& # 039;魅力碳# 039;

根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的说法,解决我们粮食部门的碳排放问题对抗击气候变化是绝对必要的。尽管土地和农业在该小组最近的报告中占据了中心位置,但缺少的是海洋如何在这场斗争中发挥作用。

有些人认为海藻不过是海滩上的海洋垃圾,但海藻可能成为减缓气候变化的新参与者。加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)的研究人员就是这么说的。

“这不是什么灵丹妙药,也不是一个已经存在的产业,”环境研究系、生态、进化和海洋生物学系助理教授哈利·弗拉格里奇(Halley Froehlich)说。“但它有巨大的潜力。Froehlich是《当代生物学》杂志上首次对海藻养殖的碳吸收规模潜力进行全球评估的主要作者。

Froehlich和来自美国国家生态分析与合成中心的Jamie Afferbach、Melanie Frazier和Benjamin Halpern从科学文献中合成了各种数据集,他们认为海藻养殖确实是一种有效的碳封存新方法。这一过程将包括培育海藻并将其收获,目的是将海藻沉入更深的海洋,在那里,海藻组织中储存的碳将保持“埋藏”状态。

“我们真的很想知道它是否有益,但它的潜力也很现实,”Froehlich在谈到这项研究时说。他们的研究受到一些限制,包括营养、温度和地理适宜性,以及对产量增长和成本的评估。研究人员还调查了不同规模的减缓潜力,重点放在食品领域——这是温室气体的主要来源,也是应对气候变化的一大障碍。

根据这项研究,有相当大的合适面积——大约4800万平方公里——可以养殖海藻,相对较小的比例(0.001%)就足以使全球水产养殖业实现碳中和。

不过,Froehlich说,与温室气体排放量高得多的全球农业部门相比,这些好处的比例并不大,部分原因是成本和增长限制。她补充说,单靠养殖海藻无法平衡全球粮食生产的排放,但它可能是一个有用的新工具,包括其他碳减排和抵消措施,如更清洁的能源、重新造林和保护碳汇。

研究发现,减少温室气体排放的海藻养殖最有可能实现地方和地区的碳中和目标。考虑到加州强有力的气候行动政策和其漫长而营养丰富的海岸,加州特别有能力从海藻养殖中获益。仅占西海岸专属经济区(距离海岸不超过200英里的海洋经济区)3.8%的面积就足以抵消该州农业部门产生的碳排放。

与世界其他地区相比,美国的海藻养殖还处于起步阶段。

Froehlich说:“绝大多数的海藻养殖发生在东南亚。虽然2016年美国没有可测量的海藻养殖——这是该研究的最新时期——但小型海藻养殖场开始在美国出现虽然主要用于食品和其他商业用途,而不是碳封存。

美国Froehlich指出,与此同时,中国是全球第二大温室气体排放国,这突显出有必要采取海藻养殖等解决方案,以减轻中国每年排放的数百万吨二氧化碳当量。幸运的是,海藻养殖还有其他吸引人的和有益的环境影响,她指出。

“我们喜欢称它为‘魅力碳’,因为它有额外的好处,”Froehlich说,“比如潜在地为鱼类和其他海洋生物提供栖息地,减少海洋酸化和氧气消耗,并在当地吸收过量的营养。”

海藻养殖对气候的有利影响远远超过了它不能完全抵消该国粮食生产温室气体排放的事实。事实上,根据合著者Halpern的说法,现在没有,将来也不会有一个单一的工具来应对气候变化。

“这个问题已经变得太大,无法用简单的办法解决,”他说。“我们需要所有人都在甲板上。他补充说,虽然解决气候变化问题并不容易,但策略越多越好。

Halpern说:“最大的优势是,如果我们能够实际运用许多不同的策略——从海藻养殖到可再生能源,再到提高能源效率等等——解决方案就会更具弹性。”

要使其成为美国的一项切实可行的选择,政策需要使海藻的种植成为可能,并加快海藻的固碳种植,农民需要做出反应,大幅提高产量,碳市场需要扩大,以提供更高的价格。

与此同时,研究将继续调查海藻养殖对缓解气候变化的潜力。

Froehlich说:“我的同事和我现在正在评估海藻可以采取的其他途径,以找到在碳减排方面‘物有所值’的最佳途径。”考虑到养殖海藻也会受到气候变化的影响,更好地了解海藻会受到怎样的影响,将会在很大程度上为海藻的长期种植和管理提供信息。

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地球的临界点

人类对地球的影响是如此之大,以至于全世界的科学家都把当前的地质时代称为人类世。但是什么时候开始的呢?

