Nowy system na MIT

Rzeczywisty świat jest bałaganiarski i znacznie bardziej skomplikowany niż schludny, redukcjonistyczny świat naukowców i inżynierów. Poranne dojazdy dojeżdżają do korków, gdy setki samochodów wchodzą w interakcję z drogami i ze sobą nawzajem. Fabryki zaprojektowane z myślą o wydajności zanieczyszczają środowisko. Cząsteczki i komórki współdziałają ze sobą idealnie, pomagając w strawieniu posiłku lub przebiegnięciu maratonu lub amoku i stworzeniu guza.

W świecie rzeczywistym różne komponenty wchodzą w interakcje w złożonych systemach. Nie tylko każda część maszyny łączy się z innymi, tworząc funkcjonującą całość, ale są też pracownicy, którzy muszą korzystać z tych maszyn i różne maszyny, które muszą ze sobą współpracować. Cała konstrukcja oddziałuje i jest pod wpływem czynników zewnętrznych. Na MIT inżynierowie i naukowcy dostrzegają konieczność postrzegania swoich przedmiotów jako systemów, a nie izolowanych mechanizmów.

Ta postawa daje nowe programy, które nie tylko przekraczają granice wydziałów, ale także integrują wykładowców z różnych szkół w interdyscyplinarne programy edukacyjne i wysiłki badawcze. Na przykład Engineering Systems Division (ESD) został utworzony w 1998 r. w celu tworzenia teorii i praktyki dotyczącej projektów inżynieryjnych na dużą skalę, a od jesieni 2001 r. trwają prace nad utworzeniem Inicjatywy Biologii Obliczeniowej i Systemowej. Oba programy wyrosły z oddolnych wysiłków profesorów, aby odpowiedzieć na zmieniający się świat i ewoluującą praktykę inżynierii i biologii.

Dział Systemów Inżynierskich

Inżynierowie nie mogą działać w izolacji: muszą mieć do czynienia z regulatorami rządowymi, ekonomistami, robotnikami i menedżerami; wielu z nich musi sobie radzić z samodzielnym zostaniem menedżerem. Rzadko wszyscy ci współpracownicy współpracują ze sobą bez wysiłku. A w przypadku bardzo dużych projektów inżynieryjnych, takich jak Big Dig w Bostonie i Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, mogą pojawić się szczególnie trudne problemy. Inżynierowie zdali sobie sprawę, że potrzebują znajomości systemów wielkoskalowych, aby pomóc im przewidywać potencjalne problemy inżynieryjne i zapewnić płynne działanie projektów. Technologia odgrywa coraz ważniejszą rolę w dzisiejszym społeczeństwie, mówi Daniel Roos ‘61, SM ‘63, PhD ‘66, prodziekan ds. systemów inżynieryjnych. Nasze produkty i nasze systemy stają się coraz większe i bardziej złożone. Musimy rozumieć więcej niż tylko technologię.

Chociaż Instytut od jakiegoś czasu rozwijał takie rozumienie, siedem lat temu komitet pod przewodnictwem Toma Eagara '72, ScD '75, ówczesnego szefa inżynierii materiałowej i inżynieryjnej, uznał, że jest on pozycjonowany jako wiodący ośrodek inżynieryjny dla XXI wiek, Szkoła Inżynierska MIT musiałaby podwoić wielkość swoich wydziałów zaangażowanych w działania związane z integracją systemów inżynieryjnych.

Dlatego komisja Eagara zaleciła Instytutowi utworzenie działu systemów inżynieryjnych w celu koordynowania i inicjowania takich działań. Posiadanie wydziału, mówi Daniel Hastings SM '78, PhD '80, zastępca dyrektora i profesor aeronautyki i astronautyki, jest dla MIT sposobem na wbicie kołka w ziemię i powiedzenie, że będziemy poważnie podchodzić do tworzenia sposobu na konceptualizowanie, planowanie i konstruowanie systemów wielkoskalowych.

