普林斯顿工程学院的研究人员正在启动新项目,通过研究极端环境中的微生物来提高生物燃料的生产,通过机器学习减轻城市热岛效应,并为机器人开发新型可展开机翼——所有这些都由该校最新一轮的创新拨款资助。

工程学院在 2023 年年度研究补助金中为这些项目和其他 14 个项目提供了超过 240 万美元的资助。化学和生物工程助理教授 Pierre-Thomas Brun 和机械和航空航天工程助理教授艾米·维萨 (Emily Wissa) 正在合作研究滑翔机器人的新机翼设计。 Brun 和 Wissa 的研究小组结合了他们在软材料力学和仿生飞行方面的专业知识,正在研究蚱蜢翅膀和飞鱼鳍的结构和功能。

当动物从跳跃或游泳切换到滑翔飞行时,这两种附肢都可以在几毫秒内展开——与典型滑翔机器人的固定翼形成鲜明对比。这个跨学科团队计划利用软结构的柔韧性来帮助机器人进行快速机动。

Five researchers standing in a circle and having a discussion.
皮埃尔-托马斯·布伦 (Pierre-Thomas Brun) 和艾米·威萨 (Emily Wissa) 与他们小组的研究生正在合作开展一个项目,研究滑翔机器人的新机翼设计。

该项目建立在布伦团队最近的工作基础上,该工作使用充气管开发柔软的可展开结构,其中包括一个翼状结构,其灵感来自于蝉蜕壳时展开的翅膀。创新补助金将使团队能够测试不同类型的可折叠机翼并对其性能进行建模。在设计出可以快速展开的机翼后,他们还将研究如何操纵类似于飞鱼鳍中的射线状结构来增加升力或在滑翔飞行期间实现转弯。未来的工作还可能探索主动动力飞行和其他运动模式的系统。

“我们希望开发一个框架,帮助我们思考为机器人设计通用的铰接式软结构,”维萨说。她说,除了飞行机器人之外,任何类型的用于人类互动的机器人都可以从新型软结构中受益。

软机器人比主导当前系统的刚性结构更安全、更灵活,但软结构难以控制。布伦说,这项工作将提高控制软机器人的能力,这对于设计小规模的机器人至关重要。

他们的合作得到了艾迪卓越工程基金的支持。

普林斯顿工程学院的创新研究补助金由普林斯顿校友、家长和其他捐助者资助。今年的奖项包括:

艾迪卓越工程基金

艾迪卓越工程基金由 Lydia B. Addy 和 1982 年普林斯顿大学校友 William M. Addy 于 2017 年设立。除了 Pierre-Thomas Brun 和艾米·维萨 (Emily Wissa) 之外,这些资金还授予:

Maria Apostolaki,电气与计算机工程助理教授,项目“填补网络监控的空白”(也得到 James Mi *91 数据科学研究创新基金的支持);

Danqi Chen,计算机科学助理教授,以及 Kai Li,Paul M. 和 Marcia R. Wythes 计算机科学教授,项目“减轻大型语言模型中的隐私风险”;

迈克尔·穆勒 (Michael Mueller),机械和航空航天工程教授,项目“机器学习加速工程模拟与极其复杂的模型”;

计算机科学助理教授 Karthik Narasimhan 和机械与航空航天工程助理教授 Anirudha Majumdar 参与项目“机器人自适应规划的动态知识检索”。

X项目基金

X 项目资助使普林斯顿工程学院的教员能够开展旨在“创造力、修补和冒险”的探索性研究。该基金由 G. Lynn Shostack 设立,以纪念她已故的丈夫 David Gardner(1969 年毕业于普林斯顿大学)。 X 项目赠款授予:

土木与环境工程教授西格丽德·阿德里安森斯 (Sigrid Adriaenssens) 和总统博士后研究员露西娅·斯坦·蒙塔尔沃 (Lucia Stein-Montalvo) 的项目“Kirigami 定制公共、室外空间的气流和遮阳”;

Christine Allen-Blanchette,机械和航空航天工程以及统计学和机器学习助理教授,项目“从视频中发现机械系统的结构”;

Elie Bou-Zeid,土木与环境工程学教授,项目“机器学习用于理解和预测城市热岛”;

以及普林斯顿材料研究所电气与计算机工程助理教授 Saien Xie 的“机械可重构光电器件”项目。

蒂纳德拉基金会

天德拉基金会的赠款授予:

José Avalos,安德林格能源与环境中心化学和生物工程副教授,项目“用于基础研究和生物技术的纳米抗体支持的蛋白质组工程”;

化学和生物工程助理教授 Sujit Datta、电气和计算机工程教授 Jason Fleischer、电气和计算机工程助理教授以及普林斯顿生物工程计划的付天明,参与项目“流体流动的光学断层扫描”在拥挤的床上。”

海伦希普利亨特基金

该基金由 1971 年从普林斯顿大学获得数学硕士学位的海伦·希普利·亨特 (Helen Shipley Hunt) 发起,支持旨在改善人类健康的研究,重点关注应用项目。 Shipley Hunt 基金授予:

Ben Raphael,计算机科学教授,项目“量化组织中空间基因表达的机器学习方法”;

以及王氏家族计算机科学教授莫娜·辛格 (Mona Singh) 的项目“发现与复杂疾病相关的基因的计算方法”。辛格的项目还得到了 Forese 和 O’Brien 人类健康创新研究基金的支持。

额外的工程研究基金

化学和生物工程助理教授乔纳森·康威(Jonathan Conway)获得了“表征工业生物燃料应用木质纤维素降解酶”项目的资金。他的项目得到了威尔克创新基金和一位匿名捐助者的资助。

土木与环境工程助理教授 Jürgen Hackl 将在 J. Ricardo Poma '67 P94 卓越工程基金的支持下开展“气候变化下的系统级基础设施恢复力”项目。

电气和计算机工程教授 Paul Prucnal 的“用于增强现实的神经形态光子 OLED 平台”项目获得了 Samberg 家族创新工程基金的支持。

Prucnal 还与电气和计算机工程助理教授 Yasaman Ghasempour 一起获得了“用于实时太赫兹通信的硅光子 AI 芯片”项目的资助。该项目得到了为纪念普林斯顿大学毕业生、物理学和电气工程教授 J. Insley Blair Pyne 设立的基金的支持,该基金旨在推进工程和神经科学交叉领域的研究。