加州大学圣巴巴拉分校的人类学副教授莎拉·麦克卢尔说:“考古学家和地球系统科学家一直在争论人类世应该在什么时候开始。”

现在,一项突破性的研究第一次给出了答案:大约3000年前。在“考古评估揭示地球早期通过土地利用转换”在《科学》杂志上,作者报告,大量相关的研究数据来自250多个世界各地的考古学家”揭示了行星很大程度上改变了狩猎采集者,农民和牧民,3000年前,大大早于土地使用的日期重建常用的地球科学家。”

这项被称为“始祖鸟计划”的研究,利用考古学家在世界范围内的众包来研究人类土地利用对地球的影响,时间跨度从距今1万年到1850年。主要作者——卢卡斯斯蒂芬斯,梅隆acl公共环境法律和政策中心的研究员,Erle Ellis,地理位置和环境系统的教授马里兰大学巴尔的摩郡——招募考古学家完成一份详细的问卷调查表对土地利用在特定领域的专业知识。

研究地中海史前的环境考古学家麦克卢尔(McClure)说,这些问题涉及在研究期间评估过去用于觅食、农业生产、定居、城市等的土地使用情况。

“他们每次都这么做,”她说。“然后他们研究了每个地区的土地利用模式。”

从这些数据中我们可以清楚地看到,3000年前,随着人类社会从狩猎和采集社会向粗放型和集约型农业、畜牧业和城市化的广泛过渡,这个星球发生了翻天覆地的变化。

麦克卢尔在西班牙和克罗地亚进行了广泛的研究。他说,这项研究的全球性使科学家能够看到土地利用影响的更大模式。尽管存在一些地区差异,但全球格局是清晰的。

她说:“这是一个很好的教训。”“当我谈到人类对环境的影响时,我会在以后的课程中用到它:3000年前的全球范围内,我们可以看到人类已经极大地改变了环境。”

该研究的作者承认数据中存在差距。特别是撒哈拉以南非洲和东南亚地区的代表人数不足。他们将“地理上的不一致性”归因于以下因素:“考古学家工作的不同条件,早期研究兴趣的累积遗产和积极反馈,以及考古遗址的物理可达性(无论是真实的还是可感知的)。”

此外,研究人员还指出,调查问卷是用英语填写的,这就造成了麦克卢尔所说的“工业化国家偏见”。

麦克卢尔认为,尽管数据存在差距,但这项研究基本上解决了人类对地球的影响何时达到临界点的问题。更重要的是,她说这为考古学开启了新的对话和机遇。

她说:“我认为该学科另一件非常有趣的事情是,看看这些信息的差距在哪里。”“所以我想,下一代考古学家会看到这一点,并开始思考哪些领域真正需要更多的探索,哪些领域有重大新发现的机会。其中一些不仅与在这些地区工作的人数有关,还与正在进行的考古工作有关。

麦克卢尔继续说:“环境考古学在全球范围内不一定是一个共同的专业领域。“我认为,这在一定程度上导致了某些领域数据的缺乏,而在这些领域,学者们只是没有对这类问题进行广泛的研究。我们有机会创建各种数据集,使我们能够重建土地利用,如种子、花粉、动物骨骼或其他环境代理在代表不足的地区或时间段。所以,如果我现在是一名研究生,我会看着这个,然后想,‘哦,这真的很酷,因为它为我提供了一个路线图,让我知道,在了解人类对环境影响的历史过程中,我的专业知识在哪些方面最划算。’”

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接受博物馆教育

当今年的实习生们来到加州大学圣巴巴拉分校的艺术、设计和设计学院建筑博物馆(AD&A博物馆),他们不仅有机会为自己的简历增加宝贵的技能,而且还可以为大学和更广泛的圣巴巴拉社区服务。

“通过培养未来的专业人才,我们正在为博物馆领域的发展做出贡献,”艾丽莎·冈萨雷斯(Elise Gonzales)说。“我也看到了实习项目,以及我们所有的努力,作为一种手段,为我们的博物馆和所有的博物馆培养未来的游客、成员和捐赠者。我们在AD&A博物馆的本科实习项目的目标非常远大。”

在AD&A博物馆的策展、收藏品管理、档案管理、项目/活动、教育推广和公共关系部门提供学术学分实习。博物馆还提供与大学图书馆特别馆藏部门的合作实习机会;圣芭芭拉艺术博物馆(Santa Barbara Museum of Art),这里的实习生为六年级至12年级的学生担任画廊指导;与神经科学研究所、宗教研究系和全球合作伙伴合作,通过在线平台impactmania,实习生们可以提供一系列面试、互动演示以及与“人类思维和迁徙”主题相关的活动。

冈萨雷斯说:“我向所有以同样方式来参观博物馆的UCSB学生——实际上是所有学生——表示热烈欢迎,强调博物馆是为他们准备的。”“如果我们能让他们在UCSB访问时,给他们一个积极的体验,帮助他们理解博物馆不是一个可怕的地方,这不是一个地方,是排斥,而是包容,那么你连接一个东西为以后的生活。

从长远来看,我们与年轻一代接触得越多,接触得越多,我们就会做得越好。当我说‘我们’时,我指的是AD&A博物馆,但也指一般的博物馆。”

冈萨雷斯把实习项目的大部分设想归功于最近退休的博物馆馆长布鲁斯罗伯逊(Bruce Robertson)。研究表明,大多数博物馆专业人士和其他艺术界人士之所以对这些领域感兴趣,是因为他们对一件物品或一段形成创造力的经历有一个关键时刻。了解到这一点,并把教育作为整个大学的当务之急,我们立即明白,我们可以为我们的领域做出重大贡献。”“但是,我们的现实情况是,我们有很多任务、项目和事件需要执行和管理,还有很多雄心壮志要做得更多。知道了这一点,很明显,与学生合作不仅会帮助他们,还会帮助我们实现目标和使命。”

