2018'den beri Aramont Bursları en ileri bilimsel yenilikleri takdir ediyor. Kariyerinin başındaki araştırmacıların yüksek riskli projeler için fon alması herkesin bildiği gibi zordur ve çoğu bilim insanı araştırmalarını ilerletmek için değerli fırsatları sıklıkla kaçırır. Aramont Yardım Vakfı, Yükselen Bilim Araştırma Ödülleri için Aramont Burs Fonu'nu, çalışmaları muazzam umut vaat eden özenle seçilmiş bir grup doktora sonrası araştırmacıya ve kariyerinin başındaki öğretim üyelerine sunan Aramont Yardım Vakfı'na girin. Bu yılki alıcılar, finanse edilen projelerinde kuantum hesaplamadan beyindeki protein bozulmasının araştırılmasına kadar çeşitli konuları ele alıyorlar.
Araştırmadan Sorumlu Rektör Yardımcısı John Shaw, “Aramont Burs programı için başvuran havuzumuzun kalitesinden ilham almaya devam ediyorum ve bu ödül alan grup için çok heyecanlıyım” diyor. “Bu araştırmacılar kendi alanlarının sınırlarını genişletecek projeler önerdiler ve finanse edilen çalışmalardan öğrenecek çok şeyimiz var.”
Xin Gu
Bilim Tıp Fakültesi Nörobiyoloji alanında Doktora Sonrası Araştırmacı
“Yeni Bir Protein Bozunma Yolu Yoluyla Beyin Fonksiyonlarının Düzenlenmesi”
Beyin gelişimini ve uyum sağlama yeteneğini etkinleştiren duyusal uyaranlar, doğrudan erken genler (IEG'ler) adı verilen bir dizi genin ekspresyonunu tetikler. Beyin fonksiyonu için gerekli olmasına rağmen, IEG proteinlerinin ekspresyonunu kontrol eden mekanizmalar kırk yılı aşkın bir süredir anlaşılması zor bir konu olarak kaldı. Gu, nöronal fizyolojide geniş işlevlere sahip olduğuna inanılan, midnolin adı verilen, uyaranlarla indüklenen bir protein keşfetti. Bu keşif, midnolin'in mekanik olarak nasıl çalıştığını keşfetmek de dahil olmak üzere birçok yeni araştırma yönüne ilham verebilir. Gu'nun çalışması ayrıca midnolin içeren bir kompleksin, insan ve hayvan kromozomlarının önemli bir bileşeni olan kromatine çekildiğini de buldu. Midnolinin öğrenme ve hafızadaki rolünü araştırmak için kullanılacak bir fare modeli oluşturduğu midnolinin fizyolojik fonksiyonlarının yanı sıra, midnolin'in kromatin üzerindeki etkilerini de keşfedecek.
David Alvarez-Melis
Bilgisayar Bilimleri Yardımcı Doçenti, Bilim John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu
Fotoğraf: Eliza Grinnell
“Büyük Çok Modlu Yapay Zeka Modelleriyle Bilimsel Araştırmaları Hızlandırma”
Modern bilimsel keşifler, büyük miktarlardaki karmaşık, çok formatlı deneysel verilerden elde edilen içgörülerle yönlendirilir ve bu verilerin işlenmesi ve analiz edilmesi, potansiyel olarak yapay zeka tarafından kolaylaştırılabilecek zahmetli bir süreçtir. Etkileyici bilgi toplama ve erişim yetenekleriyle Büyük Dil Modelleri (LLM'ler) bu görev için özellikle caziptir. Bununla birlikte, mevcut yüksek lisans programlarının bilimsel bilgisi modası geçmiş, değiştirilemez ve çoğunlukla metin kaynaklarına dayanmaktadır. Melis'in laboratuvarı bunun bir sonraki bilimsel atılımı beslemek için yeterli olmayacağına inanıyor. Bunun yerine, büyük olasılıkla hâlâ analiz edilmekte olan veya belki hâlâ bir gözlemevinde, ıslak laboratuvarda veya parçacık hızlandırıcıda üretilmekte olan deneysel verilerden yeni keşifler yapılacaktır. LLM'lerin bu veri hazinesinden yararlanmasına izin vermek çığır açıcı gelişmeler elde edilmesine yardımcı olabilir, ancak bunların biçimini, işlevini ve kullanımını yeniden düşünmeyi gerektirir; özellikle de LLM'lerin “akıl yürütme” yeteneklerinden yararlanırken onları büyük miktarlarda “bilgiyi alma ve işleme kapasitesiyle geliştirirken”. görüntüler, grafikler veya tablolar gibi yeni” çok formatlı veriler sayesinde yüksek lisans eğitimleri sonuçta kalıpları tespit edebilir ve bilimsel araştırmanın hızını radikal bir şekilde hızlandırmak için gelecekteki deneyler önerebilir.
