朱姆达, 机械与航空航天工程助理教授; 和纳文·维尔玛, 电气工程副教授.

通过专注于垃圾收集项目, 该团队希望建立一个进一步研究和合作的中心. “这些能力和相关挑战与机器人技术非常相关——与垃圾收集任务的具体细节无关,”马朱姆达尔说.

这项工作超越了传统的机器人技术,进入了新兴的网络物理系统领域, 这是指自动化设备或系统的分布式阵列, 通常通过网络连接或协调, 比如互联网.

“例如, 小型移动机器人团队可以为地震或洪水后的搜救行动提供关键支持; 他们可以为世界偏远或危险地区的人们提供关键药物; 他们可以通过跟踪植物和动物种群随着时间的推移来监测我们环境的变化,”研究人员写道.

除了技术进步, 该团队希望努力帮助解决围绕在社会环境中部署机器人及其对服务不足社区的影响的社会问题.

“总体, 我们认为,通过汇集各种专业知识,该项目有可能对机器人技术的一些重大挑战产生真正的影响, 开始在校园内新的合作关系, 加强现有的, 和吸引学生和博士后,”马朱姆达尔说.


资源:

www.princeton.edu/news, 由史蒂芬·舒尔茨

 

作者

关于 玛丽

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