该项目专注于专业发展,将学生与博物馆员工配对。

建筑和设计收藏参考档案保管员茱莉亚·拉尔森说:“和学生们一起工作感觉很棒——他们很兴奋能学到新东西,去博物馆‘幕后’,探索可能的职业道路。”“学生们都迫不及待地要来实习,因为他们正在做一些具体的项目——把材料放进文件夹,组织和标签收集,协助编目——他们可以把这些作为未来工作或研究生院工作项目的例子。”他们也问了很多好问题,迫使我思考我的工作,以及如何最好地解释事情。

“学生们学习如何处理档案收藏,”她补充说,“这是一项非常实际的工作。”

托收经理兼登记员苏珊•勒克(Susan Lucke)表示:“我们非常依赖实习生。他们只是没有做入门级的工作。他们可以做我想做的工作。我们需要帮助,他们获得了很多经验,这在他们开始找工作时非常有用。

“我认为让孩子们看看他们在学校的所有选择是有帮助的,这真的是一个很好的项目,”Lucke继续说。“这和和其他300个孩子坐在教室里不一样。这更像是一种亲密的体验,学生们得到了很多一对一的关注,而且这让他们能够看到生活的另一面。”

AD&A博物馆的实习生已经进入了研究生院;和平队;在许多不同类型的博物馆工作,包括史密森学会、彼得森汽车博物馆、圣芭芭拉艺术博物馆、圣芭芭拉当代艺术博物馆和圣芭芭拉建筑基金会等。

所有专业的本科生都可以申请学分实习。冈萨雷斯说:“我们发现,我们的许多实习生热爱艺术和建筑,但也觉得他们需要在其他领域获得学位,在他们看来更稳定的领域。”

她补充说:“这项实习计划的主要目的是帮助学生获得专业经验,同时也有助于减轻学生和家长对未来职业机会的担忧。”“此外,我的目标之一是帮助反映我们校园的多样性,为未来的博物馆领导创造多样化的机会。”

她对实习项目最自豪的地方是,当学生离开时,他们有了具体的现实经验,可以写在简历上,几个人愿意给他们提供很好的参考。冈萨雷斯指出:“一个真正聪明和敬业的实习生可以创造奇迹。”“我们应该知道,没有他们的大力帮助,我们的博物馆不会有现在的一半好。”

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重复的性能

忘记有过;在美国最可持续发展的大学中,加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)现在是一个反复出现的重要角色。

加州大学圣巴巴拉分校致力于减少浪费,遵循和推广绿色建筑标准,并进行可持续投资,因此在2019年高等教育可持续发展协会(AASHE)的三大类可持续校园指数中再次被评为最佳表现。

该年度指数根据AASHE的可持续发展跟踪、评估和评估机构对全美最具可持续性的学院和大学进行了排名评级系统(明星)。这份2019年报告强调了来自星级机构的创新和高影响力的可持续发展举措——加州大学圣巴巴拉分校拥有星级黄金评级——表彰了在学术、参与、运营和管理等可持续发展方面表现最好的学院和大学。

加州大学圣巴巴拉分校的可持续发展主任莫洛夫格林说:“保护我们有限而珍贵的自然资源一直是我们的首要任务——可持续发展是我们校园的基因。”“我们很自豪能得到AASHE对我们不断努力的认可。我们的成功源于学生们的努力。”

与2018年一样,加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)今年也因在可持续投资、绿色建筑和减少废物等领域取得了令人印象深刻的进展而获奖。该校园此前在水、健康和工作方面得到了认可。

UCSB在垃圾分类中排名第九,得分为75.8%,而类似规模机构的平均得分为48%。加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)联合学生组织(Associated student organization)的回收和堆肥协调员杰西卡施密特(Jessica Schmitt)说,这在很大程度上要归功于学校在减少浪费方面的全员参与,以及学生的积极参与。

施密特说:“我们很高兴能在2019年校园可持续发展指数中被评为减少浪费的十大高校。”“过去一年,我们已完成多项计划,致力达致减少废物的目标。”最值得注意的是,布伦环境科学学院联合回收学生之间的合作管理和住房,餐饮&辅助企业在圣克莱门特村的校园公寓大楼里建立了第一个有机收集项目。”

施米特说,大多数居民参加了这个项目,其中还包括教育研讨会和规划,让居民了解减少食物浪费和堆肥的重要性。

结果呢?第一年减少了近1万磅的垃圾。在随后对参与调查的居民进行的一项调查中,87%的人表示,他们会在搬出圣克莱门特公寓后继续堆肥。

施密特说:“很明显,这表明这项计划将产生持久的影响。UCSB的学生收集食物垃圾,计划推广项目,并跟踪每周的数据。他们是这个项目如此成功的原因,我们为我们的学生正引领着通往更可持续未来的道路而感到自豪。我们期待着在未来几年扩大这个项目。”

