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郑智教授研发会耍太极的智能系统机器人

未来有什么事情可以让机器人帮忙做的呢?

你想得到吗,答案可能包括耍太极哦!RIT Gleason工程学院生物医学工程教授郑智近日研发了一套新智能系统,可控制人形机器人打太极。她的研究团队希望它很快能在当地社区中心带领一群老年人耍起太极来。这个机器人不仅仅是一个可爱的伴侣,它还可以帮助改善老年人的认知功能。太极拳机器人是一款Nao robot,虽然只有 2 英尺高,但它拥有高度复杂的系统,可以通过特定的功能和任务进行编程。 

“我们不必构建自己的机器人硬件,商业平台可对其外型进行改造。而它的行为方式则完全取决于我们设计的控制程序。我们研究的核心部分是我们如何控制机器人正确地进行认知和身体指导,”郑教授说。太极拳是一种受欢迎的身心运动,包括精心编排的动作、冥想和适当的呼吸。不同的动作要求练习者具有多维度的认知能力,如利用动作记忆和视觉空间处理能力来记忆有图形轨迹的手势等。

运动会刺激大脑中的血液流动,这已被证明可帮助老年人增长寿命、记忆力和学习能力。而利用人工智能研发太极机器人只是这类研究的其中一种应用,人工智能是RIT的重点研究领域之一,郑教授与合作的团队目标是将心理学和人际交流与基于以人为中心的人工智能的应用程序相结合。

郑智教授

郑智教授的研究综合了机器人学、虚拟现实、计算机视觉、机器学习和心理学,专注于机器智能。首要目标为探索人机交互 (HMI) 的新范式,帮助特殊人群回归正常生活,并设计可靠的心理保健辅助系统。比如,她从2011年开始关注患有俗称“自闭症”的孩子,开始设计一些可以帮助自闭症儿童学习社交技能的机器人系统。

郑教授说: “我认为自己是人工智能的用户和建设者,因为我设计了自己的系统框架和算法。这些在人工智能领域更为基本。我也期待其他人的工作来增进我的研究。我其实是站在巨人的肩膀上的!”

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两位RIT网络安全教授获得Meta研究奖

Facebook母公司 Meta 邀请学术界人士就特定领域的研究提出建议,应对当前的技术难题、促进社区营造并拉近世界距离。该奖项将支持杰出教授的创新研究,并与学术界建立长期关系。

来自RIT Golisano 计算与信息科学学院的计算安全项目助理教授 Yidan Hu(图左)和 Ivan De Oliveira Nunes因他们前沿的网络安全研究而获得此项“元”研究奖(Meta Research Awards)。

其中来自中国的Yidan Hu教授的项目为“保护增强现实的位置隐私”,获得了 2022 年隐私增强技术类别的奖项,她的目标是更好地保护行动中的增强现实(AR)用户的位置隐私。

将用户位置数据直接暴露给应用程序将对信息和物理安全构成严重威胁。移动位置隐私保护系统的最新进展有助于防止直接暴露于应用程序,但是,大多数这种安全性只关注单个静态位置或跟踪隐私。这对于增强现实 (AR) 应用程序和产品并不实用。因此在实时防御这一方面在很长一段时间内都缺乏有效手段。

为了填补这一空白,Hu教授的项目将开发位置隐私保护技术,使 AR 应用在一系列位置实现不间断保护用户隐私,同时保持精确和沉浸式服务。Hu教授正与科罗拉多大学丹佛分校的助理教授合作开展该项目。该项目是从 161 个提案中选出的 10 个项目之一。

Hu教授说: “被选为Meta研究奖获得者是一种极大的认可和荣幸。Meta只选择了几个竞争激烈的资助提案,这些获奖者来自世界各地的顶级大学。”

Nunes教授因其“消除运行时完整性和实时智能设备之间的冲突”的项目赢得了 2022年 AR、VR 和智能设备领域值得信赖的产品类别的奖项。他的目标是让智能手机和平板电脑用户不再需要牺牲速度和可用性来获得更好的安全性。

Nunes 计划开发新的 PoX 和 CFA 方法,可安全地与真正的智能应用程序需求共存,并能够处理异步和实时事件。从本质上讲,新的安全功能将运行得更顺畅,不会干扰用户可能同时运行的其他程序。他的项目是从 69 个提案中选出的 11 个项目之一。

随着5G时代的来临,移动应用将在更广泛的领域中实现,解决便利性与安全性的矛盾将逐渐成为应用机构主要攻克的难题,期待更多优秀专家为世界科技进步而锐意创新。

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RIT/NTID新项目致力改善聋人与听障者的紧急通讯环境

