加州大学伯克利分校成立于1868年。作为一所公立大学,伯克利的学术研究反映了健康、能源和环境领域面临的紧迫的全球挑战。

1931年,工程学院成立,但在此之前,已经取得了一些技术里程碑。

  • 1887年:地球科学教授建立了西半球第一批地震台,系统地记录地震活动并发布地震记录。

  • 1907年:化学教授Frederick G. Cottrell开发了一种电沉淀装置来清洁烟囱排放。今天仍然在使用。

  • 1924年:化学家乔尔·h·希尔德布兰德为深海潜水配制了一种氦气和氧气的混合物,使潜水员能够在没有减压病的情况下探索比以往更深的海洋。

  • 1952年:物理学家休·布莱德发明了第一套潜水衣,改变了商业、军事和休闲深海潜水和对海洋的理解。

  • 1961年:电气工程和计算机科学教授查尔斯·达尔齐尔发明了一种接地故障中断器,现在几乎每个家庭和建筑物都有这种装置,它可以保护人们免受电器或接地系统缺陷引起的电击。

  • 1972年:一个团队开发了强调集成电路的仿真程序(SPICE)——这个工具及其衍生物,自发明以来几乎被用于所有集成电路的设计中。

  • 2011年:杰克·加伦特领导的神经科学家首次使用磁共振成像(MRI)从脑电波中重建一个人所看到的东西,为观察他人的梦境或视觉记忆打开了可能的大门。

一种将可穿戴生物传感器与人工智能软件相结合的新设备,可以根据人们前臂的电信号模式,帮助识别人们想要做出的手势。该设备为更好的假肢控制和与电子设备的无缝交互铺平了道路。(图片由Rabaey实验室提供)

工程部门

伯克利工程包括八个重点领域:

生物工程

生物工程将设计和分析的工程原理应用于生物系统和生物医学技术。

生物检测-这个重点是测量和操纵生物系统内的参数;例如,用于成像、疾病诊断和治疗的仪器。

生物材料-这包括用于修复、替换和刺激生物系统的活组织和人工材料。

细胞与组织工程-细胞和组织工程的中心是应用物理和工程原理来理解和控制细胞和组织的行为。该部门在两个领域建立了领导地位,即细胞力学生物学——专注于理解生物系统中基于力的和生物化学信息之间的相互作用和转换干细胞工程,包括平台来扩大,植入和动员干细胞用于组织修复和替换。

计算生物学-该领域侧重于计算技术在分子生物学、基因组学和生物物理学中的应用。利用计算机科学、数学、统计学、物理、化学和其他量化学科的工具,计算生物学家解决了从蛋白质结构和功能的分析到临床数据的管理等各种各样的问题。

一种用聚合物晶格来加固混凝土的新方法被开发出来了——这一进步可以提高混凝土的延展性,同时减少材料的碳排放。3D打印机制造出了聚合物网格加固梁。这幅图像显示,在弯曲下测试时,梁是高度灵活的,大多数裂缝被晶格钝化。

系统与合成生物学-系统生物学将生命系统视为相互作用的、多方面的网络,而不是单个单元的集合。合成生物学寻求用生物组件制造部件、设备和系统。这些努力的目标可以包括利用微生物合成具有医疗或工业价值的材料,甚至利用细菌来对抗疾病。

土木与环境工程

土木与环境工程(CEE)在发展和关键领域开展研究,以满足社会对设计良好、运行良好的建筑、能源、交通和供水系统的需求。这些关键系统在面对地震和洪水等灾害时必须是可靠的和有弹性的。

电气工程与计算机科学

研究领域包括人工智能、机器人技术、信息物理系统、能源、人机交互、集成电路、MEMS、物理电子、安全和信号处理。

工程科学

工程科学由自然科学、数学、物理和工程等密切相关的领域组成。

工业工程与运营研究

优化,随机和数据科学组合以实现变革决策分析和技术。研究人员调查数学工具,方法和方法,以制定新的理论发现和触摸每个行业的创新,使它们在供应链,物流,制造,数据科学,能源系统,机器人和管理等领域中更有效和盈利。

一种设备使器官和食物等生物材料的3D打印更加可行。该设备使用相同的打印机同时创建多个图层,然后将它们堆叠在另一个之上,形成3D结构。(图片:Gideon Ukpai,加州大学伯克利分校)

材料科学与工程

材料科学与工程包括所有天然和合成材料的提取、合成、加工、特性、表征和技术应用的开发。优化的材料用于医疗设备和医疗保健行业、能源行业、电子和光子学、交通运输、先进电池和燃料电池以及纳米技术。

