Fokus Fasilitas:Institut Politeknik Worcester

Institut Politeknik Worcester (WPI) didirikan pada tahun 1865 dan merupakan universitas teknologi swasta tertua ketiga di negara ini. Terletak di Worcester, MA, WPI mendorong penelitian di berbagai bidang mulai dari rekayasa jaringan dan kedokteran regeneratif, hingga eksplorasi masalah teknologi dan kebijakan seputar keamanan siber, hingga studi berbagai masalah seperti kesehatan dan keamanan petugas pemadam kebakaran dan tantangan keselamatan kebakaran bangunan hijau.

WPI telah mengembangkan lima bidang penelitian lintas sektoral:

Kesehatan &Bioteknologi — Penelitian WPI di bidang kesehatan dan bioteknologi melintasi berbagai disiplin ilmu dan mencakup area fokus seperti biologi seluler, biosains regeneratif, mekanika jaringan dan mekanobiologi, biofisika, pengobatan penyakit, dan perilaku hewan.

Robotika &Internet of Things — Teknologi robotik termasuk robotika medis, robotika lunak, interaksi manusia-robot, dan kendaraan udara tak berawak. Sistem robot yang tersedia untuk peneliti termasuk Robot Atlas WPI untuk Tanggap Darurat Nonkonvensional (WARNER), robot humanoid Atlas setinggi 6 kaki dari Boston Dynamics yang merupakan entri WPI dalam Tantangan Robotika DARPA untuk respons bencana robot.

Dengan lebih dari seperempat miliar kendaraan di jalan-jalan Amerika, peneliti WPI menemukan cara untuk membuat perjalanan tersebut lebih aman dan kendaraan lebih murah dan lebih ramah lingkungan. Sistem siberfisik memudahkan orang untuk berinteraksi dengan sistem rekayasa berkat aplikasi teknologi yang kompleks dan canggih.

Material &Manufaktur Canggih — Penelitian multidisiplin WPI dalam ilmu dan teknik material dimotivasi oleh pengakuan bahwa masa depan akan bergantung pada pengembangan material baru (termasuk material yang terinspirasi oleh alam), penggunaan material tradisional yang inovatif, serta pemulihan dan penggunaan kembali material. Upaya penelitian berbasis luas mengatasi masalah keberlanjutan dalam pembangkit energi dan energi alternatif (sel bahan bakar, penyimpanan jaringan, dan pembangkit listrik menggunakan layang-layang bawah laut), manufaktur (manufaktur ramping, rantai pasokan berkelanjutan, dan pengeringan industri canggih), dan mobilitas (produksi bahan bakar transportasi cair dari biomassa lignoselulosa).

Siber, Data &Keamanan — Ditunjuk sebagai Pusat Keunggulan dalam Penelitian Keamanan Siber oleh Badan Keamanan Nasional dan Departemen Keamanan Dalam Negeri, WPI terlibat dalam penelitian keamanan siber dalam berbagai disiplin ilmu yang menangani sejumlah ancaman keamanan. Peneliti WPI fokus pada peningkatan alat dan teknik penambangan data dan mengembangkan metode baru untuk memanfaatkan data besar untuk membuat prediksi dan keputusan berbasis data. Dalam teknik proteksi kebakaran, para peneliti menerapkan teknik eksperimental dan komputasi tingkat lanjut untuk mengatasi berbagai masalah keselamatan kebakaran.

Mempelajari Ilmu — Peneliti WPI dalam ilmu pembelajaran mengembangkan teknologi pendidikan yang menggabungkan metodologi komputasi dengan kerangka teori dalam pembelajaran dan ilmu sosial untuk menyelidiki topik seperti teknologi instruksional, pembelajaran dengan visualisasi dan simulasi, karakteristik pelajar, interaksi manusia-komputer, dan pembelajaran mesin.

Sekolah Teknik

Terdiri dari 14 departemen yang terfokus, School of Engineering di WPI menangani berbagai bidang teknologi.