W tym celu Wydział Systemów Inżynieryjnych obejmuje wykładowców ze szkół inżynierskich i Sloan School of Management. Już teraz wydział stworzył kilka nowych kierunków z zakresu systemów inżynierskich. Członkowie pracują razem nad tworzeniem programów magisterskich i doktoranckich skoncentrowanych na systemach inżynierskich i badają nieletniego licencjata. Naszym celem jest stworzenie nowego kierunku studiów, mówi Roos, wyjaśniając, że zamierzają zdefiniować systemy inżynierskie oraz wpłynąć i zmienić zarówno edukację inżynierską, jak i praktykę inżynierską. Celem nie jest zastąpienie istniejącej, opartej na nauce praktyki inżynierskiej, mówi Hastings, ale jej uzupełnienie. Istnieje potrzeba rozszerzenia sposobu, w jaki inżynierowie myślą, działają i praktykują swoją sztukę. Mówi, że na uniwersytetach należy położyć nacisk na to bardziej holistyczne podejście do inżynierii. Niewielka liczba studentów rozpoczęła we wrześniu pilotażową wersję programu doktoranckiego.

W dziale odbywa się kilka istniejących wcześniej interdyscyplinarnych programów magisterskich i doktoranckich, które zostały zaprojektowane, aby pomóc inżynierom zrozumieć problemy związane z zarządzaniem, a także społeczny, ekonomiczny i środowiskowy wpływ ich projektów. Programy obejmują Liderów Produkcji; Projektowanie i zarządzanie systemem; Technologia i polityka; Transport; Logistyka; oraz technologia, zarządzanie i polityka. Swoje siedziby znalazły również cztery międzywydziałowe ośrodki badawcze: Centrum Technologii, Polityki i Rozwoju Przemysłowego; Centrum Wydajności Przemysłowej; Centrum Studiów Transportowych i Logistyki; oraz Centrum Innowacji w Rozwoju Produktu. Każde z tych centrów łączy partnerów ze środowisk akademickich, przemysłowych i rządowych w wysiłkach mających na celu stworzenie zrównoważonego globalnego rozwoju: to znaczy wzrostu gospodarczego, który nie będzie zużywał więcej zasobów naturalnych, niż ziemia może dostarczać w nieskończoność.

Pod egidą dywizji uruchomiono również kilka projektów badawczych. Inicjatywa Lean Aerospace jest próbą zbadania znaczących zmian w przemyśle lotniczym, a program dotyczący zrównoważonej mobilności ma na celu zapewnienie nam możliwości poruszania się po całym świecie bez szkody dla środowiska. Tej jesieni oddział uruchomił ważny program, który bada bezpieczeństwo wewnętrzne, gromadząc wydziały z wydziałów aeronautyki i astronautyki, inżynierii jądrowej, inżynierii lądowej, nauk politycznych i inżynierii mechanicznej, a także Sloan School i programu w nauce, technologii, i społeczeństwo. Na przykład jeden z projektów realizowanych we współpracy z Sandia National Laboratories ma na celu opracowanie sposobów ochrony lub szybkiego przywrócenia systemów krajowej infrastruktury, takiej jak systemy wodne i elektryczne, w przypadku ataku.

Utworzenie jednostki edukacyjnej, która przekracza granice departamentów MIT i granice szkół, czasami okazywało się skomplikowane, mówi Roos. Zatwierdzenie ESD zajęło dużo czasu, ponieważ jest to niekonwencjonalne, mówi. Jak dodaje, kluczem do sukcesu w tworzeniu nowych programów badawczych i edukacyjnych są zaangażowane osoby. Istnieje wspólna wizja i wspólne zrozumienie tego, co staramy się osiągnąć.

