Рахул Сарпешкар - Rahul Sarpeshkar

Рахул Сарпешкар
Национальность Американец
Научная карьера
Поля биоинженерия, физика, электротехника, вычислительные науки
Учреждения Дартмутский университет, здание Вейл

Рахул Сарпешкар - профессор Томаса Курца и профессор инженерии, профессор физики, профессор микробиологии и иммунологии и профессор молекулярной и системной биологии в Дартмуте. Сарпешкар, междисциплинарная работа которого находится в области биоинженерии, электротехники, квантовой физики и биофизики, является первым председателем кластера вычислительной науки Уильяма Х. Нойкома, который фокусируется на аналоговых, квантовых и биологических вычислениях. Кластеры, разработанные преподавателями всего учреждения для решения основных глобальных проблем, являются частью видения президента Филипа Хэнлона по укреплению академической успеваемости в Дартмуте. До Дартмута Сарпешкар был штатным профессором Массачусетского технологического института и возглавлял группу аналоговых схем и биологических систем. Сейчас он также является приглашенным ученым в Исследовательской лаборатории электроники Массачусетского технологического института.

Области исследований

Его исследования внесли вклад в следующие области:

  • Аналоговые схемы и аналоговые вычисления
  • Молекулярная, системная и синтетическая биология
  • Системы со сверхнизким энергопотреблением и сверхвысокой энергоэффективностью
  • Энергосберегающий дизайн
  • Медицинские имплантаты на основе глюкозы
  • Биоэлектроника
  • Биологически активные и биомиметические системы
  • Цитоморфные (клеточные) системы
  • Аналоговые суперкомпьютерные системы
  • Квантовые и квантовые аналоговые компьютеры
  • Медицинское оборудование
  • Кохлеарные имплантаты
  • Интерфейсы мозг-машина
  • Теория управления

Резюме исследования

В недавнем выступлении Сарпешкара на TEDx «Аналоговые суперкомпьютеры: от квантового атома до живого тела» подводятся итоги некоторых его уникальных и междисциплинарных исследований [1] . В его исследованиях аналоговые схемы и аналоговые вычисления используются для создания инновационных решений в области биоинженерии и синтетической биологии, биологических суперкомпьютеров, сверхэкономичных вычислений и квантовых вычислений. Например, сопоставив аналоговые электронные схемы лог-домена с аналоговыми цепями ДНК-белка лог-домена в живых клетках [2] , работа профессора Сарпешкара в майском выпуске журнала Nature за 2013 год (doi: 10.1038 / nature12148) стала пионером в области аналогового синтетического биология [3] . Недавно он получил три патента и один патент, ожидающий рассмотрения, и показал, как строго имитировать квантовую физику с помощью классических аналоговых схем. Он использовал его для создания новых квантовых архитектур, выполняющих спектральный анализ, таких как биологическое внутреннее ухо или улитка, то есть «квантовая улитка». Книга профессора Сарпешкара [4] представила новую форму электроники, названную цитоморфной электроникой , т. Е. Электронику , вдохновленную клеточной биологией [5] . Он основан на поразительном сходстве между экспоненциальными уравнениями Больцмана для зашумленного молекулярного потока в химических реакциях и экспоненциальными уравнениями Больцмана для зашумленного электронного потока в транзисторах. Следовательно, схемы в биологии и химии можно сопоставить со схемами в электронике и наоборот. Таким образом, это «цитоморфное картирование» позволяет сопоставить аналоговые электронные мотивы с аналоговыми мотивами молекулярных цепей в живых клетках, как в работе в Nature, а также моделировать крупномасштабные сети обратной связи в клетках с помощью аналоговых электронных суперкомпьютеров. Таким образом, его работа привела к новому и фундаментальному подходу к аналоговым схемам в областях синтетической биологии и системной биологии, которые очень важны для будущего биотехнологии и медицины [6] и [7] . Например, на синтез биотоплива, химикатов, энергии, молекулярных и клеточных сенсоров, разработку сетевых лекарств, лечение рака, диабета, аутоиммунных, инфекционных и нервных заболеваний может повлиять его фундаментальная работа по аналоговому синтезу и системам. биология.

Работа Сарпешкара по медицинским имплантатам, работающим на глюкозе, была представлена ​​в журналах Economist , WIRED и Science News и названа Scientific American одним из главных научных достижений 2012 года [8] . Работа профессора Сарпешкара над гибридной аналого-цифровой схемой, которая имитирует сети обратной связи в мозге, появилась на обложке журнала Nature и получила широкое внимание средств массовой информации [9] . Его работа над аналоговым процессором кохлеарного имплантата со сверхнизким энергопотреблением для глухих имела широкое влияние и была представлена ​​в статьях в New York Times [10] , Technology Review и IEEE Spectrum , как и его работа по сверхнизкому уровню шума. - мощные интерфейсы мозг-машина для слепых и парализованных, а также для кардиологического и неинвазивного мониторинга. Его группа владеет несколькими первыми и лучшими мировыми рекордами в области медицинских устройств, медицинской электроники, сверхнизкого энергопотребления, аналоговых устройств и дизайна на основе биологических материалов [11] .

Он является автором более 139 технических публикаций и является автором более сорока двух патентов. Он является изобретателем RF Cochlea , быстрого анализатора радиочастотного спектра, вдохновленного человеческим ухом [12] . Его книга « Биоэлектроника сверхнизкого энергопотребления: основы, биомедицинские приложения и биологические системы» опубликована издательством Cambridge University Press и обеспечивает широкий и глубокий анализ областей аналоговой, сверхмалой мощности, биомедицины, биологии, сбора энергии и биотехнологии. вдохновленный дизайн. Он основан на курсе, который Сарпешкар преподавал в Массачусетском технологическом институте в течение многих лет, в котором подчеркивается, как универсальный язык аналоговых схем обеспечивает наглядный и интуитивно понятный метод анализа дифференциальных уравнений в физике, химии, биологии, инженерии и медицине. Он получил награду Джуниор Бозе и награду Рут и Джоэл Спира за выдающиеся успехи в преподавании в Массачусетском технологическом институте.

Сарпешкар получил несколько наград, включая премию NSF Career Award, премию ONR Young Investigator, премию Packard Fellows и премию Indus Technovator. Он является членом IEEE и членом Национальной академии изобретателей. Он является младшим редактором журнала IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems и работает в программных комитетах нескольких технических конференций. В его недавнем выступлении на TEDx «Аналоговые суперкомпьютеры: от квантового атома до живого тела» подводятся итоги некоторых его уникальных и междисциплинарных исследований [13] . Его приглашенный доклад в Google Tech на конференции Frontiers of Engineering 2011, организованной Национальной инженерной академией (NAE), резюмирует его предыдущую работу над программируемым аналоговым процессором кохлеарного имплантата со сверхнизким энергопотреблением и другими имплантируемыми устройствами со сверхнизким энергопотреблением [14] .

Образование

Сарпешкар получил степень бакалавра электротехники и физики Массачусетского технологического института и степень доктора философии. степень в области вычислений и нейронных систем Калифорнийского технологического института . Его советником в Калтехе был Карвер А. Мид . Он был членом технического персонала Bell Labs в отделе биологических вычислений физического отдела.

использованная литература

внешние ссылки