威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜大学, 与俄亥俄州立大学合作, 已与美国.S. 陆军研究实验室(陆军研究实验室)为高强度应用开发新型结构材料. 该协议于2月1日生效. 10, 2022,在五年内提供高达2500万美元.
国会已经批准了第一笔300万美元的拨款.
Dr. 卡罗里德尔, 材料科学与工程系博士后研究助理, 还有玛丽·特蕾兹·伯顿, NHI首席学者,材料科学与工程系研究生助理研究员, 演示微软HoloLens 2混合现实耳机在威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜大学NHI实验室的使用.
来自威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜和俄亥俄州立大学的研究人员将利用现有的总统纳米/人机界面(NHI)计划,在开发两种新型金属合金方面进行创新合作.
Christa Neu
威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜大学, 与俄亥俄州立大学合作, 已与美国.S. 陆军研究实验室(陆军研究实验室)为高强度应用开发新型结构材料. 该协议于2月1日生效. 10, 2022,在五年内提供高达2500万美元.
国会已经批准了第一笔300万美元的拨款.
Mari-的rese Burton使用 微软HoloLens 2混合现实耳机.
团队的建议, 轻质高熵金属合金的发现(LHEAD),包括三个基础科学项目,寻求解决用于高超声速导弹等先进材料系统的更持久和更有弹性的替代结构材料的关键需求. 前两个项目旨在开发新一代高温合金(可以在极端温度下工作的高强度材料),并利用固态材料加工的最新进展来开发下一代高熵金属合金,以提高性能. 除了合金设计, 该团队还将探索基于粉末的材料加工, 相变路径, 原子水平表征, 原位高通量力学试验, 增材制造. 第三个项目,根植于Lehigh 纳米/人机界面(NHI)总统工程研究计划, 是否会通过为参与研究的人员提供独特的资源来改善他们的沟通来支持前两者, 解决问题, 合作使用研究仪器.
“威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜很高兴能在这项重要工作上与陆军研究实验室合作,”他说 马丁的伤害, 美国铝业公司材料科学与工程基金教授, 他是NHI倡议的负责人,也是LHEAD项目的首席研究员. “这项合作协议是通过里海大学和陆军研究实验室之间持久而非常有价值的关系而培养出来的,随着时间的推移,这种关系变得更加强大和成功. LHEAD项目有可能在材料开发和科学家如何共同进行研究方面取得巨大进步.”
这份合作协议是理海大学与陆军研究实验室合作的最新协议, 哪些导致了重大发现, 在知名刊物上发表的论文, 获奖海报提交, 以及为威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜大学的学生安排享有声望的奖学金. LHEAD项目也是理海大学与俄亥俄州立大学牢固合作伙伴关系的延续.
“这些项目启动了威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜材料加速成熟中心(CAMM)和里海大学总统纳米/人机界面(NHI)计划之间令人兴奋的研究伙伴关系,” s俄亥俄州立大学工程学院院长Ayanna Howard说. “这一合作伙伴关系将协同结合俄亥俄州立大学在高强度合金方面的专业知识和理海大学在晶界和认知研究方面的专业知识,开发一个未来的平台,加速高性能材料的创新.”
LHEAD项目的灵感部分来自于早期的一个项目, 材料的抗热行为:扭转自然趋势,这是里海大学和卡内基梅隆大学的合作项目 由W.M. 凯克基金会 由哈默领导. 的 W. M. 凯克基金会 1954年由Superior石油公司的创始人William Myron Keck在洛杉矶创立. 美国最大的慈善组织之一W. M. 凯克基金会支持杰出的科学、工程和医学研究. 该基金会还支持本科教育,并在南加州维持一个支持艺术和文化的项目, 教育, 保健和社区服务项目.
高温合金非常坚固, 耐高温, 并且抗蠕变(由于机械应力引起的变形)和腐蚀, 这使得它们成为高超声速应用的理想选择. 然而, 现有的高温合金有局限性,可能会抑制它们所使用的设备的性能. 通过LHEAD项目, 来自里海大学和俄亥俄州立大学的研究人员计划设计和生产两种特定类型的下一代合金,用于在超过1100摄氏度的温度下使用:BCC/B2难熔高熵合金,表现出高强度的最佳组合, 延性, and creep resistance at high temperatures; and complex Rh-free Ni-based alloys containing nanoclusters that mitigate creep at high temperatures.