Inicjatywa Biologii Obliczeniowej i Systemowej

Podobna wizja i zrozumienie doprowadziły do ​​międzyszkolnego programu, który uwzględnia systemowe spojrzenie na inną dziedzinę znaną z redukcjonistycznego podejścia: biologię. Wydział Biologii i Wydziału Elektrotechniki i Informatyki oraz Wydział Inżynierii Biologicznej połączyły siły, aby oddolnie stworzyć Inicjatywę Biologii Obliczeniowej i Systemowej. Zeszłej wiosny wydział prowadził pierwszy nowy kurs dla absolwentów programu, a drugi zostanie dodany wiosną tego roku. Interdyscyplinarne wysiłki badawcze są już w toku. Celem jest uczynienie MIT liderem trzeciej prawdziwej rewolucji we współczesnej biologii, mówi biolog Peter Sorger, członek komitetu wykonawczego inicjatywy. Po raz pierwszy masz wprowadzenie metod matematycznych, aby zrozumieć biologię jako zintegrowany system, mówi. Jako biolog, kiedy w to wchodzisz, zdajesz sobie sprawę, że to będzie przyszłość.

Pod wieloma względami współczesna biologia to biologia molekularna. Biolodzy molekularni patrzą na systemy biologiczne z perspektywy pojedynczej cząsteczki lub, być może, dwóch lub trzech wzajemnie oddziałujących cząsteczek. Nowy pogląd jest taki, że wiele biologii można rozumieć tylko jako system, dodaje Bruce Tidor, biolog obliczeniowy z Wydziału Elektrotechniki i Informatyki oraz Wydziału Inżynierii Biologicznej. Aby dowiedzieć się, jak naprawdę działają systemy biologiczne, trzeba będzie połączyć obliczenia, inżynierię, biologię i naukę. Będzie to wymagało współpracy badaczy z tych różnych dziedzin i studentów, którzy mogą łatwiej przekraczać granice. MIT idealnie się do tego nadaje.

Powód? Siła MIT w inżynierii. Inżynieria jest niezbędna, mówi Sorger. Podczas gdy inne instytucje mają programy z zakresu biologii obliczeniowej lub systemowej, mówi Tidor, to, co sprawi, że MIT będzie wyjątkowy, to bardzo silny komponent inżynieryjny. Inżynierowie świetnie rozumieją systemy. Inicjatywa przyciągnęła już wykładowców z wydziałów chemii, fizyki, matematyki, nauk o mózgu i kognitywnych, inżynierii chemicznej i inżynierii mechanicznej. Sloan School i MIT Media Lab są również zaangażowane. W przeciwieństwie do podobnych wysiłków w innych instytucjach, ten program nie usunie wykładowców z ich macierzystych wydziałów; zamiast tego stara się budować więzi między nimi.

Trzy elementy składają się na wysiłki inicjatywy na rzecz integracji naukowców w całym Instytucie: projekty interdyscyplinarne, z których wiele jest już w toku; podstawowe obiekty badawcze, które zapewnią wydziałom na całym MIT dostęp do najnowocześniejszych technologii w obliczeniach i badaniu cząsteczek i procesów biologicznych; oraz nowy program edukacyjny, który docelowo obejmie doktorat z biologii systemów. Aby sfinansować ten ogromny wysiłek, komitet wykonawczy inicjatywy poszukuje pieniędzy od prywatnych fundacji i agencji rządowych, takich jak National Institutes of Health, National Science Foundation i Defense Advanced Research Projects Agency. Ponadto inicjatywa współpracuje z Industrial Liaison Program MIT w celu zbadania możliwości wsparcia przemysłowego.

Zarówno Inicjatywa Biologii Obliczeniowej i Systemowej, jak i Wydział Systemów Inżynierskich wykorzystują mocne strony MIT, aby utrzymać pozycję lidera Instytutu w dziedzinie edukacji i badań. Ponieważ świat poza uniwersytetem staje się coraz bardziej złożony i niechlujny, wydział uczy się przekraczać granice, aby nadążyć za ewolucją technologii, nauki i społeczeństwa.

ukryć