Teknik Dirgantara mencakup ilmu pengetahuan dan teknologi yang menciptakan, mengembangkan, dan meningkatkan pesawat terbang dan pesawat ruang angkasa. Menggunakan peralatan dan fasilitas termasuk terowongan angin, ruang vakum, dan instrumentasi kontrol, area teknis mencakup cairan dan plasma, propulsi dan energi, kontrol dan dinamika, serta struktur dan material.

Teknik Biomedis WPI mengerjakan berbagai kemajuan seperti jahitan penyembuhan luka, teknik pembuluh darah, pemantauan tanda vital bagi petugas pemadam kebakaran, dan penyangga untuk stabilisasi sendi.

Dalam Teknik Kimia, peneliti memecahkan masalah dunia nyata di berbagai bidang seperti perlindungan lingkungan, energi terbarukan, dan ilmu hayati melalui pengembangan teknologi, proses, dan material baru.

Teknik Sipil dan Lingkungan menyentuh topik-topik seperti keberlanjutan, pelestarian sumber daya alam, desain, konstruksi, arsitektur, dan energi. Bidang teknis meliputi rekayasa perkerasan dan material jalan raya, analisis dan desain sistem struktur dan struktur cerdas, integrasi konstruksi dan desain-konstruksi, pengolahan fisik dan kimia, energi dan keberlanjutan, sumber daya air, dan desain bangunan berkelanjutan.

Penelitian di Teknik Elektro dan Komputer termasuk pembelajaran mesin, kriptografi dan keamanan informasi, pemrosesan sinyal, kendaraan otonom, kesehatan cerdas, kontrol prostetik, mikroelektronika analog dan digital, dan jaringan informasi nirkabel. Inovasi WPI termasuk penemuan penguat umpan balik negatif dan meletakkan dasar jaringan area lokal nirkabel pertama.

Rumah bagi salah satu dari hanya tiga program teknik proteksi kebakaran di Amerika Serikat, Fire Protection Engineering WPI pekerjaan menginformasikan dan membentuk kebijakan peraturan, desain bangunan, proses manufaktur, operasi responden pertama, dan standar kinerja produk. Penelitian dilakukan dalam bahan, perlindungan pembakaran dan ledakan, bangunan dan sistem kebakaran, keselamatan dan kebijakan pemadam kebakaran, perilaku dan jalan keluar manusia, desain dan regulasi, serta dampak kebakaran pada bangunan, infrastruktur, dan lingkungan.

Teknik Industri berfungsi sebagai jembatan antara teknik dan manajemen untuk menganalisis dan mengadaptasi proses atau membuat yang baru. Baik prosedur manufaktur atau desain ulang ruang fisik, insinyur industri mengidentifikasi orang, material, teknologi, informasi, dan energi yang dibutuhkan agar proses menjadi efisien.

Teknik Manufaktur mencakup bidang-bidang seperti robotika, manufaktur dan pemrosesan material, sistem kontrol, permesinan, penggilingan, pengajaran permesinan CNC, teknik material, dan metrologi permukaan.

Bidang Teknik Proses Material berfokus pada ilmu bahan, pengolahan bahan, dan praktik bisnis. Proses manufaktur seperti nanomaterial dan biopolimer serta topik seperti lean manufacturing, pengecoran dan perlakuan panas, sel bahan bakar analisis biaya, dan metrologi permukaan disertakan.

Ilmu &Teknik Material difokuskan pada cara bahan dibuat, digunakan, dan didaur ulang; pada pengembangan dan pemrosesan bahan dan produk baru; dan pada penggunaan inovatif dari bahan-bahan tradisional. Pemahaman dasar material pada skala nano, mikro, dan makro mencakup struktur, pemrosesan, properti, kinerja, kinetika, dan termodinamika.

Kekuatan dalam Teknik Mesin mencakup ilmu termal, nanoteknologi dan bahan nano, biomekanik dan perangkat medis, manufaktur aditif dan elektronik cetak, fotonik dan optomekanik, sensor dan metrologi, pemrosesan logam, baterai dan elektrokimia, serta bahan sel surya.