在可持续校园指数的其他地方,加州大学圣巴巴拉分校在建筑类中排名第五,获得59.8%的可用分数,而类似规模的校园平均得分为35.5%。UCSB长期致力于LEED(能源和环境设计的领导者),这是世界上使用最广泛的绿色建筑评级系统,目前仅在现有建筑中就有超过27.8万平方英尺的LEED白金或黄金认证。

在投资和金融领域,加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)以69%的得分排名第九,而同等规模的机构平均得分只有18%。加州大学在2014年通过了可持续投资框架,成立了一个积极的投资者责任委员会,就跨资产类别的社会和环境责任投资机会向基金决策者提出建议。

AASHE执行董事Meghan Fay Zahniser在2018年加州大学圣巴巴拉分校可持续校园指数排名中说:“我们很高兴在今年的可持续校园指数中突出加州大学圣巴巴拉分校。”“我们希望今年报告中的故事将为其他机构提供灵感和想法,以促进一个更加公平和生态健康的未来。”

AASHE’s STARS是美国和加拿大高校的一个透明的自我报告框架,是衡量高等教育可持续发展绩效的领先工具。该系统拥有近800所参与院校,是同类院校中经过最彻底审核和广泛测试的系统。

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下一代云计算

世界各地的人们正以越来越快的速度转向云——通过互联网连接的全球分布式计算机网络——来存储、访问和处理他们的数据。云使用户能够在本地计算机和硬盘之外进行操作。

这个被称为云计算的过程已经发生了巨大的变化,以更快的速度和高性能水平交付信息,使用户能够更容易地设置、维护和访问,并启用新的应用程序。

今天的云是由光纤网络连接的复杂的数据中心基础设施构建的。由于对云计算的需求呈爆炸式增长,像微软这样的科技公司正在研究如何扩大数据中心和连接它们的网络的规模,以提高容量和更快的通信速度,同时又具有成本效益和能源效率。为了应对云计算的持续增长,微软研究院(Microsoft Research)组建了一个跨学科的科学家团队,探索光学如何能彻底改变下一代云计算。光学技术被用来将数据编码到光中,并以极高的速度通过复杂的光纤数据通信网络传输这些数据。

加州大学圣巴巴拉分校是世界上六所大学之一,也是美国唯一一所被选为微软光学云研究联盟创始成员的大学。丹尼尔·布卢门撒尔(Daniel Blumenthal)是该校电气和计算机工程学教授,他是该联盟的代表。

“就我个人而言,这是一个伟大而独特的机会,可以成为这个重要计划的一部分,并与世界级的研究人员在未来云计算的关键光学研究问题上进行合作,”布卢门撒尔说,他同时也是Terabit光以太网中心的主任。“能够成为唯一一所参与这项合作的美国大学,我感到非常荣幸。”

其他五所参与院校均位于欧洲,包括阿斯顿大学(Aston University)、剑桥大学(Cambridge University)、洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne)、埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)、南安普顿大学(Southampton University)和伦敦大学学院(University College London)。

微软研究院(Microsoft research)高级首席研究经理希特什•巴拉尼(Hitesh Ballani)表示:“我们很高兴与这个联盟中这么多世界领先的专家合作,他们都受益于探索云光学技术的多学科方法的交叉。”“作为我们在美国的第一个合作伙伴,加州大学圣巴巴拉分校在光学集成和器件领域拥有丰富的知识,并具有悠久的影响力研究历史。我们期待着与他们以及其他合作伙伴合作,重新思考云基础设施,并推进这一领域的研究。”

联盟的重点是三大云资源——存储、网络和计算——以及旨在促进和构建这些基础设施资源的最新光学进步的项目。网络化的一个关键焦点是研究新的光互连和光交换技术和体系结构,包括数据中心内部和跨数据中心的,这些技术和体系结构能够提供更好和更可预测的性能,具有更高的可靠性、更低的功耗和更低的成本。

Blumenthal是Sirius项目的一部分,该项目正在研究如何在数据中心内实现超高速光交换和通信,从而提供更好、更可预测的性能、更高的可靠性和更低的成本。他将特别专注于解决与光纤网络相关的问题,光纤网络连接数据中心中的数据处理和存储引擎,更广为人知的是数据中心互连(DCI)。他说,答案在于集成光子学解决方案,这是一种复杂的光子电路,利用盒子大小的系统来处理和传输光,并将它们缩小到微芯片的大小。

“由于独特的光学属性,有机会影响的指数扩展带宽和容量,以及解决相关的性能问题,复杂性,成本和能源消耗的数据中心,“布卢门撒尔解释说,一位美国科学院发明家(奈),电气和电子工程师协会(IEEE)和光学的社会。

为了在这一新的努力中取得成功,研究人员表示,他们需要在多个领域取得重大突破,比如网络、计算机、存储、集成、光学设备技术和制造。

布卢门撒尔说:“该研究联盟通过提供光学物理学家和计算机科学家之间的深入接触,为快速创新创造了一个框架。”“这个研究模型将网络和通信堆栈的不同层集合在一起,以发现尚未预料到的问题,并产生否则不可能实现的解决方案。”

