加州大学伯克利成立于1868年。一所公立大学,伯克利的学术研究反映了健康,能源和环境领域的全球挑战。

1931年,建立了工程学院,但甚至在此之前,实现了许多技术里程碑。

  • 1887年:地球科学教授建立了西半球的第一串地震站,系统地创造了地震活动和出版地震记录。

  • 1907年:化学教授Frederick G. Cottrell开发了一种用于清洁烟囱排放的电气降水装置。今天仍在使用。

  • 1924年:化学家乔尔H.Hildebrand配制氦气和氧气的混合物,用于深海潜水,使潜水员能够探索进入大海,而不是经历“弯曲”。

  • 1952年:物理学家Hugh Bradner吸引了改变商业,军事和休闲深海潜水和对海洋的理解的第一个潜水服。

  • 1961年:Charles Dalziel,电气工程和计算机科学教授,还吸引了一个地下故障的中断器,现在一家设备在几乎每个家庭和建筑物中发现,保护人们免受电器或接地系统的缺陷引起的电击。

  • 1972年:一个团队开发了强调集成电路的仿真程序(SPICE)——这个工具及其衍生物,自发明以来几乎被用于所有集成电路的设计中。

  • 2011年:杰克·加伦特领导的神经科学家首次使用磁共振成像(MRI)从脑电波中重建一个人所看到的东西,为观察他人的梦境或视觉记忆打开了可能的大门。

一种将可穿戴生物传感器与人工智能软件相结合的新设备,可以根据人们前臂的电信号模式,帮助识别人们想要做出的手势。该设备为更好的假肢控制和与电子设备的无缝交互铺平了道路。(图片由Rabaey实验室提供)

工程部门

伯克利工程包括八个重点领域:

生物工程

生物工程适用于生物系统和生物医学技术的设计和分析工程原则。

生物仪器- 这种重点是生物系统内参数的测量和操纵;例如,成像,疾病诊断和治疗剂的仪器。

生物材料- 这包括用于修复,更换和刺激生物系统的活组织和人造材料。

细胞和组织工程- 细胞和组织工程中心对物理和工程原理的应用理解和控制细胞和组织行为。该部门已建立领导的两个领域是细胞机制 - 这侧重于了解生物系统和干细胞工程中的基于力和生化信息的互动和转换,包括扩展,植入和动员干细胞的平台组织修复和更换。

计算生物学- 该地区侧重于将计算技术应用于分子生物学,基因组学和生物物理学中的问题。使用从计算机科学,数学,统计,物理学,化学和其他定量学科改编的工具,计算生物学家通过分析蛋白质结构和功能来解决临床数据的管理范围各种问题。

开发了一种用聚合物晶格加强混凝土的新方法 - 提前可以改善混凝土的延展性,同时降低材料的碳排放。3D打印机创建了聚合物晶格增强梁。该图像表明,当在弯曲下测试时,光束是高度柔性的,并且大部分裂缝被晶格钝化。

系统与合成生物学-系统生物学将生命系统视为相互作用的、多方面的网络,而不是单个单元的集合。合成生物学寻求用生物组件制造部件、设备和系统。这些努力的目标可以包括利用微生物合成具有医疗或工业价值的材料,甚至利用细菌来对抗疾病。

民间与环境工程

土木与环境工程(CEE)在发展和关键领域开展研究,以满足社会对设计良好、运行良好的建筑、能源、交通和供水系统的需求。这些关键系统在面对地震和洪水等灾害时必须是可靠的和有弹性的。

电气工程与计算机科学

研究领域包括人工智能,机器人,网络 - 物理系统,能源,人机交互,集成电路,MEMS,物理电子,安全性和信号处理。

工程科学

工程科学包括自然科学,数学,物理和工程中的密切相关领域。

工业工程与运营研究

优化,随机和数据科学组合以实现变革决策分析和技术。研究人员调查数学工具,方法和方法,以制定新的理论发现和触摸每个行业的创新,使它们在供应链,物流,制造,数据科学,能源系统,机器人和管理等领域中更有效和盈利。

设备使生物材料的3D印刷,如器官和食物,更加可行。该设备使用相同的打印机同时创建多个图层,然后将其堆叠在另一个顶部以形成3D结构。(照片:Gideon Ukpai,UC Berkeley)

材料科学与工程

材料科学与工程包括所有天然和合成材料 - 其提取,合成,加工,性质,表征和技术应用的开发。优化材料可用于医疗设备和医疗行业,能源行业,电子和光子,运输,先进的电池和燃料电池以及纳米技术。

