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麻省理工学院 | 有目的的感知
指南者留学 2023-01-25 10:05:04
阅读量:1193

法德尔·阿迪布从未想过科学会让他入主白宫,但在2015年8月,这位麻省理工学院的研究生发现自己正在向美国总统电视台展示自己的研究成果。

 

阿迪布、研究生扎卡里·卡贝拉克和他们的导师迪娜·卡塔比展示了一种无线设备,可以使用Wi-Fi信号跟踪个人的运动。

 

在奥巴马总统的注视下,阿迪比在椭圆形办公室的地板上来回走动,倒在地毯上演示该设备监测跌倒的能力,然后静静地坐着,让卡塔比向总统解释该设备是如何测量他的呼吸和心率的。

 

扎克笑了起来,因为他看到我向总统演示设备时心率是110。我对此很有压力,但这太令人兴奋了。我为这个项目倾注了大量的鲜血、汗水和泪水。”阿迪布回忆道。

 

对阿迪布来说,白宫的演示是他四年前在麻省理工学院开始研究生培训时启动的一个研究项目的一个意想不到的、令人难忘的高潮。现在,作为电气工程和计算机科学系以及媒体实验室的新终身副教授,他继续在这项工作的基础上继续前进。海洋利用Doherty主席Adib寻求开发无线技术,以一种以前不可能的方式感知物理世界。

 

在他的信号动力学小组中,阿迪布和他的学生将知识和创造力应用于气候变化和医疗保健等全球性问题。他们使用无线设备进行非接触式生理感应,比如用Wi-Fi信号测量某人的压力水平。该团队还在开发无电池水下摄像机,可以探索海洋的未知区域,追踪污染和气候变化的影响。他们将计算机视觉和射频识别(RFID)技术结合起来,制造能够发现隐藏物品的机器人,简化工厂和仓库操作,并最终缓解供应链瓶颈。

 

阿迪布说,虽然这些领域可能看起来非常不同,但每次他们启动一个新项目时,研究人员都会发现将这些学科联系在一起的共同线索。

 

“当我们在一个新的领域运作时,我们需要学习。每当你处在一个新的边界,在某种意义上,你也像一个孩子,试图理解这些不同的语言,把它们结合在一起,并发明一些东西。”他说。

 

有科学头脑的孩子

 

从小在黎巴嫩海岸的的黎波里长大的阿迪布,对学习的热爱就一直驱使着他。从记事起,他就对数学和科学感兴趣,从小就有无穷的精力和永不满足的好奇心。

 

“当我妈妈想让我慢下来时,她会给我一个难题让我解决。”他回忆道。

 

当阿迪布开始在贝鲁特美国大学(American University of Beirut)上大学时,他知道自己想学计算机工程,并把目光投向了麻省理工学院(MIT)的研究生院。

 

为了开始未来的学习,阿迪布联系了几位麻省理工学院的教职员工,询问暑期实习的情况。他收到了他联系的第一个人的回复。Katabi,电气工程和计算机科学系(EECS)的Thuan和Nicole Pham教授,计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)和麻省理工学院Jameel诊所的首席研究员,面试了他并接受了他的职位。他沉浸在实验室的工作中,随着夏天即将结束,卡塔比鼓励他申请麻省理工学院的研究生院,并加入她的实验室。

 

“对我来说,这是一个震惊,因为我感到了这种冒名顶替综合症。我以为我的研究就像乌龟一样前进,但我没有意识到,就研究本身而言,因为你处于人类知识的边界,所以你应该迭代而缓慢地进步。”他说。

 

作为麻省理工学院的研究生,他开始为一些项目做出贡献。但他对发明的热情促使他进入了未知的领域。阿迪布有了一个主意:他可以用Wi-Fi来看穿墙壁吗?

 

“这在当时是一个疯狂的想法,但我的导师让我研究它,尽管这不是团队以前研究过的东西。我们都认为这是一个令人兴奋的想法。”

 

当Wi-Fi信号在太空中传播时,一小部分信号会穿过墙壁——就像光穿过窗户一样——然后被另一侧的物体反射。阿迪布想用这些信号“看看”墙另一边的人在做什么。

 

发现新应用

 

经历了很多起起伏伏(“我想说,一开始的起起伏伏要比起起伏伏多得多”),但阿迪布取得了进步。首先,他和他的队友能够探测到墙的另一边的人,然后他们可以确定他们的确切位置。几乎是偶然的,他发现这个设备可以用来监测人的呼吸。

 

“我记得我们快到最后期限了,我的朋友扎克和我在研究这个设备,用它来跟踪墙另一边的人。我让他别动,然后我开始看到他一遍又一遍地出现又消失。我想,这是他的呼吸吗?”阿迪说。

 

最终,他们让Wi-Fi设备监测心率和其他生命体征。这项技术后来发展成了一家初创公司,这给阿迪布带来了一个难题——是加入这家初创公司,还是在学术界从事职业生涯。

 

他决定成为一名教授,因为他想更深入地研究发明领域。但在经历了2014-2015年的冬天,波士顿降下了近109英寸的雪(创纪录)后,阿迪布已经准备好改变风景和温暖的气候。他申请了美国各地的大学,虽然他收到了一些诱人的offer,但阿迪布最终意识到他不想离开麻省理工学院。他于2016年加入麻省理工学院担任助理教授,并于2020年被任命为副教授。

 

“当我第一次作为实习生来到这里时,尽管我远离黎巴嫩数千英里,但我感觉像在家里一样。原因在于人。这种极客感——这种对智慧的拥抱——是我发现麻省理工的美妙之处。”

 

他很高兴能与才华横溢、对解决问题充满热情的人一起工作。他的研究小组成员各不相同,每个人都带来了独特的观点,阿迪布说,这对于鼓励推动他们工作的智力交流至关重要。

 

投入一个新项目

 

对阿迪布来说,研究就是探索。以他对海洋的研究为例。他想对气候变化产生影响,在探索了这个问题后,他和他的学生决定建造一个无电池水下相机。

 

阿迪布了解到,覆盖地球70%面积的海洋在地球气候系统中发挥着最大的作用。然而,其中95%以上的地区仍未被开发。他说,这似乎是信号动力学小组可以帮助解决的问题。

 

但进入这个研究领域并非易事。Adib研究Wi-Fi系统,但Wi-Fi不能在水下工作。而且一旦部署到海洋中,就很难给电池充电,因此很难制造出能够进行大规模传感的自主水下机器人。

 

因此,该团队借鉴了其他学科,建造了一个水下摄像机,利用声学为其设备提供动力,并捕捉和传输图像。

 

他说:“我们必须使用来自材料科学的压电材料来开发来自海洋学的传感器,然后在此基础上,我们必须将这些东西与射频技术(称为后向散射)结合起来。”“最大的挑战是把这些东西粘合在一起。如何跨领域解码这些语言?”

 

这是一个继续激励Adib的挑战,因为他和他的学生解决了对一个学科来说太大的问题。

 

他对利用海底无线成像技术探索遥远行星的可能性感到兴奋。这些同样的工具还可以促进水产养殖,从而有助于消除粮食不安全,或支持其他新兴产业。

 

对阿迪布来说,可能性似乎无穷无尽。

 

“在每个项目中,我们都会发现一些新的东西,这为探索开辟了一个全新的世界。我们未来工作的最大推动力将是我们认为不可能,但我们可以使之成为可能的事情。”

 

注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。

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