O vale central da Califórnia, famoso por produzir grande parte dos alimentos que os americanos comer, também é famoso por sua qualidade inferior do ar e suas altas taxas de pobreza, insegurança habitacional e trabalhadores em risco.
A evidência epidemiológica crescente mostrou uma correlação entre a exposição a longo prazo a material particulado fino (PM2.5) e a incidência da doença de Alzheimer e demências relacionadas (DRA).
Áreas com poluição grave de PM2.5-incluindo o vale central-são frequentemente habitadas por residentes de baixa renda que são desproporcionalmente afetados por esses riscos ambientais.
Uma concessão de US $ 2,2 milhões RO1 do National Institutes of Health está financiando uma colaboração entre o Professor de Geociências da UC Merced Xuan Zhang e pesquisadores da Universidade Johns Hopkins e do Instituto de Tecnologia da Geórgia. Nos anos seguintes, os pesquisadores pretendem desvendar o complexo grupo de partículas que compõem o PM2.5 e estudam os poluentes específicos associados à demência e seus mecanismos subjacentes.
“Isso é especialmente importante para entender as causas do DDRD e, principalmente, fatores de risco tóxicos ambientais que são potencialmente modificáveis”, disse Zhang.
O Vale Central é um lugar perfeito para esta pesquisa. O tráfego de caminhões pesados nas interestaduais 5 e na rodovia 99 contribui significativamente para as emissões de PM2.5, assim como os incêndios florestais, operações industriais dentro e ao redor das cidades, práticas agrícolas, como resíduos agrícolas queimados, produção de energia, fogões e lareiras residenciais e emissões de diesel. As cadeias de montanhas circundantes do vale e às vezes ar-estagnada também prendem poluentes.
PM2.5, um componente significativo da poluição do ar, consiste em pequenas partículas com um diâmetro de 2,5 micrômetros ou menores – pequenos o suficiente para penetrar profundamente nos pulmões e até entrar na corrente sanguínea.
Zhang explicou que alguns PM2.5 se originam de processos naturais, como incêndios florestais, mas a maioria decorre de fontes humanas como veículos, indústria e agricultura.
Os pesquisadores planejam estudar se e quais poluentes podem induzir e acelerar o declínio cognitivo. Eles pretendem determinar o impacto dos contaminantes em um tipo específico e comum de demência chamado Lewy Body Dementia (LBD), que afeta 1,4 milhão de pessoas e suas famílias nos EUA
O LBD é um distúrbio progressivo caracterizado por depósitos anormais de proteínas chamados corpos de Lewy no cérebro. Esses depósitos interferem na função cerebral, levando a sintomas cognitivos, motores e comportamentais, bem como distúrbios do humor, como a depressão.
Os corpos de Lewy são compostos de uma proteína chamada alfa-sinucleína (αs) e cerca de 30% dos pacientes com doença de Alzheimer com patologia αS geralmente exibem uma taxa mais rápida de declínio cognitivo do que os indivíduos com a de Alzheimer.
Estudos anteriores mostram que os αs podem entrar no nariz ou no intestino, mas se espalham por todo o corpo até o cérebro.
“Embora os estudos epidemiológicos que demonstrem uma associação de DDR com poluentes sejam relativamente abundantes, há uma clara necessidade não atendida de mais pesquisas mecanicistas”, disse Zhang. “Esse conhecimento é fundamental para entender completamente as causas do LBD e traduzir esse conhecimento em novas estratégias de prevenção e tratamento”.
Omaha, Nebraska – A Dra. Jessica Deitzer, professora assistente da Universidade de Nebraska na Escola de Criminologia e Justiça Criminal de Omaha (UNO), recebeu uma concessão do Comitê de Pesquisa e Atividade Criativa da Universidade (UCRCA) para promover sua pesquisa inovadora sobre evitação de crimes proativos.
O projeto dela, Indo além dos cenários de decisão única: Avaliando o uso de vinhetas de vários estágios para estudar a evitação proativa do crimeinvestiga uma área de comportamento criminosa menos estudada – por que e como os indivíduos evitam situações de risco antes Uma oportunidade criminal até se apresenta.
“É uma honra receber esse apoio”, disse Deitzer. “Esse financiamento permite que eu e meus co-autores analisem a tomada de decisões mais sutis, especialmente as escolhas em estágio inicial que as pessoas fazem para evitar riscos.
Deitzer e seus co-autores pilotaram recentemente uma pesquisa usando vinhetas de vários estágios em um cenário de bebida e direção. O estudo introduziu um novo método de examinar a tomada de decisão como uma sequência de escolhas em evolução, em vez de um único ponto de decisão. Suas descobertas identificaram um grupo crítico: indivíduos que disseram que bebiam e dirigiam se Eles estavam em uma certa situação, mas também disseram que teriam evitado estar nessa situação, como optando por não ir a um bar ou se abster de beber.