一项新的技术倡议有望改善聋人与听障人士的紧急通讯环境。

目前,聋人在打电话时,必须使用基于应用程序的程序来连接字幕和口译服务。然而,基于应用程序的服务依赖于良好的 WiFi/数据服务,并且必须不间断地在设备上运行。RIT/NTID与与MITRE 公司合作的IRIS项目有望解决电信中继服务的局限性,项目构想是创建一个单号码电话系统,其中包含智能手机中已经内置的通信功能,包括视频中继服务、呼叫字幕服务和下一代 911,相当于一个紧急响应系统,可以让失聪和听障人士在何时何地都无障碍拨打紧急电话


此外,每个应用程序都会为使用者分配一个唯一的电话号码,该电话号码不同于其无线提供商分配给他们的电话号码。因此,对于一个手机设备,失聪或有听力障碍的消费者可能需要管理三到五个不同的电话号码——这非常不方便。于 2019 年开始的 IRIS 项目将使无线提供商分配的设备和电话号码成为可以在所有情况下和所有需求中使用唯一号码


从以往经验来看,聋人也很难快速可靠地拨打紧急电话,因为他们经常须先等待视频中继服务翻译或字幕出现在电话屏幕。根据紧急情况的性质,聋人可能无法很好地沟通,紧急救援人员也可能无法定位电话的位置。


据NTID 学术事务副校长Gary Behm称,研究人员正在与电信、技术和国家社区倡导公司和组织合作,以取得企业支持并推进该项目。“要实现 IRIS 项目,我们需要与 FCC 资助的无线提供商、操作系统提供商、字幕/口译服务提供商和电话中继服务提供商合作。”Behm说。


全美聋人协会(NAD) 和聋人和听障人士电信公司(TDI) 在致联邦通信委员会的信函中表示全力支持 IRIS 计划。


NAD 首席执行官 Howard Rosenblum 确认了智能手机服务的不平等,并表示支持 IRIS 项目。“自从智能手机问世以来,普通用户已经能够使用同一个电话号码打电话和发短信。IRIS 解决方案将解决失聪和听障消费者的这种差异。”


TDI 首席执行官 Eric Kaika 也肯定了他对 IRIS 项目的支持。“IRIS 项目的成功部署将使聋人和听障人群的电信体验更接近公平体验。”

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詹姆斯韦伯太空望远镜成功发射 RIT科学家成为首批使用者

本月25日,万众瞩目的詹姆斯韦伯太空望远镜(简称JWST)终于成功发射,它是哈勃望远镜的“继任者”,其目的是绘制宇宙的最早结构,探索宇宙起源,星系和恒星形成及外星生命。有了詹姆斯韦伯太空望远镜,标志着人类对宇宙初始模样的探索进入崭新阶段,对天文观察来说具有划时代的意义!

其实,RIT科学学院的许多成员也参与了此项目,或是在它投入运营后致力于相关项目。

来自RIT物理与天文学院的Jeyhan Kartaltepe副教授将成为首批使用该望远镜的人之一。她是COSMOS-Web 计划的首席研究员,该计划是 JWST 第一年被选中的最大的一般观察者计划。JWST 发射大约6个月后到达距地球150万公里的目的地,展开遮阳板和镜子,并在开始常规科学操作和包括 COSMOS-Web 在内的程序开始收集数据之前进行科学和校准测试。

Jeyhan Kartaltepe

COSMOS-Web 计划旨在通过对 50 万个星系的调查,利用多波段高分辨率近红外成像和前所未有的 32,000 个中红外星系绘制宇宙最早的结构图。

Kartaltepe 说:“我们计划非常令人兴奋。JWST 观测的第一年将产生许多新发现,人们有望在接下来的周期中进行更深入的探索。” 

COSMOS-Web 团队由近 50 名研究人员组成,其中包括若干名 RIT 学生。

詹姆斯韦伯太空望远镜的造型很独特,一眼看起来像蜂巢,其主镜面总直径6.5米(21 英尺),被分割成18面镜片,每个镜面的抛光误差不得超过10纳米;同时镜面也经过专门研磨,使得其能够在遮阳板阴影的极度严寒环境中保持正确形状。(图来自NASA)
上图展示了James Webb太空望远镜的科学能力。它的大镜子、近红外至中红外灵敏度以及高分辨率的成像和光谱功能,将让天文学家得以探索恒星的形成,并测量包括人类所在的太阳系在内的行星系统的物理和化学性质。