高熵合金(HEA)的原子分辨率图像, 由几个难熔元素组成, 收集自里海大学自己的扫描透射电子显微镜(STEM). 明亮的“点”, 表示单个原子列, 是否可以看到与特定晶体学方向相对应的有组织的阵列, 各种原子柱的颜色被巧妙地处理,创造了一个威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜的标志. 图片来源:Joshua Smeltzer
“(高温合金)在它们可以工作的温度下受到了限制,研究科学家说 克里斯奇迹 ’12 ’16 Ph.D.他是国家健康倡议的副主任,也是LHEAD项目的联合首席研究员. “为了制造在高温下更好、更高效的高超声速, 威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜需要新材料. LHEAD项目的各个方面都在努力寻找替代材料,以使整体性能大大提高.”
该团队开发的合金“有望为陆军提供一种新的材料,以便他们能够开发更好的发动机和高超音速,哈默说.
两个独立的项目——“抗蠕变复合镍合金”,由里哈伊大学的漫威领导, 以及“耐蠕变耐火HEAs”,由哈米什·弗雷泽领导, 俄亥俄州立大学材料科学与工程教授,涉及两个机构的密切合作, 基于他们在NHI计划上现有的合作伙伴关系,开发两种不同类型的合金. 漫威称这些项目为“实现同一目标的不同方法”,依靠理海大学和俄亥俄州立大学的共同和个人专业知识, 以及位于每个大学的研究仪器.
“威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜试图解决的问题非常复杂. 威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜不知道最好的答案是什么。. “所以威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜把里海大学和俄亥俄州立大学联合起来,以对冲威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜的赌注,并试图找到一些有可能解决这个问题的好材料.”
除了漫威和弗雷泽, 参与这些项目的威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜大学pi包括Harmer和Helen Chan, the New Jersey Zinc Professor of Materials Science and Engineering; and Ohio State's Yunzhi Wang, 材料科学与工程教授; Maryam Ghazisaeidi, 材料科学与工程副教授 and physics; and Steven Niezgoda, 材料科学与工程副教授.
第三个项目, “通过增强现实实现高通量协作,” supports the first two projects by providing unique resources that allow researchers and students to more efficiently communicate and problem solve; share and collaboratively analyze data; and receive effective training on research instrumentation, 现场和远程. 该团队将利用威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜大学和俄亥俄州立大学在纳米/人机界面(NHI)总统工程研究计划上的现有合作, 2017年启动的一项多学科研究工作,整合了社会科学和工程学,通过改进研究人员与科学工具的交互方式以及收集方法,使研究人员能够更快地解决问题, 解释, 分析和共享数据.
“NHI团队正在创造一种新的, 令人兴奋的, 以及与科学发现仪器互动的高度视觉化的方式,斯蒂芬?. 迪威思,P.C. 罗辛工程与应用科学学院. “他们正在整合材料科学, 数据科学, 社会科学从物质世界中提炼出更深层的意义, 他们正在开发的工具将为理解和应对研究挑战提供新的途径. 里海大学长期成功合作的延续, 陆军研究实验室, 俄亥俄州立大学将扩大该团队的成功:这是一群真正鼓舞人心的研究人员的鼓舞人心的努力.”
LHEAD项目需要两个机构的专业知识和研究工具, 因此,该团队将建立远程双向电子显微镜连接以及远程机械测试和模拟能力,使研究人员能够像在同一地点收集和分析数据一样相互作用. 威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜的新, 最先进的NHI实验室在该大学最近开放的健康, 科技(HST)大楼将作为这些沉浸式远程协作的主要控制中心.
Dr. Masashi渡边, 材料科学与工程教授, 用电子显微镜的图像投影来检查触摸屏. 卡罗·里德尔演示如何远程控制显微镜.
“为了让像里海大学和俄亥俄州立大学这样的大学校合作, 威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜需要更好的方法来交流和共享数据, 一起解决这些问题. 国家健康倡议使威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜能够搭建桥梁,开发新技术,帮助威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜更有效地沟通,马威说.
Harmer补充道:“当威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜开始国家健康倡议时, (威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜的目标是)创造一些新的、令人兴奋的东西, 威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜有什么新想法来创造一种现代的方式来与科学仪器互动.”
