Рахул Сарпешкар

Рахул Сарпешкар
Национальность	Американский
Научная карьера
Поля	биоинженерия, физика, электротехника, вычислительная техника
Учреждения	Дартмутский университет, здание Вейл

Рахул Сарпешкар — профессор Томаса Э. Курца, профессор инженерных наук, профессор физики, профессор микробиологии и иммунологии, а также профессор молекулярной и системной биологии в Дартмуте. Сарпешкар, чья междисциплинарная работа связана с биоинженерией, электротехникой, квантовой физикой и биофизикой, является первым заведующим кластером вычислительной науки Уильяма Х. Нейкома, который специализируется на аналоговых, квантовых и биологических вычислениях. Кластеры, созданные преподавателями всего учреждения для решения основных глобальных проблем, являются частью видения президента Филипа Хэнлона по укреплению академического превосходства 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 области:

• Аналоговые схемы и аналоговые вычисления
• Молекулярная, системная и синтетическая биология
• Системы со сверхнизким энергопотреблением и сверхэнергоэффективностью
• Энергосберегающая конструкция
• Медицинские имплантаты на основе глюкозы
• Биоэлектроника
• Биоинспирированные и биомиметические системы
• Цитоморфные (клеточные) системы
• Аналоговые суперкомпьютерные системы
• Квантовые и квантовые аналоговые компьютеры
• Медицинские приборы
• Кохлеарные имплантаты
• Интерфейсы «мозг-машина»
• Теория управления

Резюме исследования

Недавний доклад Сарпешкара на TEDx «Аналоговые суперкомпьютеры: от квантового атома к живому телу» суммирует некоторые из его уникальных и междисциплинарных исследований [1] . Его исследования используют аналоговые схемы и аналоговые вычисления для создания инноваций в области биоинженерии и синтетической биологии, биологических суперкомпьютеров, сверхэнергоэффективных вычислений и квантовых вычислений. Например, путем сопоставления аналоговых электронных схем лог-домена с аналоговыми ДНК-белковыми цепями 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 аналоговой синтетической биологии [3] . Недавно он получил три выданных патента и один ожидающий рассмотрения патент, показывающий, как строго эмулировать квантовую физику с помощью классических аналоговых схем. Он использовал его для создания новых квантовых архитектур, которые выполняют спектральный анализ, таких как биологическое внутреннее ухо или улитка, то есть «квантовая улитка». В книге профессора Сарпешкара [4] была представлена ​​новая форма электроники, названная Цитоморфная электроника , то есть электроника, вдохновленная клеточной биологией [5] . Он основан на поразительном сходстве между экспоненциальными уравнениями Больцмана зашумленного молекулярного потока в химических реакциях и экспоненциальными уравнениями Больцмана зашумленного потока электронов в транзисторах. Следовательно, цепи в биологии и химии можно сопоставить с цепями в электронике и наоборот. Таким образом, это «цитоморфное картирование» позволяет сопоставлять 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, его фундаментальная работа по аналоговым синтетическим и системным системам может повлиять на синтез биотоплива, химических веществ, энергии, молекулярных и клеточных датчиков, сетевую разработку лекарств, лечение рака, диабета, аутоиммунных, инфекционных и нервных заболеваний. биология.

Работа Сарпешкара над медицинскими имплантатами, работающими на глюкозе, была освещена в журналах Economist , WIRED и Science News назвал ее , а журнал Scientific American одним из главных научных прорывов 2012 года [8] . Работа профессора Сарпешкара над гибридной аналого-цифровой схемой, имитирующей 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 сверхмалым энергопотреблением для глухих имела широкое влияние и была представлена ​​в статьях в New York Times [10] , Technology Review и IEEE Spectrum , равно как и его работа над сверхнизким энергопотреблением. -мощные интерфейсы «мозг-машина» для слепых и парализованных, а также для сердечного и неинвазивного мониторинга. Его группе принадлежит несколько первых и лучших мировых рекордов в области медицинского оборудования, медицинской электроники, сверхмалого энергопотребления, аналогового и биотехнологического дизайна [11] .

Он является автором более 139 технических публикаций и изобретателем более 42 выданных патентов. Он является изобретателем RF Cochlea , быстрого анализатора радиочастотного спектра, вдохновленного человеческим ухом [12] . Его книга «Биоэлектроника со сверхнизким энергопотреблением: фундаментальные принципы, биомедицинские приложения и биоинспирированные системы» опубликована издательством Cambridge University Press и представляет собой широкое и глубокое рассмотрение областей аналоговой, сверхмалой мощности, биомедицины, биологии, сбора энергии и биотехнологий. вдохновленный дизайн. Он основан на курсе, который Сарпешкар в течение многих лет преподавал в Массачусетском технологическом институте и в котором подчеркивается, что универсальный язык аналоговых схем обеспечивает наглядный и интуитивный метод анализа дифференциальных уравнений в физике, химии, биологии, технике и медицине. Он получил премию Джуниора Бозе и премию Рут и Джоэла Спира за выдающиеся достижения в преподавании в Массачусетском технологическом институте.

Сарпешкар получил несколько наград, в том числе премию NSF Career Award, премию молодого исследователя ONR, премию Packard Fellows и премию Indus Technovator. Он является членом IEEE и членом Национальной академии изобретателей. Он является заместителем редактора журнала IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems и входит в программные комитеты нескольких технических конференций. Его недавний доклад на TEDx «Аналоговые суперкомпьютеры: от квантового атома к живому телу» суммирует некоторые из его уникальных и междисциплинарных исследований [13] . Его приглашенный доклад Google Tech на конференции Frontiers of Engineering 2011 года, организованной Национальной инженерной академией (NAE), подводит итог его ранней работе 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 Калифорнийском технологическом институте был Карвер А. Мид . Он был техническим сотрудником Bell Labs в отделе биологических вычислений физического отдела.

Внешние ссылки

• Аналоговые суперкомпьютеры: от квантового атома к живому телу, видео TEDx
• Мощность ячейки
• Томас Э. Курц Председатель
• Группа аналоговых схем и биологических систем
• Аналоговая синтетическая биология
• Медицинские имплантаты на основе глюкозы привлекли широкое внимание средств массовой информации
• Книга профессора Сарпешкара
• Транзисторы имитируют ячейки . Новостная статья Массачусетского технологического института.
• «Цитоморфная электроника» . Новостная статья MIT
• RF Cochlea Пресс-релиз MIT о RF Cochlea, который привел к появлению нескольких других новостных статей.