Esses indivíduos, a quem Deitzer se refere como “evitadores proativos”, representam uma avenida potencialmente poderosa, mas esquecida, para a prevenção do crime. Em vez de se concentrar apenas na prevenção de atos criminosos, uma vez que uma pessoa está em uma situação de alto risco, sua pesquisa pretende entender como e por que as pessoas fazem escolhas que as mantêm fora de tais situações inteiramente.
Com o financiamento da UCRCA, Deitzer expandirá seu estudo para reunir mais entrevistados, testar uma segunda vinheta de vários estágios e examinar preditores de evasão proativa. Esses preditores incluem a tolerância dos indivíduos por risco, preferência por recompensas imediatas, confiança em suas próprias habilidades de solução de problemas e a força de seus vínculos sociais com a família, os colegas e a comunidade.
Esta pesquisa alinha-se em estreita colaboração com a missão da UNO de transformar vidas através de pesquisas e descobertas pragmáticas e engajadas na comunidade. Também apóia o papel da universidade como líder nacional em educação e educação em criminologia e segurança pública.
Sobre a Universidade de Nebraska em Omaha Localizada em uma das melhores cidades da América para viver, trabalhar e aprender, a UNO é a Universidade Metropolitana de Nebraska – uma universidade com fortes valores acadêmicos e relações significativas com nossa comunidade que transforma e melhora a vida.
Uma investigação de três bases militares do Reino Unido deve ser realizada após as preocupações de que possam estar vazando substâncias per e politluoroalquil (PFAs) em fontes de água potável.
RAF Marham em Norfolk, RM Chivenor em Devon e AAC Middle Wallop em Hampshire, foram identificados usando uma nova ferramenta de triagem de riscos de PFAs desenvolvida pela Environment Agency (EA), que foi projetada para localizar e priorizar ameaças de poluição.
De acordo com o relatório por O guardiãoRaf Marham e AAC Middle Wallop estão dentro das zonas de salvaguardas da água potável, enquanto as fronteiras da RM Chivenor protegiam as águas de mariscos, bem como o rio Taw, que é conhecido por sua população de salmão.
Em 10 de abril de 2025, o Comitê de Auditoria Ambiental lançou um Inquérito formal sobre PFAs Contaminação e regulamentação em todo o Reino Unido. O inquérito pretende considerar se está sendo feito o suficiente para entender os riscos dos PFAs no Reino Unido e se as instituições de pesquisa e a EA estão equipadas para monitorar o impacto.
Steven W. McLaughlinReitor e Vice -Presidente de Assuntos Acadêmicos, foi nomeado o 14º presidente de A União Cooper para o avanço da ciência e da artea partir de 1º de julho. A Cooper Union é uma faculdade particular com escolas de arquitetura, arte e engenharia de renome internacional e uma faculdade de humanidades e ciências sociais.
McLaughlin passou quase 30 anos na Georgia Tech em várias funções, tanto na sala de aula quanto na administração. Como reitor e vice -presidente executivo de assuntos acadêmicos, um papel que ele desempenha desde 2020, McLaughlin oferece liderança a todas as unidades acadêmicas e relacionadas, incluindo 29 escolas e sete faculdades. Como reitor, ele supervisionou o lançamento da Faculdade de Aprendizagem da Lifetime da Georgia Tech em 2024. Anteriormente, McLaughlin era o presidente da Faculdade de Engenharia de Dean e Southern Company, o presidente da Escola de Engenharia de Steve W. Chaddick no Presidente da Escola de Engenharia Elétrica e de Computação e Vice -Protext for International Initiatives e Steven A. Denning em Global Engagement.
“Steve tem sido um colega importante e um amigo querido, e sua liderança causou um impacto duradouro na tecnologia da Geórgia”, disse o presidente Ángel Cabrera. “Ele tem sido um defensor constante da excelência acadêmica e do sucesso do aluno, sempre nos pressionando a ser melhor e a fazer mais. Ao longo de sua carreira, Steve liderou um profundo compromisso de expandir o acesso e a oportunidade, garantindo que mais estudantes possam se beneficiar do impacto de mudança de vida.
Em 2014, McLaughlin foi co-fundador Create-xum esforço em todo o campus para incutir confiança empresarial nos alunos e ajudá -los a lançar empresas. Desde então, o programa lançou com sucesso 200 empresas lideradas por estudantes e envolveu mais de 4.000 estudantes. McLaughlin também supervisionou a reforma e a criação do design interdisciplinar de Van Leer Commons e Makerspace enquanto presidente da ECE.
