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三名工程师因其在各自领域的卓越表现而获得NSF CAREER资助

2022年1月4日整理发布:德克萨斯州丹顿 (UNT) —北德克萨斯 大学工程学院的三名 研究人员通过美国国家科学基金会的 教师早期职业发展计划获得了总计超过 140 万美元的赠款 。Diana Berman、Hua Sun 和 Hui Zhao 都获得了奖项,以资助他们的创新研究,以解决当今行业面临的一些非常困难的问题。

“我们对今年工程学院职业奖的增长感到高兴,”研究和创新副总裁马克麦克莱伦说。“这些奖项帮助我们的年轻教师推动发现事业,并为学生提供进行复杂研究的机会,这是 UNT STEM 学位的标志。”

美国国家科学基金会职业奖授予在全日制大学任职的前 10 年内,其学术成果被认为对其学科和/或社会产生重大影响的教师。

“在过去三年中,我们的教师职业奖数量增加了三倍,这体现了我们教师的素质、我们的研究以及我们作为学院的持续发展,”工程学院院长黄汉臣说。“今年我们的三位杰出教师获得了认可,我很高兴看到他们的研究将对课堂和我们社区产生的影响。”

Berman 是材料科学与工程系的助理教授,他获得了 500,000 美元的奖金,用于开发一种新的稳健方法来制造机械稳定的纳米多孔陶瓷。该技术为广泛应用的陶瓷薄膜和涂层提供了非常精确的设计控制,例如呼吸分析仪和一氧化碳检测器中的传感器、净化设备、自清洁材料和反射涂层。

“这些材料受孔隙率和表面积的影响很大。可用的越多,材料的灵敏度和功能就越强,”伯曼说。“这就是为什么在纳米尺度上控制多孔结构很重要。”

制造陶瓷的传统方法涉及高温或等离子体,但她的实验室正在开发的技术可以在低得多的温度下使用。这为用于先进制造的材料提供了新的可能性,扩大了它们的潜在用途。

“通过这种方法,我们现在可以将这些组合物混合在一起,同时制造这些多功能材料,”她说。“例如,一种材料能够感知多种致癌化学物质或危险蒸气。”

电气工程系助理教授 Sun 获得了 427,000 美元的资助,用于资助他通过网络龙8入口理论探索密码学基本极限的研究。他正在使用数学将通信理论应用于龙8入口网络,以提高数字通信的安全性、隐私性和匿名性。

“我们正试图将我们称为龙8入口论的东西应用于密码学问题,”孙说。“主要的工具叫做龙8入口研究,由克劳德·香农于 1948 年创立。‘位’这个词就是在那篇论文中创造出来的。香农告诉我们解决噪声的最佳方法——当来自发射器的零和一没有被完美接收时。”

Sun 正在将相同的理论应用于当今更复杂的数字通信问题,尤其是在大型网络和匿名等问题上——在无法追溯到特定计算机的情况下进行搜索或提供数据。

“我们正在将龙8入口理论应用于各种问题,例如秘密共享。一个典型的例子是核武器。你不希望一个人来决定它的发布。守门人一共三个,你得征得其中两个人的同意。”孙说。“你设定一个门槛,只要有足够的参与者,你就可以解码数据。”

计算机科学与工程系助理教授赵将使用她的 519,000 美元赠款为 GPU 加速系统设计片上网络,这些网络在需要处理大量数据的应用程序中需要,例如深度学习、图形分析、大数据和流媒体应用。她的研究是使这些系统中的数据通信更加高效。

“GPU 计算利用图形处理单元作为协处理器为通用科学和工程问题加速 CPU,”赵说。“一个 GPU 可以承载数百或数千个内核,并且可以并行执行数千个数学运算。”

目前,数据通信是 GPU 的关键性能瓶颈。赵和她的学生将开发技术来解决这些系统中快速增长的计算能力与有限的片上网络带宽之间的差距。

“没有快速的数据传输,GPU 就无法充分利用其计算能力来实现高性能,”赵说。“我们将结合系统建模、新颖的网络架构和新兴的超大规模集成电路技术来解决这个问题。”

作为 NSF 资助的一部分,Berman、Sun 和 Zhao 将开发教育计划,以便 UNT 学生可以参与他们的研究。研究生将进行研究,研究将纳入本科课程。其他计划包括针对高中生的暑期课程。

UNT 的 10 名研究人员目前由 NSF CAREER 基金资助,这是 NSF 为年轻研究人员提供的最负盛名的认可。这些赠款支持有潜力在研究和教育中充当学术榜样的早期职业教师。

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