Giulia Semeghini
Uygulamalı Fizik Yardımcı Doçenti, Bilim John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu
“Programlanabilir Kuantum Bilgisayarların Geliştirilmesi: Çift Türlü Atom Dizileriyle Zorlukların Üstesinden Gelmek ve Yetenekleri Genişletmek”
Kuantum bilgisayarlar, kuantum mekaniğinin temel ilkelerinden yararlanarak en güçlü süper bilgisayarların bile çözemediği sorunları çözmeyi vaat ediyor. Bu platformun son birkaç yılda kaydettiği etkileyici ilerleme, alanı önemli bir dönemece getirdi ve alanın ölçeklenebilirlik, hatalara karşı dayanıklılık ve esneklikle ilgili acil zorlukları ele alması zorunludur.
Semeghini, programlanabilir atom dizilerine yenilikçi yetenekler kazandırmayı, platformun kapsamını genişletmeyi ve iki atom türünü aynı dizi içinde tamamlayıcı özelliklerle birleştirerek mevcut sınırlamaları ele almayı amaçlıyor. Bu, kuantum bilgisayarların sınırlarını zorlayan kuantum mimarilerinin geliştirilmesi ve bu bilgisayarların eninde sonunda gerçek dünya sorunlarını çözmesini sağlamak için hayati önem taşıyan hata düzeltme ve ölçeklenebilirliğe yönelik yeni yaklaşımlara olanak tanıyacak. Bu çalışma aynı zamanda uygulama yelpazesini bilgi işleme ve optimizasyon ile ilgili çok çeşitli soruların yanı sıra yoğun madde, yüksek enerji fiziği ve kuantum kimyasındaki temel soruları da içerecek şekilde genişletecektir.
Victoria Ashley Villar
Fen-Edebiyat Fakültesi Astronomi Bölümü Yardımcı Doçenti
“Zaman Alanı Astrofiziği İçin Bir Temel Model”
Yıldızların patlayıcı ölümlerini incelemek, gökbilimcilerin yüksek enerji fiziğini anlamalarını, yıldızların evrimsel modellerini test etmelerini ve evrenin genişlemesini ölçmelerini sağlar. Şu anda her yıl yaklaşık 10.000 patlayıcı kozmik olay keşfediliyor ve önümüzdeki birkaç yıl içinde daha gelişmiş teknolojilerin devreye girmesiyle keşif hızı daha da artacak. Araştırmacıların bu olayları verimli bir şekilde sınıflandırmak ve yeni yüksek enerji fiziğini tanımlamak için yeni tekniklere ihtiyacı var. Villar'ın projesi, değişken gece gökyüzümüzün gerçek zamanlı analizi için geniş bant ışık eğrilerini, yüksek çözünürlüklü spektroskopiyi ve görüntüleri birleşik bir modele entegre edecek. Çalışması, çeşitli görevleri gerçekleştirmek için yapay zeka ve ham verileri kullanan bir algoritma olan ilk astrofiziksel zaman alanı temel modelini üretmeyi amaçlıyor; bu algoritma daha sonra yeni olayları sınıflandırmak, yeni fiziği tanımlamak ve bilinen fenomenler için hızlı bir şekilde fiziksel parametreler çıkarmak için kullanılacak. gerçek zamanda.
Araştırmadan Sorumlu Rektör Yardımcısı John Shaw, “Aramont Burs programı için başvuran havuzumuzun kalitesinden ilham almaya devam ediyorum ve bu ödül alan grup için çok heyecanlıyım” diyor. “Bu araştırmacılar kendi alanlarının sınırlarını genişletecek projeler önerdiler ve finanse edilen çalışmalardan öğrenecek çok şeyimiz var.”
Xin Gu
Bilim Tıp Fakültesi Nörobiyoloji alanında Doktora Sonrası Araştırmacı
“Yeni Bir Protein Bozunma Yolu Yoluyla Beyin Fonksiyonlarının Düzenlenmesi”
Beyin gelişimini ve uyum sağlama yeteneğini etkinleştiren duyusal uyaranlar, doğrudan erken genler (IEG'ler) adı verilen bir dizi genin ekspresyonunu tetikler. Beyin fonksiyonu için gerekli olmasına rağmen, IEG proteinlerinin ekspresyonunu kontrol eden mekanizmalar kırk yılı aşkın bir süredir anlaşılması zor bir konu olarak kaldı. Gu, nöronal fizyolojide geniş işlevlere sahip olduğuna inanılan, midnolin adı verilen, uyaranlarla indüklenen bir protein keşfetti. Bu keşif, midnolin'in mekanik olarak nasıl çalıştığını keşfetmek de dahil olmak üzere birçok yeni araştırma yönüne ilham verebilir. Gu'nun çalışması ayrıca midnolin içeren bir kompleksin, insan ve hayvan kromozomlarının önemli bir bileşeni olan kromatine çekildiğini de buldu. Midnolinin öğrenme ve hafızadaki rolünü araştırmak için kullanılacak bir fare modeli oluşturduğu midnolinin fizyolojik fonksiyonlarının yanı sıra, midnolin'in kromatin üzerindeki etkilerini de keşfedecek.