Em 2011, ele recebeu o Chevalier Dans L’Ordre National du Mérite (Cavaleiro da Ordem Nacional Francesa de Mérito), o segundo maior prêmio civil concedido pela República da França. Ele foi o primeiro ganhador da Georgia Tech do Prêmio Presidencial do início da carreira para cientistas e engenheiros, e é membro do IEEE e ex -presidente da IEEE Information Theory Society.
Os interesses de pesquisa de McLaughlin estão em comunicações e teoria da informação. Seu grupo de pesquisa publicou mais de 250 artigos em periódicos e conferências e detém 36 patentes nos EUA nas áreas de correção de erros e equalização de erros em comunicações sem fio, segurança de dados e privacidade, entre outros.
“À medida que o ensino superior continua a mudar em um ritmo acelerado, identificamos um educador e líder comprovado que é conhecido por seu impacto transformador e alto grau de inteligência emocional”, disse Jamie Levitt, presidente do conselho interino e co-presidente do Comitê de Pesquisa Presidencial de Cooper. “Steve é um campeão de estudantes e, ao longo de sua carreira, procurou criar experiências de aprendizado para os alunos crescerem como líderes criativos, éticos, globalmente conscientes e tecnologicamente sofisticados, que podem definir e resolver problemas para melhorar a condição humana”.
“Com tudo o que está acontecendo hoje no ensino superior, a visão de Peter Cooper é mais relevante do que nunca”, disse McLaughlin. “O Cooper Union é o lugar certo na hora certa, e mal posso esperar para começar.”
Os manchas biomédicas da pele que integram várias disciplinas para detectar, poder e relatórios estão recebendo um esforço significativo de P&D.
Os remendos de pele passivos, apenas para produtos para aplicações médicas não são novas-elas são usadas há muitos anos para fornecer medicamentos prescritos que proporcionam dor e alívio de nicotina. No entanto, estão em andamento o desenvolvimento e avaliação biométrica de adesivos e avaliações biométricas em universidades e outras instituições de pesquisa.
Isso faz sentido não apenas para o sujeito ou paciente alvo, é claro, mas para a equipe de pesquisa. Os patches biométricos evitam os muitos negativos dos problemas de material e biocompatibilidade associados a dispositivos implantados. Além disso, os pesquisadores, sem dúvida in vitro implantar o dispositivo em teste na carcaça de um animal como um porco (assunto de teste muito popular) ou mesmo em vão implantando -o em um vivo.
Um patch também oferece o brilho potencial de “este é um avanço revolucionário” (e pode ser), embora muito poucos, se houver, serão comercializados por várias razões técnicas, médicas, de custo ou viabilidade. Os patches são muito bons para chamar a atenção, levando ao financiamento do subsídio de acompanhamento (embora essa consideração raramente seja citada, exceto em particular).
Essas abordagens aproveitam os princípios básicos da física, eletrônica e detecção para atingir seus objetivos. Eles abrangem a colheita de energia auto-alimentada por seus eletrônicos a uma sensação sofisticada dos principais parâmetros do corpo por meio de suor, avaliação da pressão arterial, colheita de energia ou retroespalhamento por seu poder e relatórios de dados via Bluetooth ou retroespalhamento. Muitos desses patches são viáveis com materiais avançados, eletrônicos de energia ultralow, impressão 3D e muito mais.
Eu li muitas histórias fascinantes de patch biomédico e assisti seus vídeos nos últimos anos. Aqui estão nove projetos que se destacaram por sua inovação, inteligência, utilidade potencial e trabalhos de pesquisa publicados claramente escritos. Eles são de diferentes instituições e cobrem uma variedade de objetivos e implementações biomédicos:
Nº 1 Eletrodos impressos em tela
Um esforço de pesquisa multi-institucional liderado pela Universidade Estadual de Washington demonstrou eletrodos que podem ser feitos usando a serigrafia sozinha. Os padrões resultantes de circuito estendidos e duráveis podem ser transferidos para tecido e usados diretamente na pele humana. Por outro lado, a fabricação comercial atual de eletrônicos vestíveis requer processos bastante caros envolvendo salas limpas. Enquanto algumas outras implementações atualmente usam a impressão de tela para partes do processo, esse novo método se baseia apenas na impressão da tela.
Eles usaram um processo de várias etapas, polímeros em camadas e tintas de metal para criar estruturas de eletrodo semelhantes a cobras. A impressão da tela da camada de poliimida (PI) permite a fabricação fácil, de baixo custo, escalável e de alto rendimento. O PI misturado com polietileno glicol exibiu um comportamento de afinação de cisalhamento, melhorando significativamente a impressão do PI. A tinta AG/AGCL pré -misturada é então usada para impressão de camada condutora. Vários eletrodos são impressos em uma lâmina de vidro pré-tratada, o que lhes permite ser facilmente retirado e transferido para tecido ou outro material, como mostrado em Figura 1.