RIT物理与天文学院的博士后研究助理 Ali Ahmad Khostovan 是 JWST 发射后第一年将开展的另一个项目的一员,该项目将寻求了解宇宙时间内星系中的恒星形成活动是如何发生的。计划将观察100亿光年外的星系内部,那里为宇宙生产恒星最密集的地方,远至130亿光年外的星系,那里预计会有第一代星系,宇宙正在经历最后阶段的转变。

Don Figer

在加入 RIT 担任探测器中心主任之前,Don Figer 于 2001 年至 2006 年在太空望远镜科学研究所担任 JWST 探测器科学家,并于 2003 年至 2004 年担任 JWST 的 NIRCam 的仪器科学家。

“JWST 将彻底改变我们对宇宙的理解,作为一名科学家,我迫不及待地想看看我们用我们的新望远镜观察到了什么”Khostovan说,“总的来说,这将是天文学中一个极其激动人心的时刻,尤其是对于我们研究星系的人。”

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RIT与UR跨校跨学科成功合作 取得生物疗法专利

罗切斯特理工大学(RIT)和罗切斯特大学(UR)医学中心的教授们近日获得了一项专利,可通过碳纳米管阵列将生物分子输送到细胞中。


罗切斯特大学Del Monte神经科学研究所副教授Ian Dickerson和RIT Kate Gleason工程学院机械工程副教授Michael Schrlau共同开发了支持将生物疗法细胞间转移到靶向细胞的技术。

“紫色”部分为碳纳米管顶部的细胞


Dickerson和他的团队一直在尝试研发,将核酸和蛋白质转移到细胞中,改善基因编辑技术及一系列癌症疗法。Dickerson与Schrlau两位合作多年,他们成功地将生物医学和机械工程技术相结合,设计出由200纳米碳纳米管阵列组成的设备。

用于组织培养和修饰的靶向细胞是一个不断发展的领域。使用碳纳米管——由碳原子或石墨烯组成的微小但坚固的管状装置,结合并具有导电特性——这被视为当前一些治疗方法的替代品,例如微注射、脂质转染(一种注射方法)和其他技术。新技术可以确保更安全、毒性更低的细胞递送,同时减少对细胞的损伤。  

简而言之,这种新技术的出现,将大大地提高针对靶向细胞的药物传送效率,大大提高原有手段的治疗效果,对于很多重大疾病病人来说无疑是一个充满希望的福音。

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教育与发展 科研 综合新闻

加强培养半导体人才:RIT工程学院百万美元升级设施

罗切斯特理工大学(RIT)Kate Gleason工程学院近日从纽约州高等教育匹配补助(HECAP)获得100万美元,将用于升级和扩大学院的洁净室设施,适应生物医学技术研究的发展,比如药物输送和芯片实验室设备等。

洁净室(cleanroom):洁净室是一个受控环境,其中灰尘、空气中的微生物和气溶胶颗粒等污染物被过滤掉,提供尽可能干净的区域。洁净室大多用于制造高敏感的电子产品、医药产品和医疗设备等。

RIT Kate Gleason工程学院院长Doreen Edwards说,RIT研究人员在半导体和微系统研究方面具有悠久而成功的历程。

 “目前对计算机芯片的需求超过了供应,我们正在培养有能力帮助解决这个问题的毕业生。用于构建计算机芯片的制造技术对许多当前和未来的技术至关重要,” Edwards说,“这笔赠款来得正是时候。”

半导体研发是人工智能、量子计算、生物医学传感器和集成光子学等新技术发展不可或缺的一部分。这些技术将推动医疗保健、运输、制造、国防和安全等智能系统的进步。

RIT洁净室设施的名称将从半导体和微系统制造实验室更改为“RIT NanoLabs”,更好地反映其支持全方位研究的功能。

RIT研究人员将利用该设施进行光子学、量子芯片开发、微流体设备、LED、太阳能电池和纳米膜的研究。该设施还将继续支持CMOS处理——即互补式金属氧化物半导体,一种广泛用于工业的芯片制造工艺。处于早期阶段的公司可使用该设施开发新产品。

“CMOS是当今微电子领域的支柱,对设施的重视反映了我们如何处理和看待行业需求,这就是我们所做的,也是我们继续前进的动力。” RIT微电子工程教授Karl Hirschman说。

此项目正在进行规划,一期建设将于2022年1月启动。届时将升级过滤和空气处理系统、增加新的湿处理站以防止交叉污染,以及创建一个关于生物医学应用的5,000平方英尺的合作研究空间。 

目前的洁净室建于1980年代中期,RIT于1982年开始创建微电子工程项目,在当时是全美首个由此开始RIT一直引领着培养工程师进入这个全球性趋势行业的道路。

如今,洁净室已成为教学和研究实验室、企业合作伙伴的测试设施以及多层次劳动力发展培训不可缺乏的资源。

“如果政府正在为解决美国芯片制造短缺的问题而进行投资,那么我们当然会与他们想投资的任何项目保持一致——尤其是在为这些行业培养工程师方面,我们拥有数一数二优秀的本科项目。”Hirschman说。