Penelitian dilakukan dalam Teknik Robotika di bidang-bidang seperti interaksi dan antarmuka manusia-robot, perencanaan dan kontrol gerak robot, robot medis dan bantu, sensor/aktuator dan desain robot, robotika dan AI, augmentasi manusia, manipulasi robot, robot lunak, kendaraan otonom, sistem tertanam untuk robot, dan sistem multi-robot.

Rekayasa Sistem adalah pendekatan holistik untuk desain, konstruksi, dan pemeliharaan sistem. Topik membahas aspek rekayasa dan manajemen dan mencakup kecerdasan buatan, rekayasa sistem berbasis model, rekayasa persyaratan, arsitektur dan desain sistem, serta validasi dan verifikasi.

Teknologi

Penelitian gerakan gelombang di WPI suatu hari nanti dapat menciptakan rompi antipeluru yang tidak hanya akan merasakan kecepatan, sudut pendekatan, dan ukuran peluru yang masuk, tetapi bahan di dalam rompi akan langsung berubah sifat untuk memberikan perlindungan kejutan yang lebih besar pada titik yang tepat. dampak. Bahan granular dapat digunakan dalam alat pelindung diri, seperti rompi dan helm, yang dapat dikenakan oleh militer, polisi, dan profesional lainnya seperti atlet dan pekerja konstruksi. Mereka juga dapat digunakan sebagai penutup pelindung untuk bangunan atau bahkan untuk melindungi Stasiun Luar Angkasa Internasional, satelit, dan pesawat ruang angkasa agar tidak rusak oleh sampah antariksa dan meteorit.

Sebuah tim di WPI menemukan bahwa ekstrak dari daun tanaman Artemisia annua, ramuan obat yang juga dikenal sebagai apsintus manis, menghambat replikasi virus SARS-CoV-2 (virus yang menyebabkan pandemi COVID-19) dan dua di antaranya. varian terbarunya. Satu atau lebih senyawa dalam tanaman dapat menunjukkan pengobatan terapeutik yang aman dan murah untuk SARS-CoV-2.

Insinyur mengembangkan aplikasi ponsel cerdas yang dapat membantu melakukan pelacakan kontak yang diperlukan untuk menahan penyebaran COVID-19 tanpa membahayakan privasi atau keamanan pribadi pengguna. Dua cara pengumpulan data pelacakan dikembangkan. Dengan yang pertama, aplikasi akan melacak lokasi pengguna dan mengenkripsi informasi yang tersimpan. Kemudian akan mengirim data terenkripsi, dikurangi informasi identitas pribadi, ke server yang digunakan oleh departemen kesehatan masyarakat. Pendekatan lain akan mengunggah informasi hanya dari siapa saja yang dites positif COVID-19. Informasi itu akan dipublikasikan, tanpa mengidentifikasi individu yang terinfeksi, sehingga siapa pun dapat online dan memeriksa sendiri apakah mereka telah melakukan kontak dekat dengan seseorang yang telah dites positif.

Alat diagnostik penting yang sedang dikembangkan di WPI adalah mesin ultrasound robotik untuk mendeteksi gejala penyakit di paru-paru — perkembangan signifikan yang memungkinkan penyedia layanan kesehatan meminimalkan paparan mereka terhadap virus saat melakukan penilaian terhadap pasien COVID-19. Platform ini secara virtual menghilangkan kontak fisik antara pasien dan petugas kesehatan selama pemindaian, meminimalkan risiko penyebaran sambil tetap memungkinkan pengumpulan data penting.

WPI menciptakan bahan bakar terbarukan dari lumpur limbah, produk sampingan dari pengolahan air limbah yang menciptakan gas rumah kaca dan polusi air ketika dibuang ke tempat pembuangan sampah. Ini menggunakan proses hidrotermal, suhu dan tekanan tinggi, dan katalis murah untuk mengubah lumpur limbah — dan energi serta karbon yang terkandung di dalamnya — menjadi gas alam. Selain itu, nitrat dan fosfat yang diekstraksi selama proses baru dapat digunakan dalam pertanian.