该联盟还与Blumenthal的另一项计划FRESCO成为合作伙伴:频率稳定相干光低能量波分复用直流互连。该项目由高级研究计划局-能源(ARPA E)资助,旨在开发一种低功耗、低成本的解决方案,以克服数据中心的功率和带宽扩展限制。FRESCO收发器使用超纯和超稳定的激光信号,在数据中心内实现基于光的数据提交。

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事实的和平

想象一下,作为一名研究生,你正在探索古罗马的古迹,在一个考古遗址进行发掘,并受命确定一些据称是古代文物的真伪。如果是的话,你需要决定它们是应该留在久负盛名的南加州博物馆,还是回到意大利。

这是一项艰巨的工作,需要多层次的研究和决策,过程中会遇到阴谋诡计和错误的步骤。有点令人生畏的?也许吧,但别担心:你永远都不用离开家去完成它。

这是因为这项任务将完全在网上完成,这是一款互动游戏,由加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)的两名学者开发,他们希望让本科生真正体验到,通过深入的实践研究来解开一个智力谜题是什么滋味。

克劳迪娅·莫泽(Claudia Moser)是该大学艺术史系的副教授在加州大学圣巴巴拉分校创新学习技术项目(UC Santa Barbara’s innovation Learning Technology Initiative) 94,000美元的资助下,建筑学和该校写作项目讲师克里斯蒂安·托马斯(Christian Thomas)正在把《罗马:游戏》变成现实。

这两位学者都曾在罗马待过很长时间,他们将这款游戏视为一种向本科生(尤其是第一代学生和那些接触不到高等学术的人)介绍研究生院研究的严格和刺激的方式。

“我一直在想办法让更多的学生参与进来,让更多的学生对研究古代世界感到兴奋,”罗马考古学家莫泽(Moser)说。

“我认为我们都对这个想法感到兴奋,即使用技术和互动故事,让学生真正沉浸在一个角色中,去探索罗马作为一个研究生的经历,”托马斯说,他也是UCSB数字游戏研究中心的附属教员。

他们正在开发这款游戏,并希望在2021年将其作为一门课程提供。这款游戏将让学生们置身于一个虚拟版罗马的游戏中,在那里他们可以挖掘、参观博物馆、创建自己的虚拟现实之旅,并为一家大型博物馆鉴定文物。然后,莫泽说,他们将“决定这些东西是假的还是真的,是被偷了还是应该被送回罗马,还是应该留在加州。”

为了做到这一点,学生们每周将根据他们所经历的内容,以不同的基于游戏和书面形式完成一个小型研究项目。莫泽举例说,数字化考古发掘意味着他们的研究和写作任务将以挖掘期刊的形式进行。

她说:“因此,他们必须为这一周的写作建立模型,描述他们发现了什么,他们如何将一些物体重新组合起来,以及他们认为这些物体的背景是什么。”托马斯补充说:“每周他们都会练习一种不同的写作形式和研究形式,然后他们的最终研究报告将是一份实际的报告,向博物馆汇报他们对这些物品的来源以及他们认为应该如何处理它们。”

托马斯说,一路上,学生们将被困在盗墓贼和黑手党经营的古董和艺术品黑市的阴影之中,更不用说在罗马地下的地下墓穴中进行追捕了。

为了让这款游戏看起来更逼真,莫泽和托马斯正在与可能的合作伙伴育碧软件(Ubisoft)进行谈判。育碧软件是视频游戏《刺客信条:兄弟情谊》(Assassin ‘s Creed: Brotherhood)的开发商,故事背景设在文艺复兴时期的罗马。

因为莫泽和托马斯正在开发“罗马:游戏”与互动视频和细绳,一个软件工具,允许创作者构建choose-your-own-adventure游戏,学生需要参考阅读,模块,图像、地图和视频讲座(所有将被嵌入到游戏)对如何推进做出选择。

托马斯说:“有时候,如果他们没有做出正确的选择,就会产生消极的后果。”比如说,如果他们误解了材料,或者他们只是没有阅读,就会有这样的后果。游戏还会给他们反馈,并给他们其他尝试。”

在线大学课程已经过时了,但莫泽和托马斯表示,他们希望他们的游戏能为互动性开辟新的天地。

托马斯说:“我们非常感谢创新学习技术倡议(innovation Learning Technology Initiative)给予我们的慷慨支持,让我们有机会创建这种沉浸式、体验式的在线课程,也感谢教学发展的持续帮助。”

莫泽对此表示赞同,并补充道:“我们对这项新的努力——实验——无论你想怎么称呼它——感到非常兴奋。艺术系和建筑和写作项目对这个项目给予了极大的支持和热情——没有他们的帮助,我们绝对做不到。”

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罢工三

对于多囊肾病(PKD)患者来说,生活可能是一个不断循环的症状:疼痛、腹胀、肾结石、高血压。在最坏的情况下,这种疾病经常导致一系列主要问题,包括肾衰竭、肝囊肿和血管问题,包括中风。根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据,PKD是一种“相当常见的遗传病”,在美国约有60万人受其影响,更常见的常染色体显性遗传(AD)形式约占500至1000人中有一人受其影响。

加州大学圣巴巴拉分校的生物化学家托马斯·韦姆斯说:“大多数患者最终会形成这些巨大的囊性肾脏,他们需要透析或肾移植,这两种方法都不是很好选择。”同时,各种症状和并发症的治疗给医疗系统带来了沉重的经济负担,大大降低了患者的生活质量。

