伍斯特理工学院(WPI)成立于1865年,是美国历史第三悠久的私立科技大学。WPI位于马萨诸塞州伍斯特市,致力于组织工程和再生医学领域的研究,探索网络安全相关的技术和政策问题,研究消防员健康和安全以及绿色建筑的消防安全挑战等各种问题。

WPI开发了五个交叉研究领域:

健康与生物技术-WPI在健康和生物技术方面的研究跨越多个学科,涵盖细胞生物学、再生生物科学、组织力学和机械生物学、生物物理学、疾病治疗和动物行为等重点领域。

机器人技术与物联网—机器人技术包括医疗机器人、软机器人、人机交互、无人机等。研究人员可以使用的机器人系统包括WPI的Atlas用于非常规紧急响应机器人(WARNER),这是一个6英尺高的Atlas类人机器人,来自波士顿动力公司,是WPI在美国国防部高级研究计划局机器人灾难响应挑战赛中的参赛作品。

由于美国道路上有超过25亿辆汽车,WPI的研究人员正在寻找方法,使这些旅行更安全,车辆更便宜,更环保。由于复杂和先进的技术应用,网络物理系统使人们更容易与工程系统交互。

先进材料与制造-WPI在材料科学和工程方面的多学科研究的动机是认识到未来将取决于新材料(包括受自然启发的材料)的开发、传统材料的创新使用以及材料的回收和再利用。基础广泛的研究工作解决了能源生产和替代能源(燃料电池、电网存储和使用海底风筝发电)、制造业(精益制造、可持续供应链和先进工业干燥)和流动性方面的可持续性问题(利用木质纤维素生物质生产液体运输燃料)。

网络、数据和安全- WPI被美国国家安全局和国土安全部指定为网络安全研究卓越中心,在广泛的学科领域从事网络安全研究,解决大量的安全威胁。WPI的研究人员专注于改进数据挖掘工具和技术,并开发利用大数据进行数据驱动预测和决策的新方法。在消防工程中,研究人员正在应用先进的实验和计算技术来解决广泛的消防安全问题。

学习科学- WPI学习科学研究人员开发教育技术,将计算方法与学习和社会科学的理论框架相结合,以研究诸如教学技术、可视化和模拟学习、学习者特征、人机交互、和机器学习。

工程学院

WPI的工程学院由14个重点部门组成,涉及各种各样的技术领域。

航空航天工程拥抱创造、开发和改进飞机和航天器的科学技术。使用包括风洞、真空室和控制仪器在内的设备和设施,技术领域包括流体和等离子体、推进和能源、控制和动力学以及结构和材料。

批发价格指数的生物医学工程研究进展多样,包括伤口愈合缝合线、血管工程、消防员生命体征监测和关节稳定支架。

化学工程,研究人员通过开发新技术、工艺和材料来解决环境保护、可再生能源和生命科学等领域的现实问题。

土木及环境工程涉及可持续性、自然资源保护、设计、施工、建筑和能源等主题。技术领域包括路面工程和公路材料、结构系统和智能结构的分析和设计、施工和设计-施工集成、物理和化学处理、能源和可持续性、水资源和可持续建筑设计。

研究电气与计算机工程包括机器学习、密码学和信息安全、信号处理、自动驾驶汽车、智能健康、假肢控制、模拟和数字微电子学以及无线信息网络。WPI的创新包括发明负反馈放大器和奠定第一个无线局域网的基础。

一种探测地雷的系统使用的是一个带有金属探测器的探测车,它连接在一个可移动的手臂上。随着探测车向前移动,金属探测器来回滑动。如果探测到金属,探测车的手臂会在疑似地雷周围画一个方形,并将其GPS坐标发送给无人机,无人机会飞进来,扔下一个有效载荷来引爆地雷。

WPI是美国仅有的三个消防工程项目之一消防工程工作内容包括法规政策、建筑设计、制造流程、第一反应操作和产品性能标准。在材料、燃烧与防爆、建筑与消防系统、消防安全与政策、人类行为与出口、设计与法规以及火灾对建筑、基础设施和环境的影响等方面进行研究。

工业工程作为工程和管理之间的桥梁,分析和适应过程或创建新的过程。无论是制造过程还是对物理空间的重新设计,工业工程师都要确定过程高效所需要的人员、材料、技术、信息和能源。

制造工程涵盖机器人技术、制造和材料加工、控制系统、机械加工、磨削、数控加工教学、材料工程和表面计量等领域。

领域的材料过程工程重点关注材料、材料加工和商业实践的科学。其中包括纳米材料和生物聚合物等制造工艺,以及精益制造、铸造和热处理、成本分析、燃料电池和表面计量等主题。

材料科学与工程关注材料的制造、使用和回收方式;开发和加工新材料和新产品;以及对传统材料的创新使用。在纳米、微观和宏观尺度上对材料的基本理解包括结构、加工、性能、性能、动力学和热力学。

的优势在机械工程包括热科学、纳米技术和纳米材料、生物力学和医疗设备、增材制造和印刷电子、光子学和光力学、传感器和计量、金属加工、电池和电化学以及太阳能电池材料。

研究是在机器人工程在人机交互和接口、机器人运动规划和控制、医疗和辅助机器人、传感器/执行器和机器人设计、机器人学和人工智能、人类增强、机器人操作、软机器人、自主车辆、机器人嵌入式系统和多机器人系统等领域。

