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三名工程師因其在各自領(lǐng)域的卓越表現(xiàn)而獲得NSF CAREER資助

2022年1月4日整理發(fā)布:德克薩斯州丹頓 (UNT) —北德克薩斯 大學(xué)工程學(xué)院的三名 研究人員通過(guò)美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的 教師早期職業(yè)發(fā)展計(jì)劃獲得了總計(jì)超過(guò) 140 萬(wàn)美元的贈(zèng)款 。Diana Berman、Hua Sun 和 Hui Zhao 都獲得了獎(jiǎng)項(xiàng),以資助他們的創(chuàng)新研究,以解決當(dāng)今行業(yè)面臨的一些非常困難的問(wèn)題。

“我們對(duì)今年工程學(xué)院職業(yè)獎(jiǎng)的增長(zhǎng)感到高興,”研究和創(chuàng)新副總裁馬克麥克萊倫說(shuō)。“這些獎(jiǎng)項(xiàng)幫助我們的年輕教師推動(dòng)發(fā)現(xiàn)事業(yè),并為學(xué)生提供進(jìn)行復(fù)雜研究的機(jī)會(huì),這是 UNT STEM 學(xué)位的標(biāo)志。”

美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)職業(yè)獎(jiǎng)授予在全日制大學(xué)任職的前 10 年內(nèi),其學(xué)術(shù)成果被認(rèn)為對(duì)其學(xué)科和/或社會(huì)產(chǎn)生重大影響的教師。

“在過(guò)去三年中,我們的教師職業(yè)獎(jiǎng)數(shù)量增加了三倍,這體現(xiàn)了我們教師的素質(zhì)、我們的研究以及我們作為學(xué)院的持續(xù)發(fā)展,”工程學(xué)院院長(zhǎng)黃漢臣說(shuō)。“今年我們的三位杰出教師獲得了認(rèn)可,我很高興看到他們的研究將對(duì)課堂和我們社區(qū)產(chǎn)生的影響。”

Berman 是材料科學(xué)與工程系的助理教授,他獲得了 500,000 美元的獎(jiǎng)金,用于開(kāi)發(fā)一種新的穩(wěn)健方法來(lái)制造機(jī)械穩(wěn)定的納米多孔陶瓷。該技術(shù)為廣泛應(yīng)用的陶瓷薄膜和涂層提供了非常精確的設(shè)計(jì)控制,例如呼吸分析儀和一氧化碳檢測(cè)器中的傳感器、凈化設(shè)備、自清潔材料和反射涂層。

“這些材料受孔隙率和表面積的影響很大??捎玫脑蕉?,材料的靈敏度和功能就越強(qiáng),”伯曼說(shuō)。“這就是為什么在納米尺度上控制多孔結(jié)構(gòu)很重要。”

制造陶瓷的傳統(tǒng)方法涉及高溫或等離子體,但她的實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)發(fā)的技術(shù)可以在低得多的溫度下使用。這為用于先進(jìn)制造的材料提供了新的可能性,擴(kuò)大了它們的潛在用途。

“通過(guò)這種方法,我們現(xiàn)在可以將這些組合物混合在一起,同時(shí)制造這些多功能材料,”她說(shuō)。“例如,一種材料能夠感知多種致癌化學(xué)物質(zhì)或危險(xiǎn)蒸氣。”

電氣工程系助理教授 Sun 獲得了 427,000 美元的資助,用于資助他通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息理論探索密碼學(xué)基本極限的研究。他正在使用數(shù)學(xué)將通信理論應(yīng)用于信息網(wǎng)絡(luò),以提高數(shù)字通信的安全性、隱私性和匿名性。

“我們正試圖將我們稱為信息論的東西應(yīng)用于密碼學(xué)問(wèn)題,”孫說(shuō)。“主要的工具叫做信息研究,由克勞德·香農(nóng)于 1948 年創(chuàng)立。‘位’這個(gè)詞就是在那篇論文中創(chuàng)造出來(lái)的。香農(nóng)告訴我們解決噪聲的最佳方法——當(dāng)來(lái)自發(fā)射器的零和一沒(méi)有被完美接收時(shí)。”

Sun 正在將相同的理論應(yīng)用于當(dāng)今更復(fù)雜的數(shù)字通信問(wèn)題,尤其是在大型網(wǎng)絡(luò)和匿名等問(wèn)題上——在無(wú)法追溯到特定計(jì)算機(jī)的情況下進(jìn)行搜索或提供數(shù)據(jù)。

“我們正在將信息理論應(yīng)用于各種問(wèn)題,例如秘密共享。一個(gè)典型的例子是核武器。你不希望一個(gè)人來(lái)決定它的發(fā)布。守門人一共三個(gè),你得征得其中兩個(gè)人的同意。”孫說(shuō)。“你設(shè)定一個(gè)門檻,只要有足夠的參與者,你就可以解碼數(shù)據(jù)。”

計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系助理教授趙將使用她的 519,000 美元贈(zèng)款為 GPU 加速系統(tǒng)設(shè)計(jì)片上網(wǎng)絡(luò),這些網(wǎng)絡(luò)在需要處理大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序中需要,例如深度學(xué)習(xí)、圖形分析、大數(shù)據(jù)和流媒體應(yīng)用。她的研究是使這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信更加高效。

“GPU 計(jì)算利用圖形處理單元作為協(xié)處理器為通用科學(xué)和工程問(wèn)題加速 CPU,”趙說(shuō)。“一個(gè) GPU 可以承載數(shù)百或數(shù)千個(gè)內(nèi)核,并且可以并行執(zhí)行數(shù)千個(gè)數(shù)學(xué)運(yùn)算。”

目前,數(shù)據(jù)通信是 GPU 的關(guān)鍵性能瓶頸。趙和她的學(xué)生將開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)解決這些系統(tǒng)中快速增長(zhǎng)的計(jì)算能力與有限的片上網(wǎng)絡(luò)帶寬之間的差距。

“沒(méi)有快速的數(shù)據(jù)傳輸,GPU 就無(wú)法充分利用其計(jì)算能力來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能,”趙說(shuō)。“我們將結(jié)合系統(tǒng)建模、新穎的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新興的超大規(guī)模集成電路技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。”

作為 NSF 資助的一部分,Berman、Sun 和 Zhao 將開(kāi)發(fā)教育計(jì)劃,以便 UNT 學(xué)生可以參與他們的研究。研究生將進(jìn)行研究,研究將納入本科課程。其他計(jì)劃包括針對(duì)高中生的暑期課程。

UNT 的 10 名研究人員目前由 NSF CAREER 基金資助,這是 NSF 為年輕研究人員提供的最負(fù)盛名的認(rèn)可。這些贈(zèng)款支持有潛力在研究和教育中充當(dāng)學(xué)術(shù)榜樣的早期職業(yè)教師。

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