Prostesis tangan parsial dibuat yang memungkinkan jari-jari dilekatkan pada tangan parsial seseorang untuk menggantikan beberapa fungsi jari. Sebuah band pergelangan tangan menampung aktuator untuk gerakan ibu jari dan solenoid kecil yang menguncinya di tempatnya. Sensor internal memungkinkan orang tersebut menekan dengan sisa jari kecil, yang akan membuat ibu jari prostetik bergerak maju dan mundur.

Seorang ahli matematika WPI membantu Angkatan Darat A.S. membuat sensor kimia berukuran kecil yang dapat dikenakan pada pakaian luar untuk mendeteksi bahan kimia berbahaya lebih cepat dan menurunkan tingkat alarm palsu. Sensor yang dapat dipakai dibuat untuk meniru hidung manusia. Setiap sensor mendeteksi kombinasi beberapa molekul — satu mungkin mendeteksi asap diesel dan bahan kimia tertentu, sementara yang lain mungkin mendeteksi asap dan kelembaban diesel. Hasilnya digabungkan untuk memberikan penilaian yang lebih lengkap dan akurat tentang bahan kimia di lingkungan.

Sensor seukuran BAND-AID ^® dikembangkan untuk mengukur kadar oksigen darah bayi, indikasi vital efektivitas paru-paru dan apakah jaringan bayi menerima suplai oksigen yang cukup. Tidak seperti sistem saat ini yang digunakan di rumah sakit, perangkat mini yang dapat dikenakan ini akan fleksibel dan dapat diregangkan, nirkabel, murah, dan mobile, memungkinkan anak meninggalkan rumah sakit dan dipantau dari jarak jauh.

Sebuah rover otonom dan drone pengangkut muatan dikembangkan untuk bekerja sama mencari dan meledakkan ranjau darat. Penjelajah mendeteksi dan menandai ranjau menggunakan detektor logam murah, yang dapat merasakan sesedikit satu gram logam dua hingga tiga inci di bawah tanah. Drone kemudian menjatuhkan muatan karung pasir kecil ke tambang untuk meledakkannya dengan aman.

Insinyur WPI menciptakan teknik pencetakan 3D yang dapat digunakan untuk memperbaiki kendaraan dan teknologi penting lainnya di lapangan, menghindari penantian suku cadang baru yang terkadang panjang dan meningkatkan kesiapan unit militer. Ini menggunakan teknik yang disebut semprotan dingin, yang dapat digunakan untuk memperbaiki bagian logam atau bahkan membuat bagian baru dari awal dengan membangun lapis demi lapis logam dalam proses pencetakan 3D. Prosesnya dapat direduksi menjadi aplikator genggam portabel untuk digunakan di lapangan.

Untuk membuat pesawat ruang angkasa NASA lebih ringan dan lebih toleran terhadap kerusakan, WPI mengembangkan metode untuk mendeteksi ketidaksempurnaan dalam bahan nano karbon yang digunakan untuk membuat tangki bahan bakar roket komposit dan struktur pesawat ruang angkasa lainnya. Algoritme secara signifikan meningkatkan resolusi sistem pemindaian kepadatan yang digunakan untuk mendeteksi kekurangan di Miralon ^® — nanomaterial yang kuat, ringan, dan fleksibel. Miralon telah digunakan untuk membungkus penyangga struktural di pesawat Juno NASA yang mengorbit Jupiter untuk membantu meredam getaran dan pelepasan listrik statis.

Transfer Teknologi

Office of Technology Commercialization (OTC) mengidentifikasi, mengevaluasi, menilai, melindungi, mengklasifikasikan, memasarkan, dan melisensikan aset kekayaan intelektual yang dikembangkan di WPI. Untuk mempelajari tentang teknologi yang tersedia, kunjungi di sini .

Untuk melisensikan penemuan WPI, hubungi Todd S. Keiller, Direktur Kekayaan Intelektual dan Inovasi, di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya.; 508-831-4907.