系统工程是系统设计、构建和维护的整体方法。主题涉及工程和管理方面,包括人工智能、基于模型的系统工程、需求工程、系统架构和设计以及验证和验证。

技术

WPI的波浪运动研究有朝一日可能会制造出一种防弹背心,这种防弹背心不仅能感知来袭子弹的速度、接近角度和大小,而且背心内的材料会立即改变性能,在准确的撞击点提供更好的防震保护。颗粒材料可用于个人防护装备,如背心和头盔,可供军队、警察和其他专业人员(如运动员和建筑工人)穿戴。它们还可以用作建筑物的保护层,甚至可以保护国际空间站、卫星和航天器免受太空垃圾和陨石的损坏。

WPI的一个研究小组发现,青蒿(一种药用草本植物,也称为甜蒿)的叶子提取物抑制SARS-CoV-2病毒(导致新冠病毒-19大流行的病毒)及其两种最新变种的复制。植物中的一种或多种化合物可能是SARS-CoV-2的安全、低成本治疗方法。

部分人工手替代了人手指的部分功能。传感器可以用拇指的微小剩余部分按压,使假拇指前后移动。

工程师们开发了一款智能手机应用程序,可以在不危及用户隐私或个人安全的情况下,帮助进行遏制COVID-19传播所需的接触者追踪。开发了两种收集跟踪数据的方法。在第一种情况下,应用程序将追踪用户的位置,并加密存储的任何信息。然后,它将加密的数据,减去任何个人身份信息,发送到公共卫生部门使用的服务器。另一种方法是只上传COVID-19检测呈阳性的人的信息。这些信息将在不确定感染者的情况下公开,因此任何人都可以上网自己检查是否与检测呈阳性的人有过密切接触。

WPI正在开发的一个关键诊断工具是检测肺部疾病症状的机器人超声波机——这一重大发展将使医疗保健提供者在对新冠病毒-19患者进行评估时尽量减少与病毒的接触。该平台实际上消除了扫描过程中患者和医护人员之间的身体接触,最大限度地降低了传播风险,同时仍允许收集重要数据。

WPI从污水污泥中产生可再生燃料,污水处理的副产品排入垃圾填埋场时会产生温室气体和水污染。它利用水热过程、高温高压和廉价催化剂将污水污泥——以及其中所含的能量和碳——转化为天然气。此外,在新工艺中提取的硝酸盐和磷酸盐可用于农业。

一个指甲盖大小的化学传感器可以戴在外套上,以更快地检测危险化学物质,并大幅降低误报率。(由CCDC-SC)

人们发明了一种部分手部假肢,可以将手指连接到人的部分手部,以替代手指的一些功能。一个腕带内装有拇指运动的执行器和一个小螺线管,将其锁定在适当的位置。内置的传感器可以让人用手指剩余的一小部分按压,这将使假拇指前后移动。

WPI的一位数学家正在帮助美国陆军开发一种指甲钳大小的化学传感器,这种传感器可以戴在外衣上,以更快地检测危险化学物质,并降低误报率。这种可穿戴传感器是用来模仿人类鼻子的。每个传感器都能检测到多种分子的组合——一个可以检测到柴油烟雾和特定的化学剂,而另一个可以检测到柴油烟雾和湿度。将这些结果结合起来,可以对环境中的化学物质进行更全面、更准确的评估。

为了保护运动员免受前交叉韧带(ACL)撕裂,一种新的鞋底通过限制对脚踝和膝盖的负荷来工作。关键的设计元素是一组微小的柔性聚合物弹簧,这些弹簧缠绕在柱子上,抑制或限定柱子的变形。鞋恢复其初始配置之间的步骤。

创可贴大小的传感器®这项研究的目的是测量婴儿的血氧水平,这是肺功能的重要指标,以及婴儿的组织是否获得足够的氧气供应。与目前医院使用的系统不同,这种微型可穿戴设备将具有灵活性和可伸缩性、无线性、廉价性和可移动性,可能允许孩子离开医院并进行远程监控。

开发了一种自动探测车和有效载荷部署无人机,共同搜索和引爆地雷。探测车使用一种廉价的金属探测器探测并标记地雷,这种探测器可以探测到地下2到3英寸的一克金属。然后,无人机将有效载荷的小沙袋扔到地雷上,以安全引爆它们。

WPI工程师发明了一种3D打印技术,可用于维修车辆和该领域的其他关键技术,避免了有时对新零件的大量等待,并提高了军事单位的战备状态。它使用了一种叫做冷喷涂的技术,可以通过3D打印过程中一层一层地堆积金属来修复金属零件,甚至从头开始制造新零件。该过程可以简化为便携式手持式治疗探头,用于现场。

为了使NASA航天器更轻、更能承受损伤,WPI开发了检测用于制造复合火箭燃料箱和其他航天器结构的碳纳米材料缺陷的方法。一种算法显著提高了用于检测Miralon缺陷的密度扫描系统的分辨率®-一种坚固、轻便、柔韧的纳米材料。Miralon被用于包裹绕木星轨道运行的美国宇航局朱诺探测器的结构支撑,以帮助抑制振动和静电放电。

技术转让

技术商业化办公室(OTC)对WPI开发的知识产权资产进行识别、评估、评估、保护、分类、市场和许可。要了解可用的技术,请访问在这里.

要获得WPI发明的许可,请联系知识产权与创新总监托德·s·凯勒(Todd S. Keiller)此电子邮件地址正受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript才能查看它。;508-831-4907。


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这篇文章第一次出现在2021年8月的《金融时报》上yabovip16.com杂志。

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