为了打破导致肾脏囊肿形成的循环,Weimbs实验室现在发现了一种以前未被发现的加速囊肿形成的机制。肾小管的快速扩张被认为是保护肾脏的一种反应,它以尿液的形式将废物从肾脏排出,这被发现是导致ADPKD患者囊肿快速生长的“第三次触发”。

他们的研究发表在临床研究杂志上。

肾脏是我们血液的过滤系统。血液进入肾单位(肾脏的基本功能单位),废物和液体通过肾小管,而细胞和蛋白质留在血液中。一些液体和营养物质被重新吸收进入循环,而多余的液体和废物变成尿液流到膀胱。Weimbs说,每个人的肾脏中大约有100万个这样的小管。

在这个过滤过程中,废物——如草酸钙、磷酸钙和尿酸——倾向于浓缩并沉淀成肾小管中的晶体。在健康人体内,这些数以百万计的微小晶体会形成,但会被尿液冲走,而其他因素会阻止这些晶体在小管中失控的生长和滞留。如果不加以控制,这些晶体的形成和积累可能导致肾结石。

为了准备冲洗这些晶体,肾小管被发现,它迅速膨胀,然后在晶体清除后恢复正常。根据Weimbs的说法,这种膨胀是一种以前没有被认识到的机制。

他说:“目前还不清楚这些晶体的大部分是如何被冲掉的。”他补充说,到目前为止,被卡住的晶体被认为是穿过肾脏间质组织被重新吸收的,但他的团队的研究表明,大多数晶体并非如此。

根据这项研究,在正常功能的肾脏中,小管扩张被视为一种保护机制。草酸盐晶体的沉积尤其会触发调控细胞生长和增殖的蛋白信号通路(mTOR和Src/STAT3)的快速激活,同时伴随着整个小管系统的快速扩张,从而将微晶体逐出。

Weimbs解释说:“在基因上预先形成囊肿的肾脏中,我们发现这些晶体可以引起同样的扩张,但是这些小管并没有恢复正常,而是过度生长形成囊肿。”

在ADPKD患者中,快速而持续的小管扩张被视为导致囊肿形成的“第三次打击”。根据膀胱发生的“第三次撞击”模型,形成单个囊肿必须发生三个事件:前两个是基因突变,第三个是生理损伤/修复反应,导致肾小管过度补偿,导致充满液体的囊泡形成。Weimbs说,对肾脏的创伤和其他损害相当罕见,但这种微晶体可能在ADPKD患者中呈现一种持续性和相关类型的损伤,可能引发损伤/修复反应。

研究人员的结果表明,与传统的假设相反,组织结构的异常或ADPKD进展过程中的代谢异常会导致肾结石的增加,相反的情况可能是:更多的晶体导致ADPKD的进展。此外,根据研究,ADPKD的进展和肾结石的形成可能是相互促进的。

这就开启了这样一种可能性:同样行之有效的控制肾结石的方法也可能被证明对减缓ADPKD的进展有效。Weimbs说:“我们的研究表明,癌症的发展速度至少在一定程度上是由饮食等因素决定的。”他说,预防肾结石的建议,如避免某些食物,增加水的摄入量和枸橼酸盐处方治疗,也可能证明对多囊肾病患者有益。

UCSB的Jacob A. Torres(第一作者)、Mina Rezaei、Caroline Broderick和骆is Lin也对该研究进行了研究;梅奥临床医学院王晓芳、托雷斯;德国波恩大学儿童医院的Bernd Hoppe;俄克拉荷马大学的小本杰明·d·考利(Benjamin D. Cowley Jr.);意大利墨西拿大学的维琴佐·萨维卡;佛罗里达大学的赛义德·汗;阿拉巴马大学的Ross P. Homes和Michael Mrug。

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进入阀杆的管道

在过去的四个夏天里,加州大学圣巴巴拉分校和位于Hueneme港的海军基地合作,为该校理工科本科生以及当地社区学院的本科生提供了一个劳动力学习机会。该项目为海军工程和科学(管道)领域的强大参与和学习提供了基于问题的倡议,为学生提供了在海军基地为期八周的沉浸式体验。

关键短语是“基于问题的”。每年夏天,由两名社区大学学生和一名大学本科生组成的管道团队,与海军基地的一名科学家或工程师以及加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)担任导师的一名研究生配对。这些本科生将接受来自海军导师的挑战,并与他们的团队、海军工作人员和研究生合作伙伴一起设计解决方案。

例如,在该计划的第一年,基地需要一个缆绳系统,将海底传感器与安装在水面浮标上的天线连接起来。海军想要利用光纤电缆的带宽,但是这种材料在张力作用下表现很差,这是它在公海上可能经历的。研究小组设计了一种弹簧系统,它可以吸收施加在电缆上的张力,同时在传输过程中损失最小。

“学生们被要求提出一个创新的想法,让这个链接能适应不同的天气条件,”该大学社区学院项目协调员玛丽亚·纳波利(Maria Napoli)说。“这个项目导致了一项专利申请。”