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RIT科学家成功模拟冠状病毒在人体细胞上的附着形态

​RIT的科学家们发现了有关冠状病毒及其几种变体附着在人体细胞上的方式的新信息。研究人员研究了SARS-CoV-2和alpha、beta和gamma变种,以及在人类和蝙蝠中发现的几种地方性冠状病毒株(endemic strains)。他们发现冠状病毒在两个主要位置捕获人体细胞,并且演变成新的变种,它对人类目标的控制正在收紧。详细的报告发表在《Journal of Biomolecular Structure and Dynamics》

研究人员使用RIT Thomas H. Gosnell 生命科学学院副教授Gregory Babbitt开发的代码来研究冠状病毒如何利用它们的刺突蛋白将自身附着在它们所攻击的宿主细胞上。

“我们在分子动力学领域使用了复杂的计算机模拟来比较 β 冠状病毒蛋白与宿主细胞的第一次相互作用,”研究主导者——RIT校友Patrick Rynkiewicz ’20(生物信息学和计算生物学)、’21 MS(生物信息学)说,“这是病毒刺突蛋白——所谓的受体结合域——与被称为 ACE2 的人类宿主细胞受体之间的相互作用。”

研究人员研究了 SARS-CoV-2 和 alpha、beta 和 gamma 变体,以及在人类和蝙蝠中发现的几种地方性冠状病毒株。作者发现冠状病毒在两个主要位置捕获人体细胞,并且随着它演变成新的变种,它对人类目标的控制正在收紧。

研究报告撰写人,RIT教授André Hudson以及副教授Feng Cui(来自中国)希望这些发现可以帮助指导未来药物的设计,并帮助预测未来的变异如何进化让人类感染。

目前,Babbitt教授现在正在使用他的代码来研究delta变种病毒。

受体模型:

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STEM 教育与发展 科研 综合新闻

RIT研究项目再获NSF拨款 继续探索宇宙奥秘

RIT团队一直在NANOGrav(北美纳米赫兹引力波天文台)物理前沿中心(PFC)进行相关研究工作,近日,美国国家科学基金会(NSF)决定继续拨款支持NANOGrav的运营,五年内共将拨款1700万美元,RIT未来五年也将获得703,000美元用于研究。

NANOGrav于2007年10月创立,它已发展成为一个拥有分布在全球的高科技人才智库的合作组织,拥有全球约40家机构共约 200名学生和科学家。

NANOGrav PFC将解决天体物理学中的一个革命性难题:低频引力波的检测和表征。我们最可能探测到低频引力波的方式是通过大质量星系合并形成的超大质量双黑洞;其他低频引力波源还包括宇宙弦、暴胀和其他早期宇宙过程。

RIT团队将在多方面的研究中做出贡献,包括时序管道构建、噪声特性分析和阵列优化。RIT 资助的首席研究员是物理与天文学院的副教授Michael Lam,还有许多其他RIT 教职员工、博士后研究人员和学生等都是NANOGrav的一部分。

RIT物理与天文学院

专门研究激动人心的物理学学科,从亚原子世界的运作到不断膨胀的宇宙!理学士物理课程提供全面的课程,为实验、计算和理论物理学奠定坚实的基础,强调实验室培训和分析问题解决能力的发展。物理专业的学生为从事研究、工业和教学工作以及物理和相关领域的研究生学习做好了充分的准备。物理学士学位的学生还可以在各种专业课程中找到研究生的实习机会,例如医学、法律和商学院。

在研究生阶段,物理与天文学院提供天体物理科学与技术的博士和硕士课程,提供多样化的课程和研究机会,涵盖恒星、星系和河外天体物理学以及广义相对论、引力波天文学领域,以及仪器/检测器的开发。此外,学校还提供涵盖物理领域各个分支学科的通用物理硕士课程,并为学生提供研究和专业选择。

对于希望在此领域深耕的同学,RIT物理与天文学院是你不错的选择,学院还提供四个“五年连读”快速项目可以选择入读!