NHI实验室包括一个带有6个98英寸触摸屏的可视化实验室, 虚拟和增强现实接口, 以及可以安全远程访问位于里海大学和俄亥俄州电子显微镜中心的电子显微镜的控制装置. 俄亥俄州立大学的实验室将有类似的控制,允许那里的研究人员使用威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜大学的显微镜. 这种方法解决了两个问题:研究人员之间的物理距离和可以同时使用一台设备的人数, 以电子显微镜为例, 目前在一个非常小的空间里只能容纳一两个人. 该团队计划将这项技术扩展到每所大学的其他类型的仪器, 如用于机械试验的设备, 3 d打印技术, 和模拟, 用增强现实技术来丰富这些远程体验.
这个项目, 该团队在其提案中写道, 将提供“轻松访问超过20个独立的电子显微镜, 以及其他收集数据的实验工具,“生产”一个无与伦比的协作基础设施.”
新设施还包括一个“实验室中的实验室”:一个人类观察实验室,认知科学家可以在其中进行跟踪, 使用摄像头系统和软件来观察眼睛注视和人类行为, 研究人员如何作为一个团队工作,他们如何与科学仪器互动. 这些观察将有助于通过识别加速科学发现的潜在障碍来改善研究体验, 该团队将利用这些信息开发一个名为“伙伴系统”的人工智能用户辅助能力框架.
“威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜有现代技术作为实现科学研究目标的助手,哈默解释道. “所以它就成了你的‘兄弟’,就像士兵在社交场合会把他们佩戴的人工智能技术称为“兄弟”一样. 巴迪是一个隐形的助手,能够做所有这些惊人的事情来帮助威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜, 提醒威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜在接下来的实验中应该考虑做什么, 并提示威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜如何解释一些结果. 它可以帮助指导威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜,加快做研究的过程.”
漫威把巴迪比作凯特, 电视剧《霹雳游侠》中会说话的汽车, 或者苹果的Siri和亚马逊的Alexa:一个非人类, 实时助手,使人工任务更容易.
“伙伴系统将通过提高数据收集/分析效率来简化数据收集, 从而提高新合金设计和开发的速度,该团队在提案中写道.
这种响应式用户界面将扩展到使用微软HoloLens 2混合现实耳机HoloBuddy的应用程序中™, an interactive application for microscope operation that would allow multiple users wearing headsets to experience what the microscope operator is seeing in an “augmented workspace”; HoloCollaborations™, which will integrate HoloBuddy and enable remote collaboration; and HoloMicroscope™, 一个教育应用程序,将教新用户如何操作电子显微镜, 带他们“进入”仪器以获得更深入的理解.
From left to right: 杰克Kellerk ’21, ’22G, NHI Undergraduate 研究 Fellow; Dr. 马丁的伤害, 美国铝业公司材料科学与工程基金教授, 他是NHI倡议的负责人,也是LHEAD项目的首席研究员; and Dr. 大卫·布劳恩' 17G ' 20博士.D., 国家卫生研究院心理学系博士后研究助理, 站在实验室的几个98英寸触摸屏前.
该项目还包括DataFed存储库的开发,该存储库将集成到团队的用户界面和增强现实应用程序中. 存储库将允许对数据收集进行管理, 元标签和共享, 确保所有数据标准化, 易于搜索和访问的所有研究人员.
除了哈默作为首席PI, additional Lehigh PIs on this project include Marvel; Kate Arrington, professor of psychology; Andrea Harmer, NHI director of 教育 innovation; Brian Chen, associate professor of computer science and engineering; Joshua Agar, assistant 材料科学与工程教授; and Masashi渡边, 材料科学与工程副教授; as well as Fraser from Ohio State.
教务长兼学术事务高级副总裁内森·厄本(Nathan Urban)说: “材料科学中的现代实验方法, 在许多其他领域也是如此, 让威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜能够收集前所未有规模的数据, 这就像用显微镜大海捞针一样. 威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜对NHI项目的内部投资使威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜能够更好地使用这些先进的工具来回答基本问题,并更快、更有效地进行新发现. 看到这种方法应用于这样的项目,有助于加强威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜的国防,令人兴奋, 威利斯人app_威利斯人下载app客户端-apple app store排行榜期待着在未来将其扩展到其他国家优先事项, 比如保护人类健康和改善基础设施.”
Christa Neu