管道最近被Excelencia在教育方面认可,因为它为代表人数不足的学生,特别是拉丁裔社区的学生提供了出色的服务。Excelencia in Education是一个以研究为基础的组织,根据数据和最佳实践推广支持拉美裔学生的项目。

纳波利说:“当然,我非常荣幸地对为这个项目所做的所有工作表示认可。“不仅是我的工作,还有我们所有合作者的工作。这样规模的项目总是需要一个团队来完成。”

2014年11月,纳波利在美国军事工程师协会(American Society of Military Engineers)主办的一次会议上与海军技术总监凯尔·马西亚斯(Kail Macias)会面,产生了这个项目的想法。在随后与工程学教授布拉德·帕登(Brad Paden)一起参观海军基地时,该组织发现,为年轻学生创造机会,让他们在基地体验科学、技术、工程和数学(STEM)职业生涯中的工作,是他们的共同兴趣所在。

纳波利说:“我的想法是为学生们创造一种体验,让他们把这些点连接起来,基本上向他们展示,当你作为一名工程师工作时,他们在课堂上学到的东西是如何应用的。”

马西亚斯很高兴能把年轻的天才带到基地。他想吸引当地的学生,这些学生可能会考虑在海军从事STEM职业,尤其是因为他们毕业后比其他国家的学生更有可能申请基地的职位。

纳波利说:“在社区大学这一层次上,有很多人才往往因为一些原因而被忽视。“我们的想法是把这些人才带回学校,鼓励他们留在学校,完成科学和工程学位。”

管道项目的创始团队包括来自Gevirtz教育研究生院的Judith Green和Diana Arya教授,他们研究了项目设计和学习经验,最终目的是了解管道项目如何支持学生参与者的发展。

加州大学圣巴巴拉分校和海军基地正在重新提交该项目,以获得海军研究办公室的另一轮资助。第一轮只覆盖了三年,但今年夏天,海军设施工程司令部的工程和远征战中心为该项目提供了全部资金。

纳波利说:“他们对这个项目的前三个阶段非常满意,对学生的水平和基地学生的表现都非常满意。他们决定今年夏天资助这个项目,因为这将是一个间隔年。”

如果获得批准,该项目将增加两个海军司令部,并从每年5名加州大学圣巴巴拉分校的学生扩大到每年14名。更重要的是,来自加州大学圣巴巴拉分校的学生可以选择在这一年中继续从事海军项目作为独立研究或顶石项目。那不勒斯甚至计划开始向当地高中伸出援手,进一步扩大输油管道。

根据Napoli的研究,管道显示,学生进入STEM专业的职业路径被低估了。她说:“通过不同的经历、文化和背景,这些学生可以为这个领域带来新的视角和创造力。”

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“忧郁的紧迫性”

美国目前面临的最大危机之一——大规模枪击案——是加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)即将进行的一项具有潜在突破性的新社会科学研究的重点。预计这项工作将产生新的知识,将告知政策制定者、活动人士和广大公众。

社会学助理教授特里斯坦·布里奇斯(Tristan Bridges)的项目《美国大规模枪击案:男性、男子气概、枪支和美国枪支文化》(Mass in America: Men,, Guns and american Gun Culture)是该校社会科学系(Division of Social Sciences)研究关键社会问题的新生Pahl倡议(Pahl Initiative)的第一个获奖者。

“这个问题的紧迫性不容置疑;如果我们想从根源上理解枪支暴力的瘟疫,社会科学研究是必不可少的,”加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)社会科学系主任查尔斯•黑尔(Charles Hale)表示。“特里斯坦的提议为这项研究带来了亟需的创新活力,他作为一名教师的奉献精神得到了证明,这进一步保证了该计划的目标将得到实现。”

Pahl计划是由校友Louise和Stephen Pahl(分别于1977年)慷慨而富有远见的捐赠产生的,他们寻求支持对一个具有迫切社会重要性的课题进行严格的社会科学研究,包括研究生和本科生,并取得学术和公开的成果。从2019-2020学年开始,该计划将每年选择一项新提议——该奖项具有竞争力——为期两年的资助。预计将产生新的知识,将告知政策制定者、活动人士和广大公众。

海尔与Pahls在礼物的概念上有着密切的合作,他对他们参与慈善事业的方式表示了深深的赞赏。他说:“没有什么比与巴基斯坦卫生和公众服务部这样的捐助者合作更令人满意的了。他们在审议工作中结合了这样的热情和清晰,他们的愿景与我们部门的使命如此直接地一致。”

布里奇斯将与文化社会学家塔拉·利·托伯(Tara Leigh Tober)合作,为他的Pahl Initiative项目招募一组大学生,他们将与大学生一起建立一个关于大规模拍摄的扩展数据集,整理这些数据,并进行初步分析。他们还希望支持社会科学领域的研究生,他们的参与研究将促进他们的博士培训。