官网主页:https://www.rit.edu/science/school-physics-and-astronomy

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RIT中国教授杜可团队研究课题登杂志封面

​近日,专门研究微生物科学的RIT中国教授杜可的团队又有好消息传来,其研究团队成员的一份论文被老牌科学期刊《Electrophoresis》收录并作为封面刊登!这份论文中研究员们采用一种创新的观察方法来研究自发荧光水藻的细胞内吞过程,从而为更进一步的科学研究打开了“方便之门”。团队成员中还有来自中国的学生。

这样可喜的结果是如何酝酿出来的呢,要从2018年说起……

2018年10月的一个下午,格兰特-科兰斯基 (Grant Korensky) 走进了杜可教授的办公室。这是杜教授在罗切斯特理工大学(RIT)执教的第一个学期。

格兰特是RIT机械工程专业的学生。在刚迈入大四的第一个学期,他选修了杜教授的一门课 – 热传学。

“教授,我想加入您的科研组,和您一起做研究。”格兰特说道。

在工作中的同学们, 从右至左: 格兰特, 陈新业, 鲍梦迪. 摄影: 张澍焕

“感谢你对我们所研究的课题感兴趣,”杜教授对他的印象很深。这是一个略显羞涩且成绩非常出色的学生,他习惯坐在教室的最后一排,几乎每堂课都会提出很多有趣的想法。


“你对我们的哪一个课题比较感兴趣呢?”杜教授问道。

格兰特仔细思考了一会,却没有一个很好的答案。

“没关系,我们课题组每周五都有例会,你可以先来听听我们目前正在进行的研究项目,然后你再和我们聊一聊你所感兴趣的研究领域。”杜教授说道。

格兰特很快就找到了他自己想研究的课题 – 莱氏衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的应用。早在1939年,德国科学家Hans Gaffron发现,在特定的情况下, 这种能够自发荧光的水藻可以产生氢气。由此,很多能源公司都投入了巨额资金来研究这种可再生能源。近些年,随着分子生物学的不断进步,小小的莱氏衣藻还在基因转化、进化,和疫苗等研究领域扮演着重要的角色。

然而,一个困扰科学家很久的问题是,水藻的生存环境中存在的细菌会侵害水藻的细胞膜, 从而影响水藻的健康和产能效率。格兰特和博士生陈新业首先想到一个方案:利用微流控芯片来分离水藻和细菌。他们采用微加工的方法制造出一种小巧而轻便的微流控芯片(Nano-Sieve)。在不同的流速下,这种的芯片内部的微通道可以发生不同的形变,将水藻细胞限制在芯片内,同时过滤掉体积较小的细菌。为了证明水藻细胞在微流控芯片内能够稳定生存,他们用激光光谱仪测试并分析水藻细胞的自荧光信号。难以置信的是,即使激光持续激发水藻细胞长达250秒,水藻的自荧光信号并没有明显下降。基于这样的测试结果,他们随即想到了用水藻稳定持续的自荧光特性结合超分辨显微镜来研究细胞的内吞过程,为细胞如何消化”外来入侵物”提供线索

很快, 一篇由格兰特, 陈新业, 鲍梦迪等人撰写的论文被投到了老牌杂志《Electrophoresis》上。仅一个月的时间,文章顺利发表并被选为当期的封面故事。

当期《Electrophoresis》封面,封面设计: 何文榕 (RIT)

本月,格兰特即将完成自己全部的本科课程。他将带着自己的新封面和近乎全A的成绩,开始自己的博士学术生涯。

更多关于杜可实验室的科研成果和动态请登陆: https://www.3natrit.com/

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RIT与顶尖技术公司L3Harris建立合作伙伴关系

RIT已与美国顶尖技术公司、国防部承包商L3Harris建立了新的行业合作伙伴关系,共同开发量子技术,探索通信、传感和计算的潜在用途。

“量子动力是L3Harris公司锐意进发的领域,并且我们认为量子研究将帮助我们拓展客户,” L3Harris量子解决方案集团的科学家Tim Burt说,“虽然我们在L3Harris本身内部拥有优秀的科学家和工程师,但与该领域的学者(如RIT的学者们)合作可以带来很多好处。我们希望能够更深入地学习这项技术。”

量子应用领域包括太阳能电池、天气预报、密码分析、石油探测、金融领域、搜索服务、人工智能等等,量子计算已经成为很多巨头公司的重要发展方向。

这次合作给RIT的首次资助金额为50,000美元,针对更大、更专门的项目。这次RIT和L3Harris的项目合作伙伴包括RIT物理与天文学学院的副教授Edwin Hach和助理教授Gregory Howland, 还将吸引更多RIT的学生们参与进来,比如物理和微系统工程的硕士和博士研究生们。

RIT一直为推进量子领域的发展而努力,纵使今年受到疫情的影响,我校仍启动召开了线上量子研讨会,邀请全球量子研究专家和行业领导者一同讨论和发表演讲,让越来越多人参与到这个科技最前沿的事业中来。