机械工程

机械工程包括生物力学工程,控制,设计,动力学,能源科学,流体,制造,力学,MEMS和纳米,机器人。

核工程

核工程领域,包括清洁聚变能源和核医学,可以减轻其他能源对环境的不利影响,大大改善人类健康和福利。重点领域包括核物理、计算方法、燃料循环和放射性废物,以及激光技术。

加州大学伯克利分校工程技术

虽然许多城市和8个州已经禁止使用一次性塑料,但塑料袋和其他聚乙烯包装仍然阻塞垃圾填埋场,污染河流和海洋。加州大学伯克利分校开发了一种新的化学工艺,将聚乙烯塑料转化为一种更强、更有价值的粘合剂。这一化学过程保留了聚乙烯的许多原始特性,但增加了一种化学基团,使其与金属粘在一起——而聚乙烯通常表现不佳。改性聚乙烯甚至可以涂上水基乳胶。其他催化剂可以用于其他类型的塑料,如回收塑料瓶中的聚丙烯,以生产具有经济吸引力的高价值产品。

一种仪器从空气中捕获二氧化碳并将其转化为有用的有机产品。左边是包含纳米线/细菌混合物的腔室,将二氧化碳还原成醋酸盐;右边是产生氧气的房间。(加州大学伯克利分校摄影:杨培东)

全世界有超过7500万人患有青光眼,这是导致不可逆转失明的主要原因。这些患者中的大多数缺乏适当和一致的药物治疗程序。加州大学伯克利分校的研究小组开发了一种追踪患者滴眼液服药情况的智能设备。这款智能滴眼液瓶架集成了多个车载传感器,并与一种算法相匹配,以积极监测服药时间。这些数据是通过一个整合的患者-医生智能手机应用程序收集的。

科学家开发了一种基于crispr的COVID-19诊断检测方法,通过智能手机摄像头,可以在15至30分钟内提供阳性或阴性结果。与许多其他可用的检测方法不同,这种检测方法还可以估算病毒载量,即样本中的病毒颗粒数量,这可以帮助医生监测COVID-19感染的进展情况,并估算患者的传染性。

混凝土价格低廉,数量丰富,抗压强度强,但抗拉强度弱。为了解决混凝土的脆性问题,一个团队开发了一种用聚合物晶格来加固混凝土的方法,这既可以提高混凝土的延展性,又可以减少材料的碳排放。该团队使用3D打印机用聚合物构建八格体,然后用超高性能混凝土(UHPC)填充。这种材料的强度是传统混凝土的四倍。

一种超薄金属使用一组微小的、相互连接的钛波导,这种波导类似于渔网,以破纪录的效率聚焦从可见光到红外波长的光。右边是一个单波导的原理图。(加州大学伯克利分校图片由Boubacar提供Kanté)

一个研究小组发明了一种新型柔性臂带,将可穿戴生物传感器与人工智能软件结合起来,根据前臂的电信号模式,帮助识别人们想要做出的手势。该设备可以读取前臂上64个不同点的电信号。然后,这些信号被输入一个电子芯片,芯片上装有人工智能算法,能够将前臂的这些信号模式与21种特定的手势联系起来,包括竖起大拇指、握拳、平手、举起单个手指和计数。该设备为更好的假肢控制和与电子设备的无缝交互铺平了道路。

一种超薄、紧凑、扁平的光学透镜,其波长从可见光到红外线,具有破纪录的效率。整个彩虹光子系统已经被提出并演示了在可见-红外光谱区域的效率超过70%。fish - net- achromaticmetalens (FAM)利用了一种复杂的“鱼网”,它是由微小的、在尺寸上有梯度连接的波导组成的,无论入射波长如何,它都能将光聚焦在透镜另一侧的一个点上。它在太阳能、医学成像和虚拟现实等应用中有应用。

技术转让

知识产权和产业研究联盟办公室(IPIRA)与公司建立多方面的合作。技术许可办公室(OTL)通过建立关系和合同协议,最大限度地实现加州大学伯克利分校创新的商业化。有超过600种产品和240家初创公司从OTL授权的技术中诞生。

要获得加州大学伯克利分校的技术许可,请联系Laleh Shayestech,加州大学伯克利分校的高级许可官此电子邮件地址正在受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript来查看它。;510-642-4537。了解更多在这里


yabovip16.com科技简报》杂志

本文首次发表于《华尔街日报》2021年6月号yabovip16.com杂志。

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