David Alvarez-Melis
Bilgisayar Bilimleri Yardımcı Doçenti, Bilim John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu
Fotoğraf: Eliza Grinnell
“Büyük Çok Modlu Yapay Zeka Modelleriyle Bilimsel Araştırmaları Hızlandırma”
Modern bilimsel keşifler, büyük miktarlardaki karmaşık, çok formatlı deneysel verilerden elde edilen içgörülerle yönlendirilir ve bu verilerin işlenmesi ve analiz edilmesi, potansiyel olarak yapay zeka tarafından kolaylaştırılabilecek zahmetli bir süreçtir. Etkileyici bilgi toplama ve erişim yetenekleriyle Büyük Dil Modelleri (LLM'ler) bu görev için özellikle caziptir. Bununla birlikte, mevcut yüksek lisans programlarının bilimsel bilgisi modası geçmiş, değiştirilemez ve çoğunlukla metin kaynaklarına dayanmaktadır. Melis'in laboratuvarı bunun bir sonraki bilimsel atılımı beslemek için yeterli olmayacağına inanıyor. Bunun yerine, büyük olasılıkla hâlâ analiz edilmekte olan veya belki hâlâ bir gözlemevinde, ıslak laboratuvarda veya parçacık hızlandırıcıda üretilmekte olan deneysel verilerden yeni keşifler yapılacaktır. LLM'lerin bu veri hazinesinden yararlanmasına izin vermek çığır açıcı gelişmeler elde edilmesine yardımcı olabilir, ancak bunların biçimini, işlevini ve kullanımını yeniden düşünmeyi gerektirir; özellikle de LLM'lerin “akıl yürütme” yeteneklerinden yararlanırken onları büyük miktarlarda “bilgiyi alma ve işleme kapasitesiyle geliştirirken”. görüntüler, grafikler veya tablolar gibi yeni” çok formatlı veriler sayesinde yüksek lisans eğitimleri sonuçta kalıpları tespit edebilir ve bilimsel araştırmanın hızını radikal bir şekilde hızlandırmak için gelecekteki deneyler önerebilir.
Giulia Semeghini
Uygulamalı Fizik Yardımcı Doçenti, Bilim John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu
“Programlanabilir Kuantum Bilgisayarların Geliştirilmesi: Çift Türlü Atom Dizileriyle Zorlukların Üstesinden Gelmek ve Yetenekleri Genişletmek”
Kuantum bilgisayarlar, kuantum mekaniğinin temel ilkelerinden yararlanarak en güçlü süper bilgisayarların bile çözemediği sorunları çözmeyi vaat ediyor. Bu platformun son birkaç yılda kaydettiği etkileyici ilerleme, alanı önemli bir dönemece getirdi ve alanın ölçeklenebilirlik, hatalara karşı dayanıklılık ve esneklikle ilgili acil zorlukları ele alması zorunludur.
Semeghini, programlanabilir atom dizilerine yenilikçi yetenekler kazandırmayı, platformun kapsamını genişletmeyi ve iki atom türünü aynı dizi içinde tamamlayıcı özelliklerle birleştirerek mevcut sınırlamaları ele almayı amaçlıyor. Bu, kuantum bilgisayarların sınırlarını zorlayan kuantum mimarilerinin geliştirilmesi ve bu bilgisayarların eninde sonunda gerçek dünya sorunlarını çözmesini sağlamak için hayati önem taşıyan hata düzeltme ve ölçeklenebilirliğe yönelik yeni yaklaşımlara olanak tanıyacak. Bu çalışma aynı zamanda uygulama yelpazesini bilgi işleme ve optimizasyon ile ilgili çok çeşitli soruların yanı sıra yoğun madde, yüksek enerji fiziği ve kuantum kimyasındaki temel soruları da içerecek şekilde genişletecektir.
Victoria Ashley Villar
Fen-Edebiyat Fakültesi Astronomi Bölümü Yardımcı Doçenti
“Zaman Alanı Astrofiziği İçin Bir Temel Model”
Yıldızların patlayıcı ölümlerini incelemek, gökbilimcilerin yüksek enerji fiziğini anlamalarını, yıldızların evrimsel modellerini test etmelerini ve evrenin genişlemesini ölçmelerini sağlar. Şu anda her yıl yaklaşık 10.000 patlayıcı kozmik olay keşfediliyor ve önümüzdeki birkaç yıl içinde daha gelişmiş teknolojilerin devreye girmesiyle keşif hızı daha da artacak. Araştırmacıların bu olayları verimli bir şekilde sınıflandırmak ve yeni yüksek enerji fiziğini tanımlamak için yeni tekniklere ihtiyacı var. Villar'ın projesi, değişken gece gökyüzümüzün gerçek zamanlı analizi için geniş bant ışık eğrilerini, yüksek çözünürlüklü spektroskopiyi ve görüntüleri birleşik bir modele entegre edecek. Çalışması, çeşitli görevleri gerçekleştirmek için yapay zeka ve ham verileri kullanan bir algoritma olan ilk astrofiziksel zaman alanı temel modelini üretmeyi amaçlıyor; bu algoritma daha sonra yeni olayları sınıflandırmak, yeni fiziği tanımlamak ve bilinen fenomenler için hızlı bir şekilde fiziksel parametreler çıkarmak için kullanılacak. gerçek zamanda.