机械工业

机械工程包括生物力学工程,控制,设计,动力学,能源科学,流体,制造,力学,MEMS和纳米,机器人。

核工程

核工程领域,包括清洁融合能源和核医学,可以缓解其他能源的不利环境影响,大大改善人类健康和福利。这里的焦点区域包括核物理,计算方法,燃料循环和放射性废物,以及激光技术。

加州大学伯克利分校工程技术

虽然许多城市和八个州都禁止单用塑料,袋子和其他聚乙烯包装仍然堵塞垃圾填埋场和污染河流和海洋。在UC Berkeley开发的新化学过程将聚乙烯塑料转化为强大且更有价值的粘合剂。化学过程保持着许多聚乙烯的原始性质,但将化学基团添加到使其粘附在金属上的聚合物中 - 聚乙烯通常较差。改性聚乙烯甚至可以用水基乳胶涂漆。其他催化剂可以与其他类型的塑料合作,例如在再生塑料瓶中发现的聚丙烯,以产生经济吸引力的高价值产品。

仪器从空气中捕获二氧化碳并将其转化为有用的有机产品。左侧是含有纳米线/细菌杂种的腔室,其减少CO 2以形成乙酸盐;在右边是产生氧气的腔室。(UC Berkeley照片由Peidong Yang)

全世界有超过7500万人患有青光眼,这是导致不可逆转失明的主要原因。这些患者中的大多数缺乏适当和一致的药物治疗程序。加州大学伯克利分校的研究小组开发了一种追踪患者滴眼液服药情况的智能设备。这款智能滴眼液瓶架集成了多个车载传感器,并与一种算法相匹配,以积极监测服药时间。这些数据是通过一个整合的患者-医生智能手机应用程序收集的。

科学家制定了一种基于CRISPR的Covid-19诊断测试,使用智能手机相机,在15至30分钟内提供正面或负面结果。与许多其他可用测试不同,该测试还估计了病毒载荷,或样品中的病毒颗粒的数量,这可以帮助医生监测Covid-19感染的进展,并估计患者可能是如何传染性的。

在压缩下,混凝土便宜,丰富,强大,但张力下令人震惊。为了解决混凝土的脆性,一支球队开发了一种用聚合物晶格强化混凝土的方法,这既可以改善混凝土的延展性,也可以降低材料的碳排放。该团队使用3D打印机来构造来自聚合物的八位型格子,然后用超高性能混凝土(UHPC)填充它们。结果是比传统混凝土强的四倍。

一种超薄金属使用一组微小的、相互连接的钛波导,这种波导类似于渔网,以破纪录的效率聚焦从可见光到红外波长的光。右边是一个单波导的原理图。(加州大学伯克利分校图片由Boubacar提供Kanté)

一支研究团队创建了一种新的灵活臂,将可穿戴的生物传感器与人工智能软件结合起来,帮助认识到一个人们打算基于前臂中的电信号模式制作的手势。该装置可以在前臂上的64个不同点读取电信号。然后将这些信号馈入具有能够将前臂中的这些信号图案与21个特定手势相关联的AI算法编程的电芯片,包括竖起大拇指,拳头,平整的手,保持单个手指,并计数编号。该器件铺平了更好的假肢控制和与电子设备无缝互动的方式。

一种超薄、紧凑、扁平的光学透镜,其波长从可见光到红外线,具有破纪录的效率。整个彩虹光子系统已经被提出并演示了在可见-红外光谱区域的效率超过70%。fish - net- achromaticmetalens (FAM)利用了一种复杂的“鱼网”,它是由微小的、在尺寸上有梯度连接的波导组成的,无论入射波长如何,它都能将光聚焦在透镜另一侧的一个点上。它在太阳能、医学成像和虚拟现实等应用中有应用。

技术转让

知识产权和产业研究联盟办公室(IPIRA)与公司建立多方面的合作。技术许可办公室(OTL)通过建立关系和合同协议,最大限度地实现加州大学伯克利分校创新的商业化。有超过600种产品和240家初创公司从OTL授权的技术中诞生。

授权UC Berkeley Technologies,请联系Laleh ShayeStech,高级授权人员,此电子邮件地址正在受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript来查看它。;510-642-4537。学到更多这里


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本文首次发表于《华尔街日报》2021年6月号金宝搏官网杂志。

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