布里奇斯说:“这个奖项将使我们对大规模枪击事件的研究采取更有野心的方法。”“我们特别感兴趣的是对大规模暴力的调解反应——媒体反应的模式,不同群体的枪手被媒体描述的方式,总统是如何或没有以公开声明回应大规模枪击事件,等等。由于研究中对大规模枪击事件的定义相对保守,Pahl计划的资金将使我们有可能收集更多关于更大样本事件的数据,超过其他学者分析的数据。他们还将允许我们支持研究生和本科生协助这个项目,并资助一个面向公众的网站,将这些数据和我们的发现公之于众,以便我们的工作能够影响公共政策。”

布里奇斯假设,人们从枪支和枪支中获取意义的方式,与男子气概和性别认同息息相关。他计划通过研究新闻媒体、政治演讲、文件和其他材料,了解这些潜在的文化前提——围绕男子气概以及种族、政治意识形态和其他因素。研究结果将有助于学者、政策制定者和活动人士更深入地思考这一问题的有利条件,这可能会通过教育和公共话语以及立法或司法行动得到改变。

项目完成后,研究成果将通过各种公共手段广泛传播,如专栏、博客、白皮书等,并在开放门户网站上发布大规模拍摄数据集。Bridges和Tober还旨在与新闻工作者建立联系,希望为他们报道这个主题提供信息,并为宣传团体提供简报,这些团体可能从研究见解中收集到对长期战略可能具有适应性和价值的信息。

学者们希望,最终他们的研究能够改变人们对枪支暴力的讨论和研究方式,揭示出男性特征的形成与大规模枪击案之间尚未探索的联系。布里奇斯的提议认为,枪支拥有率和法律限制进入显然是重要因素,但事情不能就此结束。虽然美国并不是唯一拥有大量枪支的国家,但在国际范围内独一无二的是美国的“枪支文化”。

布里奇斯说:“这是一个困难的话题。“美国发生的大规模枪击事件比世界上任何其他国家都多。我们的最佳估计显示,大规模枪击事件不仅在美国发生得更频繁,但它们的频率正在增加。大规模枪击案与美国的各种社会问题有关,这些问题根源于种族、阶级和性别不平等,再加上我们独特的暴力枪支文化。

他说:“我希望这项工作能够促进美国公众对枪支暴力、枪支所有权和枪支文化的广泛讨论,”他补充道。“我希望这项工作是政策决定、建议和干预的一部分。我希望这项工作能帮助我们更好地理解枪支暴力与美国其他社会不平等制度之间的关系。”

 

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冉冉升起的新星

当来自全国各地的大约70妇女被邀请参加2019年电气工程和计算机科学新星(电)车间聚集在伊利诺伊大学厄巴纳香槟明年秋季,加州大学圣芭芭拉的宏伟赵,崔春风将成为其中之一。

EECS的新星在其学术生涯的早期寻找该领域中最聪明、最有前途的女性。之前的研讨会在麻省理工学院卡内基梅隆大学斯坦福大学加州大学伯克利分校举行。

赵说:“这将是一个向学术界精英学习、与其他后起之秀建立联系的大好机会。

一年一度的研讨会将有兴趣从事计算机科学、计算机工程和电气工程学术事业的女性联合起来。参与者将展示他们的研究成果,与顶尖大学的教师互动,并接受关于职业发展的建议。

“能受到邀请,我非常感激,也非常高兴,”崔说。她是欧洲经委会教授郑章的博士后研究员。“我期待着与我的学术同行见面,分享我们作为女性研究人员的经验。”

崔获得了中国科学院张量数据分析数值优化专业的计算数学博士学位。崔的研究涵盖了两个主要领域:电子和光子设计自动化的不确定性量化;和机器学习的张量方法。张量是一个数学对象,它在机器学习的背景下概括多维数据。

今年早些时候,崔是被提名为2019年计算和数据科学新星的32位女性之一,并受邀参加了由德克萨斯大学奥斯汀计算工程与科学研究所主办的研讨会。在那里,她遇到了几十位女性,她说她们提供了宝贵的建议和见解

崔说:“看到学术界和工业界越来越多的独立、成功和受人尊敬的女性,这令人鼓舞。”她还获得了2018年IEEE电子封装与系统电气性能最佳论文奖。“他们的存在照亮了我自己的道路,给了我信心,我可以成为我想成为的任何人。”

赵不久将与她的博士导师乔纳森·克拉姆金(Jonathan Klamkin)一起开始博士后研究工作。她在中国科学院半导体研究所获得硕士学位,并在华中科技大学完成了电子专业的本科学习。

赵的研究兴趣包括新兴材料的硅光子学,如石墨烯和氧化锡,以及复合半导体集成电路。她目前的研究重点是基于磷化铟(InP)的自由空间通信光子集成电路。

“随着我在研究中不断看到更好的结果,我变得更感兴趣、更有灵感、更投入,”赵说。“我很高兴能成为这个领域的一员,在这个领域里,我的工作可以通过研究解决难题,从而改变社会。”

应对世界上的挑战和辅导学生是促使崔追求教授职业的两个因素。她对其他工科女生也有一些建议。

她说:“你可能会面临怀疑和信心的挣扎,但你应该永远为自己感到自豪。”进入UCSB的工程学院表明你已经具备了一名伟大工程师的素质。了解UCSB优秀的女教师和员工,并从中得到启发和肯定。它们证明你的工作将会和任何人一样出色。”

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