Depois de imprimir os eletrodos, os pesquisadores os transferiram para um tecido adesivo usado diretamente na pele por voluntários. Os eletrodos sem fio com um circuito associado a bordo, incluindo um link Bluetooth de 2,4 GHz, taxas de coração e respiratórias registradas com precisão, enviando os dados para um telefone celular, conforme mostrado em Figura 2.
Os pesquisadores da Northwestern University desenvolveram um curativo pequeno, flexível e elástico-alegando ser o primeiro do tipo-que acelera a cura ao fornecer eletroterapia diretamente ao local da ferida. Em um estudo animal, o novo curativo curou úlceras diabéticas 30% mais rápidas do que em camundongos sem o curativo. O curativo também monitora ativamente o processo de cicatrização e depois se dissolve inofensivamente – eletrodos e tudo – no corpo depois que não for mais necessário.
A equipe conjunta desenvolveu um curativo pequeno e flexível que envolve suavemente o local da lesão. Um lado do sistema regenerativo inteligente contém dois eletrodos: um minúsculo eletrodo em forma de flor na parte superior do leito da ferida e um eletrodo em forma de anel em tecido saudável para envolver toda a ferida. O outro lado do dispositivo contém uma bobina de colheita de energia para alimentar o sistema e um sistema de comunicação de campo próximo (NFC) para atualizações em tempo real, conforme mostrado em Figura 3.
Figura 3. Um sistema de eletroterapia sem fio biorresorvível e sem bateria projetado para acelerar a cicatrização de feridas. (a) A estrutura do dispositivo e seus componentes, incluindo uma plataforma sem fio e eletrodos de molibdênio. (b) Diagrama de operação do sistema, mostrando a colheita de energia e o monitoramento em tempo real. (c) Distribuição do campo elétrico entre eletrodos. (d) O ciclo de vida do dispositivo do aplicativo à biorressorção completa. (Imagem: Universidade do Noroeste através de avanços científicos)
Se desejado, uma análise mais aprofundada da Figura 3 pode ser encontrada aqui:
(a) Ilustrações esquemáticas de um sistema transitório, sem fio e sem bateria para eletroterapia montado em uma ferida no pé (esquerda) e em uma visão ampliada (direita) que destaca os diferentes componentes.
(b) Diagrama operacional de todo o sistema. (RF, radiofrequência; ISO, operação do sistema de interconexão; LDO, regulador de baixo queda)
(c) Resultados da FEA do campo elétrico entre os eletrodos positivos (+) e negativos ( -). Barra de escala, 3 mm.
(d) ilustrações esquemáticas do modo de uso, dispositivo em uma ferida (i) antes e (ii) após a cura, (iii) removido cortando os traços no ânodo, (iv) parcialmente biorresorbado após um período de terapia e (v) totalmente biorresorbado; A cor laranja semitransparente representa a pele curada.
A equipe também incluiu sensores para avaliar o quão bem a ferida está curando. O dispositivo pode ser operado remotamente sem fios, permitindo que o médico decidisse quando aplicar a estimulação elétrica e monitorar o progresso da cicatrização da ferida.
Os médicos podem monitorar o progresso medindo a resistência da corrente elétrica através da ferida. Uma diminuição gradual na medição de corrente se relaciona diretamente com o processo de cicatrização. Portanto, se a corrente permanecer alta, os médicos sabem que algo está errado.
O suor é uma “mina de ouro” de informações úteis sobre o corpo. Reconhecendo suas virtudes, engenheiros da Universidade da Califórnia San Diego desenvolveram um sensor de suor fino, flexível e elástico que pode mostrar o nível de glicose, lactato, sódio ou pH do suor na imprensa de um dedo.
Eles afirmam que é o primeiro dispositivo vestível independente que permite que o sensor opere de forma independente – sem nenhuma conexão com fio ou sem fio com dispositivos externos – para visualizar diretamente o resultado da medição. O design deste pequeno patch em forma de disco inclui todos os componentes essenciais necessários para sensores vestíveis: duas baterias integradas, um microcontrolador, sensores, o circuito e uma tela esticada.
A fabricação do dispositivo envolve a formulação de nove tintas elásticas diferentes, que foram usadas para imprimir as baterias, circuitos, painel de exibição e sensores. O dispositivo é impresso em camada por camada em folhas de polímero elaborado e montado com hidrogéis e chips de microcontrolador no dispositivo completo. Cada tinta foi otimizada para garantir sua compatibilidade com outras camadas enquanto equilibra seu desempenho elétrico, químico e mecânico, como mostrado em Figura 4.
Figura 4. Um adesivo de detecção de suor epidérmico totalmente integrado e elástico com uma tela eletroqurômica. (a) Composição de camada por camada do dispositivo. (b) Fluxo do sistema e quebra de módulo. (c) Operação de remendo, mostrando o patch usado para detecção de suor epidérmico, revelando a concentração alvo (i). Ilustração da tela que muda com a concentração de eletrólitos e a leitura do sensor potenciométrico (II) e o modo de descarga intermitente do AG2O -ZN Fonte de alimentação da bateria (III). (d) Demonstra durabilidade mecânica sob flexão e alongamento, especialmente ao esticar a conexão entre a interconexão e o MCU. (Imagem: Universidade da Califórnia San Diego via Nature Electronics)
Quando uma tensão negativa é aplicada, o polímero muda de azul -céu claro para azul marinho escuro e volta quando uma tensão positiva é aplicada. Ajustando a formulação de tinta com PEDOT: PSS, eles podem torná -la imprimível e elaborável; O patch pode ser esticado 20% repetidamente, sem afetar seu desempenho.
Os pesquisadores projetaram um painel de exibição composto por 10 pixels individuais, que são programados para exibir a concentração dos produtos químicos, ativando diferentes números do pixel. Os pixels levam apenas 500 milissegundos para mudar de cor, para que consumam apenas 80 microwatts de energia em média.
Vendo seu pai lutar por exercícios de reabilitação depois que um derrame fez com que Marina Samuel pensasse, por que a terapia não pode ser mais personalizada, eficaz e eficiente para o paciente?
Assim, com um foco central nos pacientes, ela perseguiu um bacharel em engenharia biomédica no Instituto de Tecnologia de Nova Jersey e, após a graduação em maio, buscará um doutorado. Na mesma disciplina no NJIT. Sua pesquisa como estudante de graduação alimentou essa busca.
No laboratório clínico neuromuscular do professor assistente Jongsang, Samuel sintetizou achados de 20 estudos sobre os efeitos agudos e crônicos do alongamento estático na rigidez da articulação e na ativação neuromuscular para um artigo de revisão que ela é co-autor, durante seu segundo ano.
Como veterano, seu projeto Capstone envolveu um robô que seguia a linha que aplicava força constante à perna mais forte de um paciente com derrame para apoiar a fisioterapia da perna mais fraca. Agora, como Ph.D. Aluno, ela planeja “explorar modelos biomecânicos, melhorar a interação de dispositivos humanos e integrar a análise e a máquina em tempo real, levando a otimizar os programas de terapia pessoal”.
J&J e o Senado estudantil
Enquanto a pesquisa ajudou a definir seus anos de graduação, Samuel também mergulhou em trabalho externo e extracurriculares.
Na Johnson & Johnson, ela conseguiu uma experiência de educação cooperativa (em gerenciamento de conformidade da cadeia de suprimentos integrada) e um estágio (em operações de comércio de exportação). Ao longo do caminho, ela adquiriu habilidades técnicas no desenvolvimento de painéis, rastreadores de projetos e pensamento analítico e habilidades sociais em apresentação, colaboração e liderança.
Suas maiores lições de liderança, no entanto, vieram pelo Senado estudantil, onde ela subiu ao presidente no ano passado, depois de servir como representante do primeiro ano e vice-presidente de assuntos estudantis. Era uma presidência produtiva, pois o Senado trabalhou com a universidade para permitir que os alunos usem pontos de plano de refeições em restaurantes externos, ganhassem acesso gratuito à Adobe Creative Cloud, colete alimentos para serviços de emergência de Newark para famílias e estabelecem um dia de descanso para a saúde mental.
“Ela é certamente uma de nossos estudantes fabulosos e excepcionais”, disse o presidente Teik C. Lim em uma reunião da prefeitura onde Samuel era o único falante estudante – e equilibrado nisso. “Ela é fenomenal!”
Outros extracurriculares incluíram três anos como assistente residente e servir em um subcomitê que se concentrou no avanço e no sucesso do aluno para o Plano Estratégico 2030 da NJIT – uma conseqüência de seu trabalho no Senado.
Inspiração familiar
Samuel credita grande parte de suas realizações em alturas da universidade a seus pais, que coletivamente lhe ensinaram o valor do trabalho duro, fidelidade e apoio familiar.
Sua mãe, Magda Anwar Samuel, “me moldou para a mulher forte que sou hoje, sempre incentivando meus irmãos e eu a trabalhar duro, permanecer fundamentada e permanecer fiel a nós mesmos”, disse Samuel.
Seu pai, Wadie Samuel, não apenas inspirou sua pesquisa, mas deixou a impressão duradoura de “mostrar constantemente amor e apoio às pessoas ao seu redor com um sorriso no rosto”, disse Samuel.
Infelizmente, ele faleceu em 2017 durante o primeiro ano de Samuel na East Brunswick High School. Sua filha, no entanto, mantém muitos de seus traços como um exemplo da classe de 2025.
Lançado em maio, o Centro Twin Digital do Reino Unido está em uma missão para democratizar a tecnologia Twin Digital.
Os gêmeos digitais existem há décadas. Mas até agora, a tecnologia está disponível principalmente para os grandes fabricantes de grandes indústrias, como o Automotive and Aerospace. Sem fundos e recursos em larga escala, empresas menores podem estar perdendo os benefícios dos gêmeos digitais.
Um novo centro de pesquisa do Reino Unido quer mudar isso.
O Digital Twin Center do Reino Unido pretende desenvolver uma caixa de areia gêmea digital – um conjunto de modelos, padrões e metodologias reutilizáveis - para dar a mais empresas de engenharia acesso a gêmeos digitais. Ser capaz de projetar, testar e ajustar os produtos no mundo virtual permitirá que as empresas reduzam os tempos de desenvolvimento, reduzam o custo de desenvolvimento e reduzem a pegada de carbono de seus projetos de tecnologia.
“Queremos criar uma vantagem competitiva para essas empresas menores, dando -lhes a capacidade de projetar, diversificar ou aprimorar um produto no mundo digital sem precisar passar por toda a prototipagem, iterações e construção física”, disse Deborah Colville, diretor do Centro Twin Digital do Reino Unido, Engineering.com. “Queremos criar um caminho para eles adotarem a tecnologia gêmea digital de uma maneira menos cara e menos complexa”.
(Imagem: UK Digital Twin Center.)
O Centro Twin Digital do Reino Unido será inaugurado em maio de 2025 em Belfast, Irlanda do Norte, tendo garantido 40 milhões de libras em financiamento do governo do Reino Unido e parceiros comerciais, incluindo o conglomerado de defesa Thales, a empresa de tecnologia marítima Armis Technologies e a empresa aeroespacial Spirit Aerossystems.
Veja como o centro planeja espalhar a tecnologia gêmea digital – e por que até grandes empresas devem estar interessadas.
Não estou começando do zero
O objetivo do centro de uma caixa de areia gêmea digital permitiria que as empresas criassem soluções sob medida sem precisar começar do zero todas as vezes. A idéia, pensa Colville, pode mudar o jogo. Ser capaz de construir novos gêmeos digitais reutilizando subsistemas e componentes desenvolvidos e aperfeiçoados anteriormente permitiria que o centro reduza o custo e a complexidade de cada projeto. A oferta resultante de “Twin Digital como serviço” seria acessível a uma ampla gama de empresas.
“O problema agora é que os gêmeos digitais estão sendo construídos para um problema em particular e nada é repetível”, disse Colville. “Eles não são reutilizáveis, e isso é algo que precisa ser resolvido.”
A natureza descartada das soluções gêmeas digitais é um luxo caro que muitas empresas menores não podem pagar. Além disso, uma infinidade de sistemas e tecnologias díspares deve se unir para produzir um gêmeo digital funcional, adicionando desafios de engenharia. Esses sistemas, diz Colville, geralmente não são projetados para trabalhar juntos perfeitamente desde o início, e protocolos e padrões para sua fácil integração estão, até agora, faltando.
Por exemplo, Colville explicou que a construção de um gêmeo digital de uma linha de produção de fábrica pode exigir que a integração de sistemas de coleta de dados legados, como SCADA (controle de supervisão e aquisição de dados), com a coleta de dados da IoT de última geração, IA, sistemas de segurança cibernética e tecnologias imersivas, como realidade virtual e aumentada.
“Esse processo de integração pode ser caro”, disse Colville. “Esses componentes precisam ser integrados a algoritmos avançados capazes de executar tarefas como detecção de falhas, otimização de desempenho e manutenção preditiva. Requer esforço significativo de engenharia e, como grande parte desse trabalho é sob medida, ele não pode ser facilmente reutilizado entre os projetos.”
O gêmeo digital como serviço cuidaria dessas tarefas irritantes, permitindo que os clientes definissem o problema e tenham uma solução completa de solução usando a caixa de areia desenvolvida e pré-testada.
Construindo
O Centro Twin Digital do Reino Unido começou a desenvolver modelos para esta caixa de areia por meio de manifestações envolvendo diferentes indústrias e tipos de problemas. A Artemis Technologies, conhecida por desenvolver navios de emissão zero, está construindo um gêmeo de um navio neutro de carbono para a manutenção de parques eólicos offshore. A empresa espera que testar aspectos de seus projetos, incluindo eficiência e segurança do motor, no mundo virtual ajude a acelerar o desenvolvimento e reduzir o custo de atender aos requisitos regulatórios.
A gigante aeroespacial européia Thales desenvolverá estruturas escaláveis padronizadas que podem formar a base da caixa de areia gêmea digital. Colville disse que o projeto deve resultar na primeira metodologia Digital Twin reutilizável.
A Spirit Aerosystems, que faz aerostrruturas para aviões comerciais, está trabalhando em um reversor digital de gêmeos de um motor a jato, um componente que ajuda uma aeronave desacelerar após o touchdown. O objetivo é reduzir o tempo de desenvolvimento e reduzir o custo, reduzindo o número de protótipos físicos necessários no processo. As empresas aeroespaciais de Colville estima que possam reduzir os tempos de desenvolvimento em até 18 meses ao fazer novos projetos de peças vitais, como asas de aeronaves, usando gêmeos digitais.
“Esses casos de uso informarão o design do ambiente de prototipagem e experimentação, garantindo que ele atenda às necessidades técnicas, operacionais e comerciais mais prementes”, disse Colville. “Os casos de uso permitirão que arquitetos e engenheiros testem rapidamente e avaliem soluções de fornecedores em cenários realistas, validem suposições, explorem desafios de integração e avaliam o desempenho”.
As tecnologias desenvolvidas e as lições aprendidas com os casos de uso inicial formarão a base do serviço gêmeo digital que o centro prevê. Ao aumentar gradualmente as evidências, o Centro espera promover o caso de adoção sem riscos e atrair mais investimentos.
“Estaremos aprendendo constantemente com a experiência dessas empresas”, disse Colville. “Dessa forma, criaremos a experiência do mundo real na construção de tecnologias gêmeas digitais em vários cenários diferentes. Esse aprendizado da vida real informará nossos programas de difusão que queremos oferecer ao setor em geral para começar a criar suas capacidades também”.
Um futuro brilhante
O Centro planeja celebrar acordos com os principais fornecedores de tecnologias gêmeas digitais na esperança de facilitar o desenvolvimento de padrões abertos. Concordar com as regras gerais permitiria a criação de um ambiente flexível, onde diferentes tecnologias poderiam coexistir e se complementar.
“Não seremos uma loja para um fornecedor ou plataforma em particular”, diz Colville. “Queremos facilitar diferentes fornecedores conversando entre si para permitir que diferentes tecnologias se unam”.
O centro está sendo aberto em um momento emocionante, quando os avanços rápidos da IA estão reformulando muitos campos de atividades humanas. Colville espera que o Twin Sandbox digital se beneficie da integração gradual desses avanços, levando ao desenvolvimento de gêmeos digitais inteligentes que desbloquearão toda uma nova gama de aplicações e oportunidades em outros setores do que os tradicionalmente associados ao uso de gêmeos digitais. Por exemplo, gêmeos complexos, incluindo os do corpo humano, serão possíveis através da sincronização em tempo real com suas alternativas físicas e incorporação constante de dados do ambiente circundante.
“Há certas coisas que precisam ser desbloqueadas daqui para frente”, disse Colville. “Uma vez feito isso, vemos um grande potencial em áreas como produtos farmacêuticos, energia, mas mesmo coisas como cuidados de saúde personalizados. Isso é definitivamente algo que nos vemos nos mudando no futuro”.
O Office of Health Equity (OHE) do CDC faz parceria com sete instituições para entregar o programa Lewis Scholars. Cada instituição fornece um programa individualizado com áreas de foco na saúde pública e na saúde minoritária, incluindo saúde materna e infantil, saúde ocupacional, determinantes sociais da saúde e abordagem de disparidades em saúde. Os estudiosos de Lewis têm um tremendo impacto no campo da saúde pública, tanto durante o programa quanto em suas carreiras depois.
Ellen Jones
Jones, de Lake Wales, Flórida, disse que foi uma honra ser selecionada para o programa.
Dra. Mary W. Mathis, Professora Associada de Prática e Diretora do Programa de Saúde Pública em Mercer’s Faculdade de Profissões de Saúdeé o consultor acadêmico de Jones e escreveu a ela uma carta de recomendação para o programa Lewis Scholars. Ela disse que Jones incorpora o espírito de serviço que o programa John R. Lewis Scholars honra.
“Desde orientação de famílias em habilidades de emergência médica em uma praia em Korinthos a muitas horas com vizinhos carentes aqui em casa, ela traduz a bolsa de estudos em impacto no mundo real todos os dias”, disse Mathis. “Ela tem um registro impressionante de pesquisa e liderança, juntamente com a humildade e o calor que traz para cada novo desafio”.
Na Mercer, Jones é um bolsista e no programa de honra da universidade. Ela também é vice -presidente de bem -estar do Capítulo da Alpha Gamma Delta, diretora de bolsas de estudos do Conselho Panhelênico de Mercer, no Swim Club e atua como embaixador de estudos no exterior.
Após a formatura, Jones está pensando em ingressar no Peace Corps e espera ganhar um mestre em saúde pública e um doutorado. Ela aspira a trabalhar no serviço de inteligência epidêmica.
Sobre o programa CDC John R. Lewis Graduar Public Health Scholars (Lewis Scholars)
Em 2021, o Laboratório de Biólogo Químico e Prêmio Nobel Carolyn Bertozzi, PhD, professor da Universidade de Stanford, caracterizou um novo tipo de proteína da superfície celular, denominada glicornas, que formam grupos altamente organizados com proteínas de ligação a RNA para regular a comunicação entre células e seu ambiente.
Liderado por Ryan Flynn, MD, PhD, Professor Assistente de Células-tronco e biologia regenerativa na Harvard Medical School (HMS), o estudo identificou uma proteína de ligação ao RNA na superfície celular, NPM1, como um alvo seletivo potente para o tratamento da leucemia mielóide aguda (AML) bem como tumores sólidos.
“Encontrar alvos da superfície celular específicos para malignidades, mas poupadas em tecido saudável, tem sido um objetivo muito procurado para imuno-oncologia”, disse Benson George, MD, PhD, co-primeiro autor no jornal e um companheiro de pós-doutorado no Flynn Lab.
“Muitos cânceres não possuem alças moleculares conhecidas que possam ser alavancadas com segurança para sinalizar o sistema imunológico para atacar. Um ótimo exemplo disso é o câncer colorretal, que tem uma incidência crescente”, continuou George.
A LMA é um câncer de sangue rapidamente progressivo, difícil de atingir terapeuticamente, porque muitas das vias motrizes do câncer também são essenciais para células não cancerígenas, incluindo células -tronco sanguíneas.
“A doença pode ser insensível aos medicamentos existentes, ou os pacientes podem ser muito frágeis para obter terapêutica clássica, porque a toxicidade é muito alta”, disse Flynn.
Mutações no NPM1 O gene tem sido fortemente implicado na LMA adulta e dirige aproximadamente 60% dos casos não atribuídos a anormalidades cromossômicas. Enquanto o NPM1 é normalmente encontrado dentro da célula, os autores do HMS observaram que as células leucêmicas possuíam dez vezes mais NPM1 na superfície celular em comparação com células saudáveis. Além disso, eles observaram uma diferença maior que 100 vezes entre células-tronco cancerígenas e saudáveis.
As proteínas da superfície celular são ferramentas terapêuticas valiosas, pois são facilmente detectáveis e podem fornecer uma avenida para o monitoramento dos pacientes. Essas proteínas de superfície também podem ser facilmente direcionadas com agentes amplamente utilizados, como anticorpos.
Usando anticorpos monoclonais para segmentar NPM1, os pesquisadores viram atividade antitumoral robusta em múltiplos em vão Modelos de LBC com impacto mínimo nas células sanguíneas e nas células -tronco não cancerígenas. Os resultados mostraram que os anticorpos neutralizaram a LMA e a sobrevivência prolongada em quatro modelos separados de camundongos de leucemia.
Notavelmente, os anticorpos direcionaram efetivamente as células -tronco leucêmicas em amostras de medula óssea e modelos de camundongos, que Flynn observou como “crítico” porque um punhado de células -tronco de leucemia pode regenerar o câncer mesmo sob o aparecimento de erradicação.
Expandindo para outros cânceres, os autores testaram dezenas de modelos de tumores sólidos humanos e de camundongos e descobriram que a maioria possuía NPM1 na superfície celular em graus variados. Experimentos em camundongos sugeriram que os anticorpos monoclonais direcionados ao NPM1 da superfície celular podem ser eficazes contra certos tumores sólidos, incluindo câncer de próstata e colorretal.
“O desenvolvimento de novas terapias contra o câncer depende em grande parte da descoberta da nova biologia do câncer”, disse Konstantinos Tzelepis, PhD, colaborador do Instituto de Cells Cell Cambridge (Reino Unido). “Estou muito satisfeito por nosso trabalho colaborativo ter levado à descoberta de uma abordagem promissora de biotecnologia para direcionar cânceres de necessidade médica não atendida. Nosso objetivo é entender melhor e agilizar a tradução desses novos antígenos para novos tratamentos eficazes”.
Em trabalhos futuros, a equipe planeja investigar o mecanismo por trásApresentação da superfície NPM1 e explore se os aglomerados de glicorna e proteínas de ligação ao RNA contêm outras moléculas-